大豆蛋白复合材料的性能测试.pdf

2012年第4期(总第94期)
塑料助剂
己内酰胺增塑亚麻大豆蛋白复合材料的性能测试
邡建淦贾润礼刘志伟
(中北大学塑料研究所,太原,030051)
摘要通过对己内酰胺增塑过亚麻大豆蛋白复合材料性能测试表明:增塑剂的加入对复合材料吸
水率和断裂伸长率的影响比较显著,加入増塑剂己内酰胺后,复合材料吸水率大幅下降,断裂仲长率和熔
体流动性有了显著改善,其拉仲强度略有下降。
关键词亚麻/大豆蛋白复合材料己内酰胺增塑剂
doi:10.3969 J.Issn.1672-6294.2012.04.013
Performance Measurement of Flax/Soybean Protein Composite Plasticized by
Caprolactam
Hao Jiangan Jia Run
(Research Institute of Plastics, North University of China, Taiyuan, 030051
Abstract: Data of performance tests of plastified soybean protein composite materials plasticized by
caprolactam showed: that the effect of plasticizer on water absorption and pecentage of break-elongation of the
unplasticized composite is significant. Water absorption of soy protein composite after adding plasticizer
caprolactam decreases more definitely than one of non-plasticizers. And the tensile strength of it decreases
slightly, percentage of break-elongation and melt fluidity of it are improvement significantly.
Keywords: flax/soybean protein composite; caprolactam; plasticizer
大豆蛋自塑料在加工过程中容易热分解,很剂厂;脲素,分析纯天津北方天医化学试剂厂;二氧
难作为热塑性塑料应用。因此,大豆蛋白质塑料主化硅,纳米数,天津海晶新纤维有限公司;二甲基
要以复合材料出现"。本试验对用己内酰胺增塑氯硅烷,分析纯,上海远帆助剂厂;氢氧化钠,分析
的亚麻/大豆蛋白复合材料的性能进行测试,以此纯,天津北方天医化学试剂厂;己内酰胺,分析纯,
来表明对大豆蛋白复合材料进行増塑,可以提高上海试剂三厂;亚麻(FF),纺纱脚料,黑龙江雨露麻
其性能。
1实验部分
1.2主要实验仪器
集热式恒温加热磁力搅拌器,DF-101S,郑州杜
主要原材料
甫仪器厂;电热鼓风干燥机,XMTD-2,天津天宇机
大豆分离蛋白质(SPD,工业级,临沂山松生物电有限公司试验仪器冻干设备分公司:451压力成
制品有限公司;硫酸锌,分析纯,天津市大茂化学试型机,SL-45,上海第一橡胶机械厂;250t平板硫化
机,8477,国营青岛化工机械厂;扭矩塑化仪,
收稿日期:2012-03-29
Pheonix600p,HAKE公司;扫描电子显微镜
塑料助剂
2012年第4期(总第94期)
JSM-6380,日本电子公司;塑料球压痕硬度计,标GB-T1040-92中的拉伸强度和断裂伸长率计
PHBI-98A,福建泉州试验机厂;电子万能试验机,算方法计算拉伸强度和断裂伸长率。
CMT4503,深圳新三思材料检测有限公司;嫆体流
(3)球压痕硬度
动速率仪,μPXRZ-400C,吉林大学科教仪器
参照GB398-82,砝码质量13.5kg
1.3增塑大豆蛋白复合材料样品的制备方法
(4)形态结构分析
配置大豆蛋白质饱和溶液:取500mL水放入
脆断后的力学性能试样断面经真空镀金后,
1000mL烧杯内,放人恒温磁力攬拌仪中,控制温用扫描电子显微镜SEM)观察其断面结构。
度为70℃,称量50g大豆分离蛋白,边加边搅,使
(5)熔体速率的测定
其分散均匀,称量5g氢氧化钠和24g脲素加入其
PXRZ-400C熔体流动速度仪,温度135℃,
中,颜色由米色乳浊液逐渐变为褐色溶液,再加入负荷22069g。样品的熔体流动速率按式(2)计算。
g纳米二氧化硅,分散均匀后,加入一定自分比的
MFR/2x8=600W/
亚麻纤维或苎麻纤维或玻璃纤维,搅拌至大豆蛋式中:MFR一熔体流动速率,g10min
白完全溶解为止(大约50min),停止加热,放入冷
昭一五个切割段平均质量,g:
水中冷却至室温,然后放入磁力搅拌仪,取二甲基
t一切割一段所需时间,s;
氯硅烷放入酸式滴定管滴定,有大量白烟生成。
MFR8表示在135℃,22069g条件下测得的熔
当白烟变淡,搅拌子搅不动,形成凝胶时,停止滴
体流动速率。
定,用玻璃棒搅拌破坏凝胶,使搅拌子能够自动搅
动。搅拌约3min后,称取3g硫酸锌溶解后加入,再
搅拌3min,取出静置。常温下过滤后烘干,得到干2结果与讨论
燥的改性大豆蛋白复合材料,用HAKE扭矩塑化21己内酰胺对 SPIFF复合材料力学性能的影响
仪将其塑炼,使其混合更均匀,再用平板硫化机在
图1反映了加人增塑剂己内酰胺对SPI/FF复
110℃和10MPa下压制10min成型。
合材料拉伸强度和断裂伸长率的影响。FF用量分
1.4制样及性能测试
别为0份、6份、8份、10份、12份、14份,己内酰胺
用万能制样机和冲片机将压好的板材制成复用量均为6份。由图1可以看出,当SPI中未加入
合标准的样条,进行性能测试。
FF时,材料拉伸强度为2.25MPa,随着F用量的
(1)吸水率的测定
增加,SPI/FF复合材料拉伸强度逐渐增加,当F
剪取各个配方压制片材1cmx1cm大小的片用量为6份时, SP/FF复合材料拉伸强度达到最
材,称取其质量后浸入水中24h后取出,用干燥大值为6.85MPa。当PF用量继续增加时,SPTF
的滤纸吸取表面的水分,再测其质量。
复合材料拉伸强度呈现下降的趋势。断裂伸长率
按GB1034-86中的方法13测定,计算式如和拉伸强度相反,趋势呈现先下降后上升,符合理
式(1):
论。复合材料加人增塑剂后,比未加增塑剂的SPT
W=(m/m)/mx100%
()FF复合材料拉伸强度总体稍微下降,而断裂伸长
式中:W一一试样的吸水百分率
率大幅度升高,主要原因是:增塑剂的主要作用是
m1一浸水前试样的质量
削弱聚合物分子之间的次价键力,即范德华力,从
m2-浸水后试样的质量
而增加了聚合物分子链的移动性,降低了聚合物
2)力学性能测试
分于链的结品性,即增加了聚合物的塑性,表现为
将压制好的大豆分离蛋白质片材在冲片机上聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,
按GB13022-91中软质片材的制样方法将样品制而伸