喷雾干燥结合紫外交联制备甲基丙烯酸缩水甘油酯改性丝胶中空微球及其性能

为了制备高耐水性光固化丝胶蛋白(SS)微球,采用喷雾干燥与紫外交联相结合的方法,以丝胶为原料制备了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)交联SS中空微球(GMA-g-SS),该法赋予了其良好的耐水稳定性和紫外光固化性能。优化的喷雾干燥工艺参数包括:SS浓度、进风温度及进液速度;研究了GMA浓度、二苯甲酮(BP)用量及紫外辐照时间对接枝率的影响。借助扫描电镜、红外光谱及热分析对微球表面形貌结构及稳定性进行了表征与分析。结果表明,喷雾干燥SS微球呈单分散空心结构,直径约5~20μm;GMA-g-SS微球红外光谱在1152 cm^(-1)和764 cm^(-1)处出现环氧基的吸收峰,表明GMA与SS交联成功。交联后微球呈黏连聚集状态,具有较高的紫外光固化性能且耐水稳定性大幅提升,溶失率仅为17.1%。所制备的GMA-g-SS微球具有可调的耐水稳定性和紫外光固化性,是一种有潜力的光固化3D打印生物材料。

生物降解塑料降解行为及机理研究进展

随着我国成为全球塑料生产、消费第一大国,塑料垃圾对环境影响的问题日益凸显。传统塑料由于在自然环境中的化学稳定性,其废弃物对环境造成了极大的负担,因此开发和利用生物降解塑料成为一种有效解决塑料环境污染的途径,也成为当下研究的热点。主要从生物降解塑料的分类及特性、降解影响因素、降解机理等方面,综述了生物降解塑料的相关研究进展,为降低塑料环境污染和可持续发展提供技术参考。

不同相对分子质量聚乙二醇增塑聚乳酸共混物的制备与性能

文中探究不同相对分子质量聚乙二醇(PEG)对聚乳酸(PLA)增塑改性的影响。采用转矩流变仪、万能试验机、差示扫描量热分析、动态力学、热重分析、旋转流变仪等测试表征方法对共混材料的增塑效果、力学性能、热行为、流变行为进行分析。实验结果表明,PEG可有效增塑PLA,PEG相对分子质量越低增塑效果越好,可以使PLA的塑化时间从250 s降低到128 s;加入PEG后,共混物的拉伸强度下降,断裂伸长率提高,PEG相对分子质量越低,拉伸强度下降越明显;PEG的加入使PLA的T_g和T_(cc)降低20℃左右,而T_m有所提高,其中低相对分子质量PEG可以更好地促进PLA结晶,但是随着PEG的加入共混体系的热分解温度降低,相对分子质量越低,热分解温度降低越明显;流变实验表明共混体系的复数黏度(η*)、储能模量(G')及损耗模量(G'')的变化随PEG相对分子质量的减小下降越明显。

不同甲酰胺含量下大豆蛋白塑料的性能和结构

将甲酰胺按不同比例与大豆蛋白质混合,经模压成型制成大豆蛋白塑料,并采用材料实验机、热重分析仪、动态力学热分析仪、红外光谱仪和扫描电镜研究了塑料的性能、结构和形态.结果表明:当甲酰胺的含量(质量分数)为20%时,大豆蛋白塑料具有最大的断裂伸长率,为269.66%,比纯大豆蛋白塑料提高了76倍;甲酰胺含量为20%的大豆蛋白塑料的热失重曲线中甲酰胺最大质量损失速率所对应的温度远高于甲酰胺的沸点;甲酰胺增塑塑料的吸水率和玻璃化转变温度随甲酰胺含量的增加而降低,而损耗峰峰高则呈增加趋势;红外光谱表明甲酰胺增塑剂与大豆蛋白质分子之间发生了氢键相互作用,并破坏了蛋白质之间的氢键作用;扫描电镜实验证实甲酰胺作为增塑剂可显著改善纯大豆蛋白塑料的内部组织结构,提高塑料的韧性.

