石油资源日益短缺以及石油基产品大量使用带来严重环境问题,直接威胁到人类的可持续发展。利用基于可再生资源的环境友好型天然高分子制备新材料日益受到重视。大豆蛋白质是豆油产业的副产物,其来源广泛、价格低廉并具有良好的降解性能,是替代石油基合成高分子的候选材料之一。然而,迄今大豆今蛋白材料的研究仍有许多问题需要解决,例如蛋白质材料的脆性和水敏感性限制了蛋白质大规模应用。本论文主要利用大豆分离蛋白质(SPI)为原料,通过绿色的方法制备出不同的蛋白质共混材料以及纳米复合材料。同时,借助于傅立叶红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、接触角测试(CA)、X-射线光电子能谱(XPS)、动态力学分析(DMA)、力学性能试验、电导率测试、磁性测试、吸波性能测试等方法表征大豆蛋白质材料的结构、性能以及评价它们的应用前景,并基于大量实验结果研究它们的结构与性能的关系。本文的创新之处主要包括：(1)首次制备氨水溶解的大豆蛋白质溶液,并通过溶液共混得到水性聚氨酯(WPU)增韧的热塑性大豆蛋白塑料；(2)通过溶液乳液共混并冻干的方法制备出天然橡胶(NR)增韧的大豆蛋白质塑料；(3)用SPI与炭黑(CB)复合制备出导电性能良好的纳米复合材料；(4)成功制备出具有良好磁性和吸波性能的大豆蛋白质／γ-Fe203磁性复合材料。本论文的主要内容和结论简要叙述于以下几方面。首次成功在高温(90℃)条件下,用氨水制备出大豆蛋白质溶液,并用它与水性聚氨酯乳液共混制备SPI/WPU共混材料。实验揭示,蛋白质和WPU之间存在紧密的界面接触以及强氢键作用。共混膜表现出良好的相容性和透光性。同时,与纯大豆蛋白膜相比,这种共混膜材料具有较好的疏水性。在蛋白质基体中引入WPU后显著提高了材料在干态和湿态下的韧性。同时,这种共混膜显示出较低的毒性以及较好的生物相容性。大豆蛋白与天然橡胶之间存在热力学上的不相容性。制备出碱性大豆蛋白质溶液,并用它与天然橡胶乳液共混,利用冷冻干燥、热压的方法制备出SPI／NR共混材料。蛋白质和橡胶在材料中分散均匀。实验证明,制备过程中溶液冷冻对改善共混材料界面相容性起重要的作用,它导致共混材料具有较高的光学透明性。共混材料与纯SPI试片相比,防水性明显改善。根据Van Oss-Good理论计算出材料表面自由能,结果显示橡胶在该共混材料表面出现富集现象,从而导致共混材料表面具有较高的疏水性。XPS实验结果表明,N和P元素在材料自由表面含量较低,由此证明橡胶富集在表面。同时天然橡胶增强了共混材料的韧性,并且观察到相转变现象。共混材料具有良好的生物降解性能,土壤中微生物直接攻击试片表面加速新陈代谢。另外,共混试片也具有良好的生物相容性,能促进细胞生长与繁殖。由此它作为一种新型组织功能材料在生物材料领域具有应用前景。羟基胺是一类带有氨基,亚氨基和羟基的化合物,它与蛋白质具有很好的相容性。通过挤出热压法成功制备出二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)增塑的大豆蛋白质塑料。其中,TEA分子链较长,更容易破坏蛋白质亲水性外壳而穿透进入疏水性的内部,因此它与蛋白质具有更好的亲和性。用它们增塑的蛋白质