研究和评论:材料科学杂雷竞技苹果下载志》上
菜单ISSN: 2321 - 6212
ISSN: 2321 - 6212
Chhavi Deepmala公里,辛格VK*,Sakshi Chauhan从天而降耆那教的
技术学院,G.B.P.U.& T, pantnagar - 263145,北阿坎德邦、印度
收到日期:02/06/2017;接受日期:08/06/2017;发表日期:18/06/2017
DOI: 10.4172 / 2321 - 6212.1000171
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天然聚合物可以从自然资源获得如植物、动物等自然聚合物很容易可分解的,环保、可持续、低成本和帮助我们减少污染。大豆蛋白是一种最容易生物降解聚合物。然而有一些低耐水性和力学性能等缺点,限制了其应用。因此大豆蛋白树脂进一步修改和改善机械性能,耐水性和富有成效的生活,可以促进大豆蛋白的应用。最近,大豆蛋白基于bionanocomposites已经被证明是一个有前途的选择在改善机械和防潮层属性。大豆蛋白为基础的绿色复合材料潜在的应用展示住房、交通和刚性包装。本文的目的是讨论当前状态的研究领域的大豆蛋白为基础的绿色复合材料
Bio-nanocomposites聚合物、大豆蛋白、绿色复合材料
今天越来越多的要求使用可生物降解的环境友好材料,可以替代石油合成聚合物。非降解性和环境危险性质的塑料和复合材料是主要的一些问题作为塑料废物处置管理成为一个巨大的挑战,由于不可用固体废物处置的免费土地人口密度高的地区1]。因此科学家们他们的研究集中于使用自然材料由于其生物降解性。绿色复合材料的具体类biocomposites,生物聚合物矩阵是由天然纤维增强。合成塑料可以代替绿色复合产品使塑料废物的环境自由。
大豆蛋白吸引了巨大的研究兴趣的发展环境友好的蛋白质材料潜在的好属性,如再生、生物相容性、生物降解性等。2- - - - - -6]。除了作为食物原料,大豆蛋白聚合物材料的非食品应用近年来吸引了越来越多的关注。大豆蛋白复合材料潜在的应用展示为基础住房、交通和刚性包装。许多研究形成从大豆蛋白塑料和复合材料树脂进行了(7- - - - - -9]。大豆蛋白树脂被用来制造绿色复合材料对于许多应用程序,比如水凝胶、胶粘剂、塑料、电影、涂料和乳化剂,它也被报告为一种很有前景的生物技术和生物医学材料的利用率。
大豆蛋白是由大豆已经dehulled deffated。大豆含有大约18 - 20%的石油,40 - 45%的蛋白质,25 - 30%的碳水化合物,3%灰(10]。大豆蛋白质是复杂的大分子组成的氨基酸如胱氨酸、精氨酸、赖氨酸,hystidine等可用于国际米兰或内部分子间相互作用氨基酸有许多活跃的网站可用于分子间相互作用(11]。大豆蛋白质主要是球蛋白,7 s和11 s分数代表分别为37%和31%,总可榨出的蛋白质(12]。
大豆蛋白是商用的脱脂大豆粉(DSF),大豆浓缩蛋白(SPC)和大豆分离蛋白(SPI)。dehulled和石油提取大豆后,剩余的蛋白质和碳水化合物的一餐是大豆磨成面粉(SF)含有约56%的蛋白质和34%碳水化合物和三个产品是最便宜的。大豆浓缩蛋白(SPC)是由浸了水/醇溶碳水化合物从大豆面粉获得产品,65 - 75%的蛋白质和18%的碳水化合物。最纯粹、最昂贵的类型的商用大豆蛋白是大豆分离蛋白(SPI)和由超过90%的蛋白质。
大豆蛋白质的极性和非极性侧链因此有很强的内部分子相互作用,如氢键、取向,charge-charge和疏水相互作用。强烈的电荷和大豆蛋白分子的极性侧链之间的相互作用限制段旋转和分子的流动性,增加刚度,屈服点和抗拉强度的大豆蛋白(电影13]。