淀粉基生物降解塑料的应用研究现状及发展趋势

简述了开发淀粉塑料的意义及研究发展趋势,指出含淀粉量低的填充型淀粉塑料由于其组分大部分为非降解树脂,难以符合环保要求,发展的趋势是开发含淀粉量在80%以上(其余组分均可降解)能完全降解的所谓全淀粉或基本全淀粉热塑性塑料,蒙脱土为增强相的热塑性淀粉纳米复合材料是研究的热点。

EDC和NHS对玉米醇溶蛋白成膜性质的影响

为提高玉米醇溶蛋白膜的抗拉强度和伸长率,降低其水蒸气透过率和吸水率,研究交联剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)对成膜性质的影响。结果表明:以90%乙醇为溶剂,EDC和NHS的添加量分别为0.06 g/g时,制得的膜性能最佳,抗拉强度为83 MPa,较未添加交联剂的蛋白膜提高97.6%;伸长率为5.5%,提高57.1%;水蒸气透过率为2.5×10-8(g·m)/(m2·h·Pa),降低43.2%;吸水率为39.4%,降低24.4%;质量损失率为3.6%,增加20.0%;静态接触角为67.4°,表明膜表面仍为疏水表面。原子力显微镜观测显示,加入交联剂后,蛋白分子聚集体变小,以均一的小球型聚集体形式紧密有序排列。

大豆蛋白质塑料加工和力学性能的研究

采用HAAKE扭矩流变仪研究了增塑剂、还原剂和润滑剂等对大豆蛋白质塑料扭矩流变性能的影响 ,并在此基础上 ,对经HAAKE密炼并模压制得的大豆蛋白质塑料的力学性能作了测试。

玉米醇溶蛋白／纳米二氧化钛复合膜的制备及性质

用溶胶-凝胶法水解四异丙氧基钛(TTIP)制备纳米级二氧化钛(TiO2)粒子,利用该纳米TiO2粒子,用涂膜法制备玉米醇溶蛋白/纳米TiO2复合膜,分析膜中TiO2含量对复合膜性质的影响。复合膜中TiO2含量为14%时,复合膜的拉伸强度最大为35.2MPa,断裂伸长率为3.0%,水蒸气透湿率为169.9g/(m2.24h);复合膜的光催化实验表明其具有较强的抗菌作用;扫描电子显微镜和原子间力显微镜观察复合膜结构,可以看出TiO2粒子均匀地分布于复合膜中。

前处理乙醇浓度对玉米醇溶蛋白膜性质的影响

研究不同浓度乙醇前处理对成型膜拉伸强度、伸长率、透湿度、吸水率的影响。结果表明:经90%乙醇前处理成型的玉米醇溶蛋白膜具有良好的机械性质和耐水性;通过扫描电镜观察成型膜具有均一的相;热质量分析的结果表明成型的玉米醇溶蛋白膜在150℃以下保持热稳定性。

PPC对挤压成型Zein-PPC复合薄膜性质的影响

以玉米醇溶蛋白(zein)和聚丙撑碳酸酯(PPC)为主原料,以甘油为可塑剂,利用挤压法制备Zein-PPC复合薄膜,并对复合薄膜的机械性能、形态学和结构进行研究。结果表明:PPC的引入提高了复合薄膜的拉伸强度,当PPC含量为30%时,其拉伸强度最大,为30.11MPa;应用Halsey方程,建立了拉伸强度与相对湿度关系模型;差示扫描量热仪(DSC)分析表明复合薄膜具有稳定的热特性;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射实验发现,复合薄膜中玉米醇溶蛋白的羧基与PPC中的羟基发生反应生成了酯键,保证了复合膜的稳定性。

大豆分离蛋白可食膜的制备及微波处理对性能的影响

制备了大豆分离蛋白可食性膜。为了提高大豆分离蛋白膜的性能,通过微波进行处理,考察微波对蛋白膜性能影响。结果表明:由于微波处理作用,蛋白膜机械性能增加显著,蛋白膜的阻水性能也得到提高。通过溶胀实验进一步考察蛋白膜交联程度,结果表明:微波处理大豆分离蛋白可食性膜,交联程度提高。

