玉米醇溶蛋白與竹粉復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、玉米醇溶蛋白作為生物可降解材料的開發(fā)與應(yīng)用越來越受到人們的重視。國內(nèi)外研究者針對玉米醇溶蛋白開發(fā)了生物膜等新型材料，然而，其物理力學(xué)性能相對傳統(tǒng)的石油基產(chǎn)品較差，性能受環(huán)境參數(shù)影響較大。因此，研究開發(fā)玉米醇溶蛋白利用新技術(shù)，拓展其應(yīng)用途徑已成為當(dāng)前的一個重要研究課題。本文主要研究玉米醇溶蛋白與竹粉復(fù)合材料的制備工藝及性能，探討超高壓改性對玉米醇溶蛋白的粘結(jié)性、流變性、熱特性和微觀形態(tài)的影響，并研究竹粉的顆粒大小，以及不同濃度NaOH溶液

2、預(yù)處理對復(fù)合材料性能的影響，最后分析板坯含水率、成型溫度、成型時間等工藝參數(shù)對玉米醇溶蛋白與竹粉復(fù)合材料物理力學(xué)性能的影響。主要結(jié)論如下：
　　 (1)隨著壓力的增加(100、200、300、400、500、600 MPa)，玉米醇溶蛋白與竹粉復(fù)合材料的力學(xué)性能指標(biāo)，如靜曲強度、彈性模量和抗拉強度均先增加后下降，當(dāng)壓力為400 MPa時，各項力學(xué)性能指標(biāo)最大，分別達到28.4 MPa、2752.58 MPa、15.7 MPa；2

3、h厚度膨脹率則先下降后增加，當(dāng)壓力為500 MPa時，復(fù)合材料的2h厚度膨脹率最小，為5.6％。
　　 (2)玉米醇溶蛋白經(jīng)超高壓處理后具有假塑性流體特性，呈現(xiàn)“剪切變稀”現(xiàn)象。超高壓壓力、剪切溫度和剪切速率對玉米醇溶蛋白的流變性有顯著影響。隨著壓力增大，溶液黏度呈現(xiàn)先增加后減小再增加的趨勢，當(dāng)壓力為400 MPa時，黏度最高；隨著剪切溫度的增加，溶液黏度呈現(xiàn)先下降后增加的趨勢，當(dāng)溫度為40℃時，黏度最低；隨著剪切速率的增加，溶

4、液的黏度降低，但當(dāng)剪切速率接近100 s-1時，黏度變化不明顯。玉米醇溶蛋白粉在400 MPa壓力處理后，變性溫度Tm升高，蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性提高；熱焓△H減小，蛋白質(zhì)分子的聚集程度增大；DSC顯示變性峰有變寬的趨勢，蛋白質(zhì)的協(xié)同性降低。玉米醇溶蛋白溶液在400 MPa壓力處理后，SEM顯示蛋白顆粒凝聚成環(huán)狀或者鏈狀結(jié)構(gòu)。
　　 (3)竹粉顆粒大小(20、40、60、80、100目)和NaOH溶液預(yù)處理(1％、2％、3％、5％、1

5、0％)對復(fù)合材料物理力學(xué)性能有明顯影響。當(dāng)竹粉顆粒大小為60目時，復(fù)合材料的靜曲強度和彈性模量達到最大，分別為28.72 MPa和2669.75 MPa；當(dāng)竹粉顆粒大小為40目時，復(fù)合材料的抗拉強度達到最大，為17.5 MPa；當(dāng)竹粉顆粒大小為80目時，復(fù)合材料的2h厚度膨脹率最小，僅為5.8％。隨著NaOH濃度的增加，復(fù)合材料的靜曲強度和彈性模量分別呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，2％NaOH預(yù)處理的復(fù)合材料靜曲強度達到最大，為28.84 M

6、Pa；3％NaOH預(yù)處理的復(fù)合材料彈性模量達到最大，為2913.03 MPa；NaOH濃度為2％時，復(fù)合材料的抗拉強度達到較高值，為14.5 MPa；處理后的復(fù)合材料較未處理的2h厚度膨脹率顯著降低，1％時達到最小值，為6.78％。
　　 (4)獲得含水率及工藝條件對復(fù)合材料性能影響的規(guī)律，優(yōu)選出性能較佳的成型工藝條件。結(jié)果表明：當(dāng)板坯含水率X1為14％，成型溫度X2為175℃，成型時間X3為12 min時，復(fù)合材料的靜曲強度Y