大豆蛋白的等电点是pH值4.5,此时正电和负电的蛋白将相同的情况下,导致蛋白质沉淀的水溶液(14]。人们已经发现,大豆蛋白不能形成一个电影或接近其等电点(pH值4.5)由于凝固。然而,蛋白质变性和pH值远离他们的等电点展开,从而暴露出他们官能团,增加了分子间的相互作用。因此大豆蛋白的机械性能可以影响其博士在碱性条件下的大部分蛋白质电影显示处理过程中更好的物理性质(15]。
SPC和SPI都表明脆性性质时没有任何修改和塑化剂处理。蛋白质和其它小分子之间的相互作用包括水、可塑剂、脂质和其他添加剂分散在基质影响蛋白质网络的机械强度。许多因素包括疏水性聚合物链长度和表面电荷可以显著影响结构稳定性和力学行为的SPI电影(16]。由于其机械强度低和高湿度敏感性与合成材料相比,大豆蛋白薄膜的应用是有限的。然而,SPI电影已被证明具有强氧势垒特性,在低渗透率值约500倍比低密度聚乙烯膜在低相对湿度环境(17]。电影可以提高大豆蛋白的功能通过几种方法,其中之一是与天然纤维增强大豆蛋白膜,形成一个复合材料。天然纤维增强复合材料是一种有吸引力的选择,因为纤维环保,可降解,可持续,低成本、低密度,可以来自废物流(11]。另一种方法基于混合大豆蛋白与其他天然聚合物和使用添加剂,如交联剂、增塑剂对提高大豆蛋白膜的机械性能和水分的敏感性。
增塑剂对大豆蛋白的影响的电影
的结合分子间氢键、二硫键蛋白链之间的疏水相互作用和静电部队通常会导致脆弱的电影因此很难过程(18]。可塑剂用来打破分子间的联系,因此稳定蛋白质的原始结构,使蛋白质链移动(19]。因此,添加增塑剂通常被用来减少蛋白质chain-to-chain交互和诱导膜的灵活性(20.]。塑化剂含有极性基团应该兼容大豆蛋白质。增塑剂的塑化效果可能受到其易于插入和地位在一个三维蛋白质网络(21]。分子量、数字和位置的羟基增塑剂的所有变量影响大豆蛋白质聚合物塑化的能力。
各种效应的研究人员不同增塑剂对SP树脂的力学性能和吸湿性。公园等。22和歌曲等。17)得出的结论是,塑化剂含量增加的灵活性、可扩展性和水敏感性的电影。Lim et al。23)报道,增加亲水性增塑剂蛋白质电影增加了水敏感性和削弱他们的障碍行为对其他气体和蒸气由于增强了聚合物链节段的运动。
甘油是一种最广泛使用的增塑剂对大豆蛋白薄膜由于其体积小,亲水的性质,使它与大豆蛋白膜兼容。Routray et al。24]研究了甘油含量对SPI塑料的影响通过拉伸试验分析,傅里叶变换红外分析(FTIR)、热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC),发现电影获得重量25%和35%的甘油是灵活和有良好的机械性能。进一步增加甘油导致抗拉强度降低,断裂伸长率增加由于甘油降低了蛋白链之间的相互作用,从而增加了链流动(25]。Kumar et al。26]研究了形态学、水阻力和香蕉纤维增强大豆蛋白复合材料的生物降解和得出结论,抗拉强度和模量最高的SPI矩阵有25% (W / W)甘油。进一步提高甘油的浓度导致降低复合材料的拉伸强度和模量。苏et al。27]的结论是,更高比例的甘油塑化剂,在一个特定的温度和相对的湿度导致更多的水吸收和保留在蛋白质的电影。
Reddy和杨9)水是一种有效的增塑剂用于biopolymeric材料。增塑剂如硬脂酸、阿魏酸、十二烷基硫酸钠和水性聚氨酯也被认为是改善SPI膜的水蒸气屏障性能的交联度增加SPI结构(28- - - - - -30.]。这个结果是由于反应的羧基之间硬脂酸和胺亚胺和SPI的羟基,根据pH值和温度,导致内部增塑作用[31日]。Lodha和Netravali32)报道,硬脂酸作为一种有效的替代甘油修改拉伸,热,SPI树脂的抗湿性性质。他们还提出,硬脂酸可以提高SPI的杨氏模量树脂由三个机制。首先,硬脂酸在本质上是疏水性的因此SPI的吸湿性降低。其次,疏水,未反应的硬脂酸可以相分离,至少部分,结晶成小晶体。因此晶体的行为类似于纳米复合材料。第三,硬脂酸可以与羟基反应形成酯键和与氨基端和结束团体形成酰胺联系,导致内部SPI树脂的增塑作用。