羽毛角蛋白/CMC复合膜的制备及结构和性能

以羽毛角蛋白（FK）和羧甲基纤维素钠（CMC）为原料，甘油为增塑剂，采用浇铸法制备FK与CMC共混复合膜。采用红外光谱分析（FTIR-ATR）、X射线衍射分析（XRD）、差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）和扫描电镜（SEM）初步表征了复合膜的结构和性能。FTIR结果表明FK与CMC之间发生了美拉德反应（Maillard reaction），XRD结果表明CMC的加入破坏了FK的结晶程度，两者间发生的Maillard反应可能使复合膜生成新的结晶，同时甘油的添加也使得复合膜的结晶程度下降。DSC结果显示，FK／cMC共混物在110～160℃之间具有唯一的L，说明CMC与FK之间具有较好的相容性。TG结果表明，cMC的加入增强了复合膜的热稳定性。

原位交联羽毛角蛋白杂化膜的制备与性能表征

以羽毛角蛋白粉(FK)、甘油和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)为原料,采用浇铸法制备了原位交联的羽毛角蛋白杂化膜。借助FITR、TG、SEM和接触角测试仪等手段对羽毛角蛋白杂化膜的结构和性能进行了分析和表征,同时考察了KH560用量对其力学性能、热稳定性、疏水性的影响。结果表明:在碱性加热条件下,KH560上的环氧基与羽毛角蛋白上的氨基发生了加成反应以及KH560上Si—O—CH3水解成Si—OH,然后缩合形成Si—O—Si网络结构,从而增强了羽毛角蛋白之间的相互作用力,有效地改善了羽毛角蛋白膜的力学性能、热稳定性和疏水性。

抗菌性玉米醇溶蛋白/壳聚糖复合膜的制备与性质

采用分步法,先配制壳聚糖/醋酸/乙醇溶液体系,再向其中加入玉米醇溶蛋白,最后利用流延法制成玉米醇溶蛋白/壳聚糖(zein/chitosan,Z/C)复合膜,探讨壳聚糖质量分数对Z/C复合膜理化性质与抗菌特性的影响。结果表明:在壳聚糖质量分数为2%~8%范围内,混合溶液的黏度和电导率随壳聚糖质量分数变化成阶梯状变化,且壳聚糖的添加对复合膜性质有显著影响,Z/C复合膜的断后伸长率从1.00%提高到6.67%,接触角从65.97°减小到53.61°,水蒸气透过率从5.23 g·m/(m2·h·Pa)提高到9.16 g·m/(m2·h·Pa);扫描电子显微镜观察,复合后薄膜保持光滑、均一;大肠杆菌抑菌实验表明添加壳聚糖使复合膜具有较强的抗菌特性。

PPC/SPI复合膜的制备与性质

以大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)、聚丙撑碳酸酯(poly(propylene carbonate),PPC)为原料,甘油为增塑剂,采取挤压成膜的方法制备PPC/SPI复合膜,并研究PPC与SPI的质量比对复合膜的力学性质、不透明性、耐水性(吸水性和水溶性)的影响以及分析复合膜的热特性和结构。结果表明:随着PPC与SPI质量比(1.0∶1、1.5∶1、2.0∶1、2.5∶1、3.0∶1)的增加,复合膜的柔韧性增强,不透明度增加,吸水率成下降趋势,膜的质量损失率显著降低;同时PPC/SPI复合膜具有良好的热稳定性和稳定、致密均一的结构。

明胶-甘油-酪蛋白酸钠原位组装复合膜及分析

首先将牛奶中提取的酪蛋白在温度为95℃、0.5mol/L的NaOH溶液中水解3h,然后同甘油和明胶进行组装制膜。研究了甘油和明胶添加量对所制复合膜的拉伸强度和断裂伸长率以及阻水和阻氧性能的影响,并根据成膜组分的分子结构和作用特性,分析了成膜机理。结果表明,甘油和明胶的加入能显著提高复合膜的力学性能,改善膜的阻水和阻氧能力。当甘油、明胶和酪蛋白质量比为0.16∶0.80∶1.0时,膜的拉伸强度、水蒸气透过率和过氧化值分别为58.11MPa、4.44×10-6g/(m·h·Pa)和-7.52 meq/kg。明胶中氨基和羧基的存在同甘油的羟基和酪蛋白中的氨基和羧基之间的次级键作用是协同成膜的主要原因。

