应用 | 使用美墨尔特稳定性试验箱HPPeco将蛋白质转化为塑料

Memmert HPPeco / Memmert HPPeco / Memmert HPPeco

采用先进Peltier半导体技术的美墨尔特环境测试箱HPP110被用于一项将蛋白质转化为塑料的新研究中。美国的一项研究显示蛋白质和单体的共聚合，并提出使用表面活性剂作为增塑剂和增容剂来降低蛋白质材料亲水性的新方法。

使用表面活性剂作为增塑剂和增容剂，以降低蛋白质材料的水塑性。

研究内容——使用蛋白质的塑料应用

蛋白质有着丰富的生物质来源，如农业和林业原料，动植物农业副产品以及城市垃圾。它们形成连续基质的能力和可进行化学改性的大量活性功能团，使其适用于塑料应用中的各种潜在用途。然而，如果没有改性或增塑剂，蛋白质就会变得太脆以至于无法处理和形成。塑化是一种常用的策略，可提高蛋白质材料的可加工性并使其能够热成型，用于通过破坏聚合物-聚合物相互作用和增加蛋白质链的自由体积来降低蛋白质的玻璃化转变或软化温度。

将蛋白质转化为塑料

部分可再生材料来自蛋白质

- Turning proteins into plastic -

本研究以乳清分离蛋白（WPI）为模型蛋白，探索了一种通过将蛋白共价吸附到疏水聚合物链上来降低蛋白质材料亲水性的方法。材料合成需要在不相容蛋白质和不溶于水的乙烯基单体之间混合，使用离子表面活性剂作为相容剂来实现。首选的表面活性剂苯扎氯铵 （BAC） 熔点低，能够塑化蛋白质。表面活性剂作为相容剂和增塑剂的双重作用，使蛋白质基共聚物的无溶剂熔融聚合和可模压热固性的制备成为可能。这种合成策略使含有蛋白质增强结构域的部分可再生材料能够使用工业相关工艺制备，并且在未来可能会扩展，以结合乙烯基单体或源自生物质的橡胶聚合物链段，以生产完全的生物基塑料。

该研究论文讨论了各种化合物在制造过程中的使用。丙烯酸正丁酯、聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、偶氮双（异丁腈）、丁二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸酐、过氧乙酸叔丁酯和苯扎氯铵均来自信誉良好的供应商。

蛋白质和单体的共聚

此项研究的实验过程涉及许多不同步骤。我们很高兴地了解到，美墨尔特高品质稳定性测试箱在这项研究中发挥了至关重要的作用——美墨尔特稳定性测试箱HPP110用于蛋白质和单体的共聚。

采用先进Peltier半导体技术的美墨尔特稳定性试验箱HPP110 用于在各种相对湿度条件下平衡样品至少72小时，然后进行机械表征。将丙烯酸正丁酯或聚乙二醇丙烯酸甲酯加入到蛋白质-表面活性剂复合物中，加压聚合并冷却至室温，制备了疏水和亲水共聚物。还制备了交联聚丙烯酸丁酯对照剂。

本项实验研究了一种使用表面活性剂作为增塑剂和增容剂制备蛋白质共聚物的技术。表面活性剂能够将蛋白质与不同极性的单体进行混合，并扩大了蛋白质基共聚物的材料特性范围。这些共聚物可以热成型和熔融聚合，对于诸如注塑和吹塑等工业过程来说，这点非常有用。首先将乳清蛋白与阳离子表面活性剂混合，然后将其与疏水性单体丙烯酸正丁酯混合来制备材料。与未交联共混物相比，共聚物具有较低的刚度，但具有较高的断裂伸长率、极限拉伸强度和更高的坚固性。

硬质蛋白质和柔性聚丙烯酸酯结构域的存在对机械性能至关重要。共聚物可以是微相分离的，但它们没有有序的微观结构。由亲水性单体制成的共聚物在干燥时具有相似的吸湿性，但在较高湿度下吸收更多的水分。蛋白质-表面活性剂复合物是将蛋白质生物质无溶剂加工成疏水性聚合物的重要技术，但在管理湿度对蛋白质结构域的影响方面仍然存在挑战。

采用先进Peltier半导体技术的

美墨尔特稳定性试验箱HPPeco

- The Memmert constant climate chamber HPPeco 

with Advanced Peltier Technology-

美墨尔特稳定性试验箱HPPeco所采用的先进Peltier半导体技术，旨在为包括材料测试、研究和质量控制在内的广泛应用提供稳定且可控的测试环境。稳定性测试箱HPPeco具有精准的温度及湿度控制、箱体内部容积充裕和易于使用的数字控制。它还包括一个内置的灯和数据记录器，以确保精准且一致的结果。美墨尔特的半导体稳定性试验箱HPPeco还可提供多种选配，包括自动开门和用于放置样品的多层搁板。箱体内外由优质不锈钢材料制成，以确保持久的性能和耐用性。并能提供多种箱体尺寸和温度范围。