專利名稱：大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子包裝材料領(lǐng)域，具體涉及一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，包裝材料在人們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂昧吭絹碓酱?，目前用于包裝的主要材料都是聚乙烯、聚氯乙烯等基于石油的非降解性塑料材料，因此在帶來大量便利的同時(shí)，這類塑料包裝材料也帶來了不可忽略的負(fù)面影響，例如原料石油的短缺、塑料單體及添加助劑對人體的潛在危害，以及不可降解性造成的白色污染等。因此，使用天然高分子制備綠色包裝材料，成為了包裝行業(yè)的發(fā)展趨勢之一。 大豆分離蛋白、透明質(zhì)酸、羧甲基纖維素鈉均屬于天然高分子。大豆分離蛋白作為糧油作物的產(chǎn)品來源豐富、價(jià)格低廉、無毒、可降解、可再生，并具有良好的乳化且穩(wěn)定的能力。透明質(zhì)酸為白色、無定形粉末，有吸濕性，不溶于有機(jī)溶劑，易溶于水，具有良好的保濕性、潤滑性、粘彈性和生物相容性，是一種用途廣泛的高分子材料。羧甲基纖維素鈉以精制棉為主要原料經(jīng)化學(xué)改性后的纖維素醚類產(chǎn)品，具有無臭、無味、無毒、易吸潮等特性，外觀呈白色或微黃色顆粒及纖維狀粉末，其具有優(yōu)良的增稠、水溶性、粘膠性、乳合性、保水、穩(wěn)定性、抗酶性及穩(wěn)定性。當(dāng)它們單獨(dú)使用制備包裝材料，所得的復(fù)合膜性能單一，在應(yīng)用上受到很大的限制，但它們用溶液共混法制備成的復(fù)合膜綜合性能較佳，具有較好的應(yīng)用前
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜。本發(fā)明首先以甘油為增塑劑，通過溶液共混法制備大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉成膜液，然后流涎成膜，干燥平衡后制得復(fù)合膜材料。大豆分離蛋白和透明質(zhì)酸提供良好的力學(xué)性能和阻隔性能，羧甲基纖維素鈉增強(qiáng)復(fù)合膜的成膜性能，所制得的復(fù)合膜具有良好的力學(xué)性能和阻隔性，并具有可天然降解的性質(zhì)。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜的制備方法，包括如下步驟(I)采用溶液共混法制備復(fù)合膜的成膜液將大豆分離蛋白在60°C下溶解15min，并在85°C下改性30min，配置成大豆分離蛋白溶液，冷卻至室溫后，在攪拌下加入透明質(zhì)酸溶液，再加入羧甲基纖維素鈉溶液，最后加入增塑劑甘油，常溫下攪拌5min使混合均勻，并用少量無水乙醇消泡，得到復(fù)合膜的成膜液。(2)采用流涎成膜法制備大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜將(I)中制得的成膜液在成膜器中流涎成膜，放入40°C烘箱中干燥24h，取出揭膜，將所得復(fù)合膜置于53% RH下平衡48h以上，得到大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜。為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，步驟(I)中，所述透明質(zhì)酸占大豆分離蛋白和透明質(zhì)酸總質(zhì)量的0% 100% ;所述羧甲基纖維素鈉占三種成膜材料總質(zhì)量的20% 100% ;所述增塑劑甘油是三種成膜材料總質(zhì)量的0% 20%。一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜，就是通過上述方法制備rfu 。本發(fā)明的大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜具有良好的力學(xué)性能、阻隔能力和可天然降解的能力，適用于綠色包裝材料領(lǐng)域。有益效果(I)本發(fā)明的制備方法簡單，材料為天然可生物降解材料且降解產(chǎn)物對人體無害，·適用于工業(yè)化生產(chǎn)；(2)本發(fā)明所得的復(fù)合膜力學(xué)性能、阻隔能力較佳，并可通過復(fù)合膜成膜材料的配比控制復(fù)合膜的力學(xué)性能與阻隔能力，具有良好的應(yīng)用潛力。


表I是實(shí)施例2制備的復(fù)合膜在不同配比下透光性、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、水蒸氣透過率和吸濕性的性能參數(shù)。圖I是實(shí)施例2制備的、當(dāng)m(大豆分離蛋白)m(透明質(zhì)酸)m(羧甲基纖維素鈉)=5 : 15 : 5時(shí)復(fù)合膜的表面掃描電鏡圖。圖2是實(shí)施例2制備的、當(dāng)m(大豆分離蛋白)m(透明質(zhì)酸)m(羧甲基纖維素鈉)=10 : 10 5時(shí)復(fù)合膜的表面掃描電鏡圖。圖3是實(shí)施例2制備的、當(dāng)m(大豆分離蛋白)m(透明質(zhì)酸)m(羧甲基纖維素鈉)=15 : 5 : 5時(shí)復(fù)合膜的表面掃描電鏡圖。圖4是實(shí)施例2制備的、當(dāng)m(大豆分離蛋白)m(透明質(zhì)酸)m(羧甲基纖維素鈉)=6:6: 13時(shí)復(fù)合膜的表面掃描電鏡圖。