碱脱胶法优化提取蚕丝素蛋白及其构象光谱

采取碱脱胶法对广西产桑蚕茧脱胶条件进行优化,利用苦味酸胭脂红法和扫描电镜对蚕丝脱胶程度进行检测,结果表明,蚕丝在脱胶浴比为1:200,脱胶30 min的条件下,其表面丝胶可脱除效果最好。将蚕丝脱胶所得丝素蛋白分别溶解在CaCl2-EtOH-H2O、LiBr-H_2O和LiBr-EtOH-H_2O3种溶剂中获再生蚕丝素蛋白溶液。在相同条件下,采用红外光谱、拉曼光谱对比研究蚕丝索蛋白的构象,结果表明碱脱胶法得到的天然丝素蛋白以β-折叠构象为主,再生丝素蛋白溶液构象以无规卷曲为主。对比3种溶剂对蛋白构象的影响,结果表明:溶剂中Li^(+)比Ca^(2+)对丝素蛋白的二级结构扰动更显著,倾向破坏蚕丝素蛋白的β-折叠构象,且溶剂中加入适量乙醇会进一步促进金属离子对丝素蛋白构象的影响。

电场处理改善玉米醇溶蛋白膜理化性质

传统浇铸法制备的玉米醇溶蛋白薄膜表面粗糙,机械性质及耐水性较差。为了改善玉米醇溶蛋白理化性质,在传统浇铸法膜制备过程中引入平行匀强电场（1~5 A/m2）处理蛋白成膜液。经过电场处理后,玉米醇溶蛋白表面光滑、形状完整。试验结果表明：电场处理可改善薄膜力学性质、表面疏水性、水蒸气透过率等性质;随着电流密度的增大,薄膜拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率、吸水率以及表面接触角呈现规律性增加或者减小;电场处理下薄膜热特性改变,与未处理组相比变性温度略有提高,最大增幅为19.5℃。当电流密度为4 A/m2时,薄膜理化性质较佳：拉伸强度、断裂伸长率分别为73.09 MPa和9.68%,吸水率降低至14.87%,水蒸气透过率为2.55×10-8 g·m/（m2·h·Pa）,静态接触角为62.18°,变性温度提高到118.39℃,热稳定性提高,薄膜表面光滑。电场可诱导成膜液中分子有序性排列,提高薄膜均一性;通过调节电流密度可得到具有一定力学强度和亲/疏水性的薄膜。试验结果为制备具有特定功能性的纯玉米醇溶蛋白薄膜材料提供了理论依据。

玉米淀粉接枝高吸水树脂的制备研究

淀粉接枝高吸水性树脂是一种带有吸水基团的网状结构高分子聚合物,是近年来国内外广泛开发研究的新型功能材料之一。以玉米淀粉、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,环己烷为连续相,过硫酸钾(KPS)作为引发剂,在氮气保护下采用反相悬浮聚合法合成高吸水性树脂微球。红外光谱法(FTIR)表明产物为淀粉接枝AA/AM高吸水树脂。通过正交试验探讨了各种因素对树脂吸液率的影响。结果表明较适宜工艺条件是:玉米淀粉用量为10%,引发剂用量为0.2%,交联剂用量为0.3%,分散剂用量为2%。通过显微镜(SEM,TEM)和热重(TGA)探讨了接枝高吸水树脂的外形和热稳定性。结果表明树脂微球粒径大多分布在100μm上下,且热稳定性良好。同时探讨了温度对淀粉接枝高吸水树脂保水能力的影响,结果表明高吸水树脂有良好的保水性能。

大豆蛋白塑料的研究现状与应用前景

概括了可完全生物降解的天然产物塑料—大豆蛋白塑料的改性方法及制备方式,并介绍大豆蛋白塑料的主要性能及其表征方法,最后对大豆蛋白塑料的应用前景进行了展望。