Kumar et al。33]之间的塑化效果相比Thiodiglycol(隔离)和甘油从光学透过率和结果,扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外(FTIR)和动态机械热分析(DMTA)测试表明,一个好的兼容性发生之间的隔离和大豆蛋白改善机械性能,热稳定性和耐水性。图1表示改善大豆protein-Thiodiglycol电影的抗拉强度比大豆protein-Glycerol电影。
图1:应力-应变曲线[33]。
pH值处理
应自大豆蛋白改性大豆蛋白膜暴露在pH值条件远远低于或高于其等电点(pH值4.5)将经验分子内斥力增加正面(酸性pH值)或负面(碱性)电荷密度导致蛋白质展开,暴露疏水和二硫化组织可以参与分子间键因此SPI电影可以准备在酸性和碱性条件下,但电影准备(pH值8 - 11)被发现在碱性条件优越的机械性能和降低水蒸气渗透率(冻)比SPI电影准备在酸性条件下(pH值1 - 3)34]。
金姆和Netravali [15基于大豆蛋白麻装配式复合纱和调查pH机械和界面性质的影响。图2表明,在pH值增加,SPC树脂/麻纺纱仿显著增加从17.7 MPa在酸碱7到28.0 MPa 10。添加氢氧化钠引起的大豆蛋白肽链上的活性组织暴露,导致增加了大豆蛋白分子间相互作用的羟基纤维素大麻纱线。进一步提高碱性条件除了pH值10,它似乎增加了静电排斥力在大豆蛋白分子导致减少与纤维素纤维的相互作用。
图2:pH值对仿麻丝和SPC树脂[15]。
加热的效果:公园等。14]研究了大豆蛋白溶液的加热效果,发现DSF机械性能,SPC和SPI成膜解决方案准备举行9和pH值在95°C 45分钟有优越的机械性能解决方案热处理在75°C 45分钟(pH值9)。他们还发现,DSF SPC和SPI的解决方案,没有加热无法形成电影。因此加热和碱性条件被认为促进大豆蛋白相互作用[35]。
交联剂:它是另一种添加剂改善大豆蛋白塑料的力学和耐水性能。甲醛、乙酸酐、乙二醛、硫酸锌、戊二醛、环氧氯丙烷交联剂用于大豆蛋白塑料(13]。Chabba和Netravali36]研究了交联剂的影响glutarldehyde (GA)程控树脂体系和报道,SPC树脂强度显著增加,吸湿性降低。Chabba et al。37)改性大豆面粉(SF)交联与戊二醛(GA)和拉伸和热性能和报道,40%的遗传算法解决方案和0%的甘油(CSF)被选为最优混合浓度对复合材料中所示图3。
图3:甘油对交联的拉伸性能的影响科幻树脂含有40% GA [37]。
黄和Netravali38)检查程控和Phytagel显示之间的交叉连接结构改进的抗拉强度,模量、热稳定性和抗湿性而修改的程控树脂和报道,掺入40% Phytagel和20%甘油导致整体抗拉强度增加340%(超过50 MPa)和杨氏模量增加约360%(超过710 MPa)程控的树脂。
混合
大豆蛋白与其它天然或合成聚合物是另一个方法来提高大豆蛋白的机械性能和水分的敏感性。混合与可降解聚合物如明胶、淀粉、纤维素和蛋白质确保最终混合电影仍然可以被视为“绿色”。金姆和Netravali [39改性大豆浓缩蛋白(SPC)通过混合胶凝剂,如琼脂Agargel, Phytagel和胶凝剂浓度的影响相比的抗拉和抗湿性属性修改SPC的电影。Phytagel修改SPC电影(Phytagel 30%)显示最高提高3倍左右拉伸应力和杨氏模量,Agar-modified程控电影(30%琼脂)显示适度改善拉伸应力和杨氏模量和拉伸性能改善Agargel-modified程控Phytagel修改SPC之间的电影在电影和Agar-modified SPC控制程控电影电影相比。
