苧麻纖維增強(qiáng)大豆塑料復(fù)合材料的研究——文獻(xiàn)綜述

1、苧麻纖維增強(qiáng)大豆塑料復(fù)合材料的研究——文獻(xiàn)綜述楊蓮敏N0708042221.大豆塑料概述大豆塑料概述1.11.1大豆及大豆蛋白塑料大豆及大豆蛋白塑料大豆為豆科植物大豆的成熟種子，是我國僅次于水稻、小麥和玉米的重要糧食作物，也是世界上最重要的油料和高蛋白作物，在國家糧食戰(zhàn)略安全和國際農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易中占有重要的地位[1]。大豆中含有豐富的蛋白質(zhì)和脂肪，可直接食用，也可用于榨取油料及制成各種副食品，如豆腐、豆?jié){、豆腐皮等。蛋白質(zhì)可制塑料、藥品等。

2、蛋白質(zhì)是氨基酸以膚鍵(一C于NH)相連接形成的高分子常見的氨基酸有二十余種，大豆蛋白質(zhì)中富含各種氨基酸，其中單氨基雙梭基的天門冬氨酸、谷氨酸和雙氨基單梭基的精氨酸含量較多。蛋白質(zhì)一般可分為兩大類:一類是不溶于水的纖維狀蛋白質(zhì)；一類是能溶于水、酸、堿或鹽溶液的球狀蛋白質(zhì)。大豆中的大豆蛋白主要由2S(占8%)、7S(占35%)、11S(占52%)、及15S(占5%)等四種球蛋白組成。球狀蛋白質(zhì)的分子形狀是一團(tuán)團(tuán)球狀的，它們的多膚鏈自身扭曲折

3、疊成特有的球形。在折疊時(shí)，分子內(nèi)某些基團(tuán)之間通過氫鍵、二硫鍵或范德華引力相互作用著。分子中的疏水基團(tuán)(如烴基等)分布在球形內(nèi)部，而親水基團(tuán)(如一OH、一HN:、一HS、一C0H0等)分布在球形表面。因此，球狀蛋白質(zhì)的水溶性比較大。大豆蛋白塑料是可完全生物降解材料，在土壤或海洋中可降解成二氧化碳、水和低分子含氮物。大豆蛋白質(zhì)成本低，來源豐富，逐漸被廣泛的使用。利用大豆蛋白制備出的塑料是一種可完全生物降解的天然產(chǎn)物塑料，且與其他植物蛋白塑料

4、相比，它具有易加工，性能穩(wěn)定，耐水性好等特點(diǎn)，而且使用后可用來增肥土壤或加工成動物飼料達(dá)到再利用[2]。在21世紀(jì)這個(gè)提倡環(huán)保節(jié)能的時(shí)代，發(fā)展大豆蛋白塑料是解決塑料廢棄物對環(huán)境污染以及緩解石油資源短缺可能的有效途徑。1.21.2大豆蛋白塑料的制備大豆蛋白塑料的制備塑料樣片在吸水性能上的變化。調(diào)節(jié)pH值的酸有鹽酸、硫酸、醋酸、丙酸、磷酸和檸檬酸等。酸調(diào)工藝為：①在蛋白質(zhì)的水溶液中，加入酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)，然后制取蛋白粉；②用添加酸的水

5、溶液代替水作增塑劑直接加入蛋白粉中。前者可使樣片的吸水量從大于100％降到32％，后者僅使吸水量由99％下降到83％，前者明顯好于后者。經(jīng)過酸性試劑改性，大豆蛋白質(zhì)塑料的流變性、韌性和耐水性均得到很大提高，使得大豆蛋白質(zhì)塑料在適應(yīng)多種加工方式的同時(shí)還具備一定的使用性能[6]。（2）交聯(lián)劑改性。大豆蛋白質(zhì)含有許多反應(yīng)基團(tuán)（NHOH，SH）易于發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，還有自身存在的二硫鍵的交聯(lián)。交聯(lián)導(dǎo)致更大的分子聚集，伴有分子量的增加、溶解度的降低和

6、可塑性的下降。在蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)附近，利用醛類使蛋白質(zhì)硬化能夠使制得的蛋白質(zhì)塑料有最低的吸水量，甲醛通過甲撐橋使蛋白質(zhì)交聯(lián)，增加蛋白質(zhì)的平均分子量降低產(chǎn)物的溶解度。選擇甲醛、乙二醛、脂肪酸和醋酸酐混合物作交聯(lián)劑。結(jié)果表明，隨甲醛用量的增加，吸水量降低。乙二醛的處理降低了樣品的吸水量，但脂肪酸和醋酸酐處理的樣品吸水量未受很大影響。不過甲醛、戊二醛是有毒的致癌物質(zhì)蛋白質(zhì)塑料在使用過程中會發(fā)生解聚將甲醛、戊二醛單體釋放出來。在用于擠出造粒并擠制

7、樣片的共混物中添加如下一些交聯(lián)劑：二價(jià)陽離子的鹽硫酸鋅，能夠螯合氨基酸支鏈中帶負(fù)電或部分負(fù)電的官能團(tuán)，如谷氨酸、天冬氨酸、絲氨酸和巰基丙氨酸等。隨硫酸鋅含量的增加，吸水性稍有降低；但共價(jià)鍵型交聯(lián)劑3氯1，2環(huán)氧丙烷和戊二醛的加入，并未能使樣片的吸水量降低，相反卻稍有升高。(3)填充改性[7]。聚磷酸鹽、木質(zhì)素、殼質(zhì)素可以用來填充改性。此外，蛋白質(zhì)的填充改性還涉及蛋白質(zhì)與淀粉、纖維等的共混研究。所用的淀粉主要是玉米淀粉和醋酸化的高直鏈玉米