大豆蛋白-聚乙烯醇-层状硅酸盐黏土复合薄膜的性能研究-论文.pdf

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1、2014年7月中国粮油学报Vo1．29，No．7第29卷第7期JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociationJu1．2014大豆蛋白一聚乙烯醇一层状硅酸盐黏土复合薄膜的性能研究汤晓智代飞云李广为李赛娜(南京财经大学食品科学与工程学院，南京210046)摘要通过溶液流延法制备了大豆蛋白／聚乙烯醇／层状硅酸盐黏土(LaponiteRD)共混物薄膜，研究了纳米黏土的添加量对薄膜的热性能、机械性能以及水蒸气阻隔性能的影响。随着LaponiteRD的添加，薄膜熔融峰首先向低温

2、方向偏移(O％～10％LaponiteRD)，然后随着LaponiteRD含量的继续增加，熔融峰又向高温方向偏移。LaponiteRD的添加增强了薄膜的水蒸汽阻隔性能，对比不同相对湿度(RH)下的水蒸气透过性(WVP)，75％RH下的wVP要高于50％RH下的WVP。随着LaponiteRD添加量的增加，拉伸强度和断裂伸长率同样呈现先升后降的趋势。在较高的相对湿度下(75％RH)，由于水分子的塑化作用，薄膜的拉伸强度和断裂伸长率相对50％RH下更低。关键词大豆蛋白聚乙烯醇层状硅酸盐黏土复合薄膜中图分类号：T

3、S206．4文献标识码：A文章编号：1003—0174(2014)07—0022—06近年来，以淀粉和蛋白质为代表的天然高分子有潜力的是大豆蛋白和聚乙烯醇的共昆。聚乙烯醇由于其成本低，易于获取和可完全被生物降解，而得是世界上生产量最大的合成型水溶性高分子聚合到了人们广泛的关注。在蛋白质来源中，大豆蛋白物，聚乙烯醇和天然高分子比如淀粉、大豆蛋白具有由于其良好的成膜特性，而被认为是最具潜力的生高度的相容性，相互之间容易形成氢键。此外，这些物基包装材料的原料。大豆蛋白可用来制备包装薄聚乙烯醇／天然聚合物的共混物因

4、为其生物降解性，膜，可食性薄膜等。并且，该类薄膜具有对氧、油的生物相容性，耐化学性和优异的物理性能使它在许高阻隔性。多领域都很有应用前景。然而，除了上述大豆蛋白薄膜所具有的优异性近年来，纳米和纳米复合材料得到人们越来越能外，大豆蛋白薄膜自身的脆性和低的水蒸气阻隔多的关注。利用纳米颗粒强化生物高分子基质形成性能仍然限制了它的广泛应用。纯大豆蛋白薄膜不生物纳米材料已经被证实是提高生物高分子的机械能直接使用，因为它容易脆性断裂。为了提高大豆性能和水蒸气阻隔性的有效方法之一。所使用的纳蛋白薄膜的机械性能，已经有大量

5、研究通过使用物米颗粒可以是碳纳米管、纳米黏土，纳米纤维素等。目前，工业上使用最多的纳米颗粒是层状硅酸盐黏理，化学和酶的方法来改性大豆蛋白，所有这些方法其最终机制都是增加蛋白质分子的交联]。大豆土。层状硅酸盐黏土具有独特的层状结构，由于其良好的水膨胀性、大的晶层间距，可容纳水分子和有蛋白具有很多易发生交联反应的活性基团，如机分子，常用来和高分子复合。并且这些黏土具有一NH，～OH和一SH。从根本上说，这些方法可分很高的阳离子交换能力、大的比表面积和高长径为2类。第1类方法包括通过接枝反应或单体聚合比J。相对于

6、绝大多数生物高分子来说，无机黏土反应来改变大豆蛋白的结构。第2类方法则是在成层具有很高的强度和模量，颗粒的巨大表面积以及膜溶液中通过与其它可生物降解的高分子聚合物共与高分子基体之间的联接有利于应力向强化相的传混来起到修饰蛋白质结构的作用J。这些生物递，从而增强了复合材料的机械性能。层状硅酸盐可降解高分子聚合物可以是合成的比如聚乙烯醇，黏土在高分子基质里有4种排列形式：不相容而导也可以是天然的比如纤维素、甲壳质等。其中，比较致的聚集态，插层，无序的插层(或部分剥离)，剥离。基金项目：江苏省高校自然科学研究重大

7、项目(12KJA550002)不同的排列形式意味着硅酸盐黏土在高分子基质中收稿日期：2013—07—12作者简介：汤晓智，男，1977年出生，教授，粮油食品深加工不同的分布状态，相应生成的复合材料具备不同的第29卷第7期汤晓智等大豆蛋白一聚乙烯醇一层状硅酸盐黏土复合薄膜的性能研究23特性[】。。¨]。Kumar等制备了大豆蛋白一蒙脱土用2．0mol／L的NaOH溶液调节pH=10．0，在80纳米复合薄膜。结果显示，大豆蛋白一蒙脱土薄膜℃下搅拌30rain。最后，该混合液经真空脱泡处理的机械性能，动态机械性能

8、，热稳定性和水蒸气阻隔后，倒人涂有聚四氟乙烯的金属板来制备大豆蛋白／性能均有明显的提高。Rhim等¨纠使用不同种类的聚乙烯醇／层状硅酸盐黏土复合薄膜。薄膜厚度控硅酸盐黏土制备了大豆蛋白一硅酸盐黏土复合薄制在0．11II111左右。于温度40℃下真空干燥24～36膜。薄膜的拉伸强度提高了30％，水蒸气透过性降h，干燥后，完整的剥离薄膜，然后将试样切割成要求低了52％。Chen等制备了高度剥离纳米结构的形状用来测试其