因为亲水性是固有的天然聚合物,这些混合不能解决大豆蛋白膜的湿度敏感性问题在这种程度上因此等合成聚合物的生物可降解聚(vinylalcohol) (PVA),聚(乳酸)(PLA)、聚(丁二adipate-co-terephthalate) (PBAT),可以使用但混合大豆蛋白可能导致非混相混合体系大豆蛋白在本质上是亲水的,解放军PBAT疏水所以他们没有良好的附着力。这将导致大量的表面缺陷,这将导致低应变和强度下拉伸因此compatibilization是必要的非混相混合系统,可以大大提高混合的属性使用增容剂如马来酸酐接枝解放军和马来酸酐接枝PBAT。增容剂要求获得高性能聚合物混合。聚合物共混的Compatibilization主要包括(1)降低界面张力,(2)稳定阶段的形态在后续处理中,和(3)增强附着力的40]。朱et al。41)生产大豆浓缩蛋白(SPC)和聚(乳酸)使用双螺杆挤出机(PLA)复合材料。反应挤出,自由基接枝马来酸酐(MA)到解放军执行PLA-g-MA作为增容剂的复合材料,研究了增容剂浓度的影响强度和程度的功能,形态,PLA / SPC复合材料的热性能和集体得出结论,复合材料的抗拉强度包含4 phr增容剂相比,增加了19%的uncompatibilized,也导致细域大小的程控。
Otaigbe和简42)改性大豆蛋白塑料复合材料的混合使用生物可吸收材料大豆蛋白多磷酸盐填充物形成与增强复合材料耐水性等性能,刚度和强度有利用于承载应用程序和得出的结论是,失败的多磷酸盐填料可以改变微观结构的无筋大豆从脆性塑料pseudo-ductile模式因此这些材料适合许多承载应用程序在潮湿和干燥的环境。曹et al。43]准备复合膜(含0.1克甘油/ g蛋白)的SPI和明胶和调查了机械、肿胀、和复合薄膜的光学性质,得出的结论是,随着明胶的比例增加,抗拉强度、弹性模量和复合电影的膨胀能力增加,电影变得更加透明,更容易处理。明胶可以提高膜强度和灵活性。格雷罗州et al。44]添加epoxydized豆油(ESO),维珍额外的橄榄油,各种picual (OO)或乳酸(LA)基于SPI的电影,发现改进后的疏水性的特点是由压缩的电影。
分散在纤维增强复合材料纤维能够吸收能量和逮捕的传播结构破坏变得艰难,因此复合材料比大豆蛋白膜机械强度大Netravali [45]。因此许多研究正在努力改善大豆蛋白的属性使用天然纤维。刘等人。46)的草纤维进行碱处理降低了inter-fibrillar区域去除半纤维素和木质素纤维的导致了更多同质分散的biofiber矩阵和宽高比的增加复合导致的纤维力学性能的改善因此碱处理的纤维是必要的复合材料与温和的力学性能以及纤维与基体之间更好的附着力。
金姆和Netravali [47]研究了苎麻纤维之间的界面剪切强度(仿)和大豆蛋白质树脂使用microbond技术和得出结论,仿射与树脂中的蛋白质含量增加。仿射值范围从9.5 MPa科幻树脂(蛋白质53%),20.7 MPa SPC(72%的蛋白质)和25.7 MPa SPI树脂(蛋白质90%)。Saenghirunwattana et al。48]制备大豆蛋白/聚乳酸biocomposite硅烷为1.5% (w / v)处理玉米的外壳纤维和报道,增加%纤维加载从3到5 wt %,强度和模量之间的复合材料改进的由于更好的界面粘附PLA-soy蛋白质纤维矩阵和玉米的外壳也三乙氧基vinylsilane,官能团的硅烷偶联剂,改善了界面粘附soyprotein / PLA /纤维biocomposites玉米的外壳。
