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本课题在国家“十一五”科技支撑计划课题《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与研究》(批准号: 2007BAB18B08 )的资助下,围绕环境友好、满足实际使用需求,运用接枝共聚方法,采用丙烯酸甲酯( MA)和甲基丙烯酸甲酯( MMA)作为反应单体,对大豆分离蛋白( SPI)进行热塑改性。应用现代分析手段,研究了热塑性大豆分离蛋白( T-SPI)的热学性质、力学性质、流变性质、光谱学性质等。研究结果表明:( 1)接枝共聚反应中,随着尿素和引发剂浓度的增加、反应温度的升高和反应时间的延长,T-SPI的接枝率分别呈现先增大后减小的趋势。同时,T-SPI的接枝率随着单体浓度的增加而逐渐增加,但是,当其增加到一定浓度后,接枝率的增加趋势减缓并趋于平滑。通过正交试验,得到了不同单体对SPI热塑改性的最佳工艺条件。用MA进行SPI热塑改性的最佳工艺条件为:反应温度70℃,引发剂浓度70mmol/L,反应时间3h,尿素浓度3.6mol/L,单体浓度2.64mol/L。用MMA进行SPI热塑改性的最佳工艺条件为:反应温度70℃,引发剂浓度70mmol/L,尿素浓度2.4mol/L,反应时间4h,单体浓度2.66mol/L;用两种混合单体(质量配比为1:1)进行SPI热塑改性的最佳工艺条件为:反应温度70℃,引发剂浓度105mmol/L,尿素浓度2.4mol/L,反应时间3h,单体浓度2.66mol/L。在最佳改性条件下,最终接枝率分别达到70%, 79%和71%。(2)红外光谱分析表明SPI和不同单体均发生了接枝共聚反应。热塑材料的红外图谱在1738 cm?1左右出现了单体的羧基特征吸收峰,且峰的强度随着接枝率的提高而增加,而单体中包含的甲基、亚甲基、酯键等对应的特征吸收峰也得到相应的增强。T-SPI的XRD图谱中在10.3°和21.8°出现升高或降低的变化,说明反应破坏了SPI分子内部二级结构和氢键,使得α螺旋结构,β折叠结构和氢键强度所对应的弥散峰位出现上升或下降的趋势。(3)对T-SPI进行微观形貌扫描,可以看出不同单体改性后的T-SPI呈现不同的微观形貌。用MA改性的T-SPI呈现片状,经过MMA改性的T-SPI则呈现絮状,混合单体改性的T-SPI所呈现的微观状态与接枝率有较大关系,接枝率较低时呈现絮状,而接枝率较高时则呈现片层结构。(4)各种单体与SPI接枝共聚反应后,T-SPI的分解温度均上升,表明其热稳定性明显提高,,其中又以混合单体改性的T-SPI的热稳定性最佳。所有热塑材料均可在较低的温度下实现分子的运动, MA改性的T-SPI的玻璃化转变温度为20-25℃, MMA改性的T-SPI为120-130℃,而混合单体改性的T-SPI则为60-65℃,说明材料具备了成为热塑材料的可能性。(5)对不同单体改性后的T-SPI进行转矩流变分析,验证了所有热塑材料均有较好的加工性能,接枝率较高的几组平衡扭矩和塑化时间与高密度聚乙烯较吻合,说明了材料具有较好的热塑性。(6)通过对几种不同单体改性的T-SPI进行力学性能测试,可以看出,MA改性的T-SPI可用作柔性材料,MMA改性的T-SPI可用作硬性塑料,而混合单体改性的T-SPI则可根据不同接枝率用作不同用途。