Structure and Properties of Soy Protein Plastics with ε-caprolactone/Glycerol as Binary Plasticizers.

Chen, P., Tian, H., Zhang, L., et Chang, P.R. (2008). « Structure and Properties of Soy Protein Plastics with ε-caprolactone/Glycerol as Binary Plasticizers. », Industrial & Engineering Chemistry Research, 47(23), p. 9389-9395. doi : 10.1021/ie800371f

Résumé

Nous avons préparé avec succès une série de plastiques à base d’isolats de protéines de soja (IPS) au moyen de plastifiants binaires composés de ε-caprolactone (CL) et de glycérol par extrusion et moulage par compression. Nous avons étudié les réactions chimiques entre les IPS, la CL et le glycérol ainsi que l’influence de la teneur en CL/glycérol sur la microstructure, la dégradation thermique et les propriétés mécaniques des plastiques à l’aide de la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), de la microscopie électronique à balayage (MEB), de la calorimétrie différentielle à balayage (CDB), de l’analyse thermomécanique dynamique (DMTA), de l’analyse thermogravimétrique-spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (ATG-FTIR) et d’essais mécaniques. Les résultats de FTIR, de MEB, de CDB et de DMTA ont révélé que la CL réagissait avec les molécules de protéines et de glycérol dans des conditions de température élevée, de cisaillement élevé et de pression élevée. Lorsque la teneur en CL était faible (moins de 25 % en poids), la CL ajoutée à la matrice de protéines était dispersée principalement dans les domaines riches en glycérol et réagissait avec le glycérol. Toutefois, à une concentration plus élevée, la CL prédominait dans les domaines riches en protéines et réagissait avec les molécules de protéines. Les réactions chimiques entraînaient une augmentation significative des températures de transition vitreuse et de relaxation mécanique des domaines riches en glycérol et en protéines. En conséquence, les réactions chimiques retardaient la volatilisation du glycérol et la libération de NH₃ et de CO₂ et augmentaient la résistance à la traction, le module de Young et la résistance à l’eau des feuilles de plastique à base de protéines de soja.