第 3 3卷第 2期

    2 0 0 5年 2月

    塑料工业

    CHI NA PLAS TI CS I NDUS TRY

    大豆蛋白复合材料的研究进展

    汪广恒。周安宁

    ( 西安科技大学化学与化工系 ，陕西 西安 7 1 0 0 5 4 )

    摘要：对国外近十年来大豆蛋 白与聚磷酸盐、玻璃纤维、麦草 、苎麻 、淀粉、聚乙烯醇、聚己内酯、聚羟基酯醚

    等的复合材料的制备方法 ，材料性能特点进行了总结。分析了大豆蛋白复合材料作为可生物降解材料替代某些通用塑

    料和工程塑料的应用前景 ，并提出了近期的发展方向。

    关键词 ：大豆；蛋白质 ；降解塑料；复合材料

    中图分类号 ：T Q 3 2 1 . 4 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 5—5 7 7 0 ( 2 o o 5 ) 0 2—0 0 0 1 — 0 3

    Ad v a nc e i n St u d y o f S o y a Pr o t e i n Co mp o s i t e

    WANG Gu a n g — h e n g，ZHOU An — n i n g

    ( D e p t .o f C h e mi s t r y a n d C h e mi c a l E n g . ，X i a n U n i v e r s i t y o f S c i . a n d T e c h . ，X i a n71 0 0 5 4，C h i n a )

    Abs t r a c t ： T he p r e p a r a t i o n a nd p r o p e r t i e s o f s o y a pr o t e i n c o mp o s i t e s ma d e b y b l e n d i n g o f s o y a p r o t e i n wi t h

    p o l y p h o s p h a t e，g l a s s f i be r ，wh e a t s t r a w，r a mi e，s t a r c h，P VA，PCL，PHEE，e t c.we r e s u mma r i z e d b a s e d o n t h e

    l i t e r a t u r e s p u b l i s h e d i n t h e l a t e s t d e c a d e’ S .Th e pr o s p e c t o f s o y a p r o t e i n c o mp o s i t e s s u b s t i t u t i n g f o r s o me t r a d i t i o na l

    a n d e n g i n e e r in g p l a s t i c s wa s a n a l y z e d，a n d t h e d e v e l o p i n g t r e n d o f s o y a pr o t e i n c o mp o s i t e s wa s pr o p o s e d.

    Ke ywo r d s：S o y a；P r o t e i n；De g r a d a b l e P l a s t i c s ；Co mp o s i t e

    早在 2 0 世纪初科学工作者就开始研究大豆蛋白

    塑料，而对大豆蛋白复合材料的研究则始于 2 0世纪

    3 0年代；二次世界大战后，石油价格下降，石化产

    品占领了塑料市场，大豆蛋白塑料的研究进入低谷；

    进入 2 0世纪 9 0年代，随着石油危机的压力 日益严

    重、废塑料的污染成为世界关注的问题，大豆蛋白塑

    料作为一种可生物降解的塑料又重新活跃起来。关于

    大豆蛋白塑料的报导很多，S u e H J等…发现，干燥

    的大豆蛋白塑料的动态力学性能甚至比环氧树脂和聚

    碳酸酯高，可直接作为工程塑料材料应用。但大豆蛋

    白塑料的力学性能及体积稳定性受加工条件和助剂的

    影响很大，尤其是大豆蛋白塑料在加工过程中容易热

    分解，很难作为热塑性塑料应用，为解决这一问题，人们对大豆蛋白复合材料进行了广泛研究。本文着重

    介绍了这方面的研究进展。

    1 大豆蛋白 天然聚合物复合材料

    1 . 1 大豆蛋白 聚磷酸盐复合材料

    将大豆蛋 白作为热塑性工程塑料应用的途径之

    一

    ， 就是将其加工成共 昆物或者复合材料。O t a i g b e J

    u等 研究了大豆蛋 白 聚磷酸盐复合材料的强度、硬度、耐水性以及聚磷酸盐对复合材料降解性能的影

    响。结果表明：在大豆蛋白中添加 2 0 %的聚磷酸盐，可将材料的弯曲模量从 1 . 7 G P a提高到 2 . 1 G P a ，而

    吸水率则稳定在 5 7 %左右；如果用硅烷偶联剂对聚

    磷酸盐预处理，能够进一步提高复合材料的弯曲模量

    并降低吸水率；且聚磷酸盐的加入使材料由脆性断裂

    转变为假塑性断裂。另外，T k a c z y k A H E 3 j 的研究表

    明，填料对大豆蛋白的降解性能影响不大，填充有

    1 0 %～3 0 %填料的复合材料虽然比纯大豆蛋白塑料的

    降解率低，但仍达到了 7 0 %以上；与其它试样相比，含 2 0 %填料的复合材料的力学性能最突出，降解速

    率没有明显加快或减缓。

    1 . 2 大豆蛋白 麦草复合材料

    Mo X Q等 ] 用水含量不同、处理方法不同的麦

    草与大豆蛋白或二苯基甲烷二异氰酸酯 ( MD I )溶液

    按 1： 1的质量 比混合 1 0 m i n ，然后室 温干燥，在

    3 . 0 6 4 MP a 、1 4 0℃下用铝模板压制 8 mi n ，制成密度

    ( 0 . 3土0 . 0 1 )g c m 3 的压缩板。结果表明：含水 4 0 %

    的麦草，5 %的 MD I 或 1 0 %经 N a O H改性的大豆蛋白

    作为粘接剂压制的板材力学性能最好，拉伸强度分别

    陕西省攻关计划项 目 ( 2 0 0 0 K一1 0 0 9 ) 联系人 z h o n an @x u s t . e d u . C B

    作者简介 ：汪广恒 ，男，1 9 7 7年生 ，博士研究生，从事大豆蛋白生物降解塑料的研究工作。w g h y s l @1 6 3 . C O B

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    为4 . 8 8 8 MP a和 2 . 7 1 9 MP a ......