具體實(shí)施例方式以下利用實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但不能認(rèn)為是限定發(fā)明的范圍?？刂瞥赡げ牧吓浔仁潜景l(fā)明的關(guān)鍵之一，大豆分離蛋白(SPI)、透明質(zhì)酸(HA)、羧甲基纖維素鈉(CMC)的含量都會對復(fù)合膜的力學(xué)性能和阻隔性能等產(chǎn)生一定的影響。本發(fā)明推薦三種成膜材料的配比m(大豆分離蛋白)m(透明質(zhì)酸)m(羧甲基纖維素鈉)= 4:4: 17 為宜?？刂圃鏊軇└视偷暮繒r(shí)本發(fā)明的關(guān)鍵之一，甘油含量低時(shí)復(fù)合膜發(fā)脆，但含量過高又會導(dǎo)致復(fù)合膜發(fā)粘難以揭膜。本發(fā)明推薦甘油含量為成膜材料總質(zhì)量的10%為宜?？刂瞥赡囟仁潜景l(fā)明的關(guān)鍵之一，本發(fā)明建議在40°C下成膜，成膜溫度最好不要超過40°C，以免透明質(zhì)酸發(fā)生分解。實(shí)施例I成膜材料溶液的配置將4g大豆分離蛋白溶于IOOmL去離子水中，在60°C下攪拌溶解15min，再升溫到85°C改性30min，冷卻至常溫備用；將4g透明質(zhì)酸、2g羧甲基纖維素鈉分別溶于IOOmL去離子水中，配置成高分子溶液備用。實(shí)施例2復(fù)合膜的配置將大豆分離蛋白溶液與透明質(zhì)酸溶液混合，再加入羧甲基纖維素鈉溶液，最后加入三種成膜材料總質(zhì)量10%的增塑劑甘油，磁力攪拌5min使成膜液混合均勻，并加入少量無水乙醇消泡，在玻璃板上流涎成膜，40°C干燥24h，揭膜后置于53% RH恒濕器中平衡48h 以上，所得復(fù)合膜的性能參數(shù)隨復(fù)合膜成膜材料配比的變化見表I。
權(quán)利要求
1.一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)采用溶液共混法制備復(fù)合膜的成膜液 將大豆分離蛋白(SPI)在60°C下溶解15min，并在85°C下改性30min，配置成大豆分離蛋白溶液，冷卻至室溫后，在攪拌下加入透明質(zhì)酸溶液，再加入羧甲基纖維素鈉溶液，最后加入增塑劑甘油，常溫下攪拌5min使混合均勻，并用少量無水乙醇消泡，得到復(fù)合膜的成膜液。
(2)采用流涎成膜法制備大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜 將(I)中制得的成膜液在成膜器中流涎成膜，放入40°C烘箱中干燥24h，取出揭膜，將所得復(fù)合膜置于53% RH下平衡48h以上，得到大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜的制備方法，其特征在于步驟(I)中，所述透明質(zhì)酸占大豆分離蛋白和透明質(zhì)酸總質(zhì)量的0% 100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜的制備方法，其特征在于步驟(I)中，所述羧甲基纖維素鈉占三種成膜材料總質(zhì)量的20% 100%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜的制備方法，其特征在于步驟(I)中，所述增塑劑甘油是三種成膜材料總質(zhì)量的0% 20%。
5.一種大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜，就是通過權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述方法制備而成。
6.權(quán)利要求5所述的大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜在增塑劑甘油含量為10%，三種成膜材料配比m(大豆分離蛋白)m(透明質(zhì)酸)m(羧甲基纖維素鈉)=4 : 4 : 17時(shí)，綜合性能較佳。
7.權(quán)利要求5所述的大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜在包裝材料領(lǐng)域中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對人體無害、可降解的大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜及其制備方法。采用溶液共混的方法制備大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜，在水中將大豆分離蛋白溶解并改性，然后與透明質(zhì)酸溶液混合，再加入羧甲基纖維素鈉和增塑劑甘油，在室溫下攪拌均勻后流涎成膜，再烘干并在恒濕器中進(jìn)行平衡，復(fù)合膜由于基材的分子間的氫鍵等作用力緊密排布，具有良好的性能。本發(fā)明制備方法簡單、成本低，所得的大豆分離蛋白/透明質(zhì)酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合膜具有良好的力學(xué)性能及阻水性，在包裝方面具有較好的應(yīng)用前景。
文檔編號C08J5/18GK102807681SQ201210184880
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者白繪宇, 王娟勤, 陳耀, 劉曉亞 申請人:江南大學(xué)