Chabba和Netravali49)改性SPI使用glutarldehyde和聚(乙烯醇)其次是制造复合材料的亚麻纱线和面料导致改进的属性。Lodha和Netravali50与硬脂酸改性SPI树脂增塑剂和捏造与苎麻纤维复合材料显示在轴向和横向方向拉伸性能改善,相比使用SPI树脂。南和Netravali51)准备复合程控树脂wt纤维和苎麻纤维和报道,65%加载、抗拉强度和杨氏模量复合材料相比明显高于纯程控树脂。他们还得出结论,SPC之间有良好的界面粘结树脂和苎麻纤维由扫描电子显微镜(SEM)表示拉伸断口表面的显微图。黄和Netravali52)修改SPC树脂纳米粘土颗粒和交联剂戊二醛。修改SPC树脂表现出显著提高机械性能。他们制作的复合使用修改SPC树脂和亚麻纱线和面料。亚麻纱线复合材料显示298 MPa的纵向拉伸断裂应力和杨氏模量的4.3的绩点。纱线和织物增强复合材料在许多领域有潜力替代不可降解材料由于其良好的机械性能。黄和Netravali53]研究了微/纳米级竹纤维(MBF)增强程控树脂复合材料图4表明,断裂应力、杨氏模量和MBF的韧性钢筋程控显著增加而断裂应变的公司没有明显变化MBF由于灵活性和纠缠MBF的形态。他们进一步修改MBF钢筋程控使用硅烷,(3-isocyanatopropyl) triethoxysilane(工艺)为交联剂,最后报道称,在断裂韧性显著增加。
图4:MBF钢筋程控复合材料的力学性能(包含15部分甘油):(a)杨氏模量和断裂应力与兆内容,(b)断裂韧性和染色与MBF内容[53]。
Chabba et al。37]研究了戊二醛交联大豆面粉(CSF)树脂和亚麻纱线复合材料相比,复合材料的断裂应力和杨氏模量与CSF树脂,发现纤维重量百分率为60%,表现出改善超过700%的断裂应力和杨氏模量超过2000%的纵向方向与CSF树脂。Behera et al。54基于]准备黄麻强化豆奶复合材料使用无纺布和黄麻织物编织。黄麻表面上没有任何化学处理和使用有害化学溶剂使用压缩成型工艺复合和60 wt %黄麻觉得显示抗拉强度最高的37.1 MPa和拉伸模量1040 MPa。Drzal et al。55]报道增加强度和较高的热挠曲温度对大麻纤维和大豆面粉。
莫汉蒂et al。56)捏造基于大豆面粉biocomposites使用工业大麻纤维作为增强材料,发现重大改善力学性能包括拉伸性能、弯曲性能和冲击强度,以及热挠曲温度的麻天然纤维大豆面粉生物塑料。黄和Netravali57]准备微/纳米分散相的大豆浓缩蛋白(SPC)钢筋与微/纳米有原纤维的纤维素(MFC),有可能替代石油材料在许多领域。图5一个显示光滑的断裂表面的SEM显微照片的程控树脂虽然MFC修改SPC树脂的表面粗糙度增加以及短纤维突出的树脂也可以观察到图5 b和5度。由于MFC的高机械性能,纤维断裂能消耗大量能源和高纵横比的MFC和良好的界面性能SPC / MFC改进的机械和物理性能的复合显示断裂应力的88.2 MPa和杨氏模量约4.1的绩点。进一步修改SPC / MFC复合与结冷胶混合显示进一步改善断裂应力和杨氏模量。程控树脂含有甘油(1.5部分),结冷胶部分(40)和MFC(40部分)的断裂应力超过122 MPa,杨氏模量约5.8的绩点。
图5:断裂表面的SEM显微照片(a)程控SPC /甘油的100/15,(b)修改SPC与SPC /甘油/ MFC 100/15/40和(c)修改SPC SPC /甘油/ MFC /结冷胶的100/1.5/40/40 [57]。
最近,bio -纳米复合材料是一种新的材料已被证明是一个有前途的路线在改善机械和障碍生物聚合物的性质。Bio-nanocomposites由一个生物聚合物矩阵钢筋与至少一维粒子在1 - 100纳米的范围和改善性能由于高表面积和高纵横比的纳米颗粒(58- - - - - -60]。纳米填料作为强化这转移矩阵紧张和提高机械屏障属性(61年- - - - - -64年]。纳米复合材料已经被广泛的研究,因为许多激动人心的新材料与小说属性生成添加nano-filler改善了机械、物理、热、障碍,水的阻力,和其他大豆蛋白材料的属性。纳米尺寸的填料可以是有机或无机粘土等(例如。蒙脱石(MMT),锂蒙脱石,sapnotite,和laponite),天然生物聚合物(如壳聚糖),天然抗菌药物(如乳酸链球菌肽),金属(如银),金属氧化物(例如TiO2)。纳米复合材料的性能不仅取决于个人的属性的父母,而且在他们的形态和界面特征。Bio-nanocomposites可以通过几种方法包括原位聚合、溶液剥落,融化夹层(65年,66年]。
