《蛋白質基共混材料微形貌控制及其納米晶增強複合材料》是依託北京工商大學，由田華峰擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：蛋白質基共混材料微形貌控制及其納米晶增強複合材料
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田華峰
- 依託單位：北京工商大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
非生理活性植物蛋白質是一類性能優良的環境友好型天然生物高分子材料。本項目擬利用大豆蛋白質為主要原料，通過螺桿機等加工設備製備蛋白質/生物降解性聚酯共混材料，通過改變蛋白質增塑劑種類和含量的方法改變蛋白質相/聚酯相粘度比，以此來控制體系中蛋白質相的微形貌結構；同時利用水溶性高分子（聚氧化乙烯等）包覆處理天然高分子納米晶，並用其增強蛋白質/聚酯共混材料。採用掃描電鏡、透射電鏡、動態力學性能分析等表征材料的微形貌、結構和性能。研究增塑劑對蛋白質相形貌的調控功能以及納米晶在親水性蛋白質/疏水性聚酯共混材料中選擇性分布的機理，由此製備出性能優良，同時又保持生物降解性的新型蛋白材料。本項目利用可再生資源製備高性能環境友好材料，符合可持續發展戰略和國家目標，預計成果將具有原創性、學術價值和套用前景。
結題摘要
大豆蛋白質是一類性能優良的環境友好型天然生物高分子材料。本項目通過將大豆蛋白質與疏水性、親水性兩類合成高分子熔融共混，掌握了蛋白質與不同親水親油性高分子共混的工藝，改善蛋白質材料力學性能和防水性能差的缺點；研究了大豆蛋白質等天然高分子的分子鏈構象和分子運動，基本弄清了增塑劑存在下的相形貌調控機理；研究增容劑對共混材料相容性、兩相分散性能以及物理性能的影響。具體來說，通過將SPI與PBAT熔融共混製備了一種新型生物降解塑膠。該共混材料在高蛋白質含量時仍具有良好的韌性，同時具有良好的生物降解性能。採用PBAT-g-MA為增容劑後，共混材料兩相相容性及分散效果更佳，力學性能進一步改善。同時，蛋白質增塑劑含量的變化會改變蛋白質相在基體中的分散，隨著增塑劑含量的增加，共混體系的粘度降低，共混材料的韌性提高。與親水性高分共混方面，在水存在下用熔融法製備了甘油增塑的SPI/PVA共混膜。該共混材料具有優異的力學性能，此外，SPI的加入使共混膜的熱穩定性和氧氣阻隔性能都高於純PVA膜。通過加入納米填料可進一步改善SPI/PVA材料的力學及阻隔性能。因此，本項目通過分子設計和結構調控制備出具有優良力學性能、耐水性和熱穩定性，同時又保持生物降解性的新型蛋白質塑膠。在此基礎之上我們進一步研究了天然高分子納米晶材料以及澱粉基共混材料。此類新型材料環境友好，可替代部分石油基不可生物降解產品，為我國白色污染治理和經濟發展做出重大貢獻。