蒙脱石(MMT)被广泛用作纳米颗粒对大豆蛋白塑料由于容易获得以较低的成本,大量供应和物理特性包括高弹性模量(178 GPa),高表面积(750米2/ g)和高具体长宽比(50 - 1000)。Kumar et al。67年]准备SPI /蒙脱石(MMT) bio-nanocomposite电影使用熔融挤出,发现在抗拉强度显著提高,存储模量、水防护性能、玻璃化转变温度和热稳定性的电影与MMT的加入。MMT含量从0增加到15%,抗拉强度增加由于高刚度和长宽比与MMT MMT和交互的SPI。然而伸长率下降随着MMT含量从5%上升到15%,MMT限制了大豆蛋白分子运动与MMT bio-nanocomposite电影和交互的SPI。他们还认为SPI-MMT电影的属性是影响成膜的pH值的解决方案,MMT含量和挤压工艺参数。
Nayak et al。68年)准备聚已酸内酯(PCL) /大豆分离蛋白(SPI)与有机改性蒙脱石粘土混合熔体复合和报告一个伟大的抗拉强度的改善。包含5 wt %粘土纳米复合材料的抗拉强度是一个小比包含2.5 wt %粘土纳米复合材料。图6显示,透射电子显微镜(TEM)照片5 wt %的粘土,凝聚粒子由filler-filler交互和填料附聚物减少填料与基体之间的界面区域聚合物,作为应力集中器,与不利影响材料的抗拉强度(69年,70年]。
图6:TEM照片PCL / SPI / organoclay混合动力车包含(a) 1, 2.5 (b)和(c) 5 wt % organoclay [68]。
黄和Netravali38修改Phytagel (PH)大豆浓缩蛋白(SPC)树脂(Phytagel 40%)合并7%粘土纳米颗粒导致杨氏模量的增加,抗拉强度和热稳定性。图7显示纯Cloisite Na +的XRD模式粒子和CPH-SPC树脂与各种大量的试验粒子表示完成的剥落和粘土颗粒分散到CPH-SPC峰获得纯粘土在9°CPHSPC树脂中消失了。粘土和SPC由于亲水特性之间的强相互作用防止纳米粒子的聚类。
图7:(a) x射线衍射模式Cloisite Na +粘土粉和(b)的x射线衍射模式CP-SPC树脂粘土不同载荷(轴)%强度、轴)测角仪角[38]。
王等人。71年)建议增加0到30 wt %的纤维素胡须强化大豆分离蛋白(SPI)塑料提高抗拉强度和杨氏模量的SPI /纤维素晶须复合。随着纤维素胡须的内容增加,导致更大的热稳定性和耐水性的SPI矩阵由于交联网络引起的分子间氢键纤维素胡须和SPI矩阵。陆et al。72年)合并甲壳素nano-whiskers(0到30 wt %)调查SPI矩阵,得出随着甲壳素含量的增加从0到20 wt %,杨氏模量和抗拉强度提高而甘油增塑的SPI表。增加内容的甲壳素胡须SPI矩阵改善耐水性SPI矩阵的性质。他们还指出,有一个改善属性由于三维分子间氢键网络之间的填料和填料之间的相互作用和填料和SPI矩阵伊玛尼et al。73年]研究了纳米复合材料基于戊二醛(GA)交联大豆面粉(SF)、黄麻织物和纤维素胡须(水煤浆)结合纳米黏土作为加强代理商和公布强劲的填料之间的界面交互和矩阵也与5%复合水煤浆发现显示更好的物理性能比没有填充的复合材料或包含降低水煤浆的百分比。拉赫曼et al。74年]报道了杨氏模量显著提高,抗拉强度和热稳定性纳米复合材料分散蛋壳的技术(ESNP)纳入SPI铸造工艺使用的解决方案。以上研究表明,机械、热、水电阻的特性bio-nanocomposites显著改善和依赖nanofillers的数量。
Behera et al。75年)发现改善力学性能的黄麻强化大豆综合利用Cloisite 30 b纳米黏土作为添加剂。5 wt %粘土复合加载的抗拉强度、抗弯强度和储能模量分别为1.55,1.51和2.62倍,分别为纳米黏土jute-soy自由组合。求爱者et al。76年]研究了大豆蛋白和Cloisite130B纳米复合材料的填料应用解决方案设置过程,发现8%粘土浓度氧渗透率降低了6倍相比,0%的粘土加载粘土纳米颗粒作为物理障碍阻碍气体的运动所示图8。
图8:氧气的渗透率值bio-nanocomposites粘土wt %的函数在一个压力5ψ[76]。
在各种类型的大豆蛋白具有天然蛋白质用于生物医学应用由于其价格低廉,无动物起源因此携带没有风险的传染性疾病威胁人类,相对存储时间长,稳定性和退化成自然组件。
各种生物医学领域的研究人员调查了大豆蛋白,作为天然生物材料为各种应用,如组织再生、生物活性骨填充物和伤口敷料。也报道说,大豆产品促进组织再生,如新骨生长。此外,这些材料融入血凝块,刺激胶原蛋白沉积,因此有很高的潜力愈合应用程序(77年]。贝利et al。78年)合并抗生素药物庆大霉素SPI矩阵和调查了庆大霉素释放对细菌的抑制作用的影响和wounddressing应用程序。他们报道SPI电影表现出高潜力作为伤口敷料。大豆蛋白质热塑性增强与磷酸三钙为骨科生物医学应用研究[79年]。Merolli et al。80年)使用基于大豆的骨填充和证明,它有能力促进骨形成在一只兔子模型。突出,材料成本有效,它可以随时做好准备,这是两个重要的优势的应用程序作为骨填充。林等。80年)生产的大豆和玉米蛋白纤维组织皮肤再生通过应用电纺支架。
酱油水凝胶由不同的制造过程用于分子和其他生物医学应用程序交付。斯奈德et al。81年还利用大豆蛋白和聚乙二醇水凝胶准备潮湿的伤口敷料和透皮给药系统。简et al。82年为生物医学应用程序)的非转基因大豆蛋白水凝胶。酱油水凝胶的性质与大豆蛋白wt %的增加改变了。药物释放特性和水凝胶的生物相容性体外和体内进行适用性检测大豆蛋白水凝胶。大豆作为稠化水凝胶能够被注入体内生物相容性和降解在大约三周,指示其潜力用于伤口愈合应用程序和其他微创程序(83年]。
在特定情况下的SPI中等浓度的极地,非极性和带电氨基酸,使整合各种药物(84年]。此外,由于这种平衡组成不同类型的氨基酸,SPI有更高的能力与多种药物合并玉米蛋白相比,人类和牛血清白蛋白(85年]。因此大豆蛋白质,因为他们的固有属性代表一个有吸引力的药物输送控制系统。Nayak et al。85年)准备包含SPI和蒙脱石(MMT)纳米复合材料薄膜的挤出技术氧氟沙星作为药物的控制释放模型。80年发现> wt. %的药物被释放在8小时内介质pH值7.4;而对pH值3.2 < 44 wt. %氧氟沙星在4小时内被释放,表明这种纳米复合材料是适合药物释放车辆基本环境中(86年]。
大豆蛋白为基础的电影和复合材料显示可怜的机械和防潮性属性,可以通过化学改性方法改进。由此产生的电影属性取决于改性的方法和条件。增塑剂的类型和混合物中的增塑剂的比例有显著影响的防水层和机械性能SP的电影。其他因素如pH值、加热和混合也扮演了重要的角色在大豆蛋白的形成和性质的电影。大豆蛋白电影准备在碱性条件下与酸性介质有更优越的力学性能。纤维增强复合材料机械强度大,比大豆蛋白的蛋白质膜由于更好的矩阵和大豆蛋白纤维之间的界面粘附也基于大豆蛋白的纳米复合材料提高了形变场和水电阻特性取决于nanofillers的数量。
大豆蛋白在生物医学中的应用的新兴领域和材料行业在过去的几年里表明,在这一领域研究成果将在不久的将来增加的应用过渡的基础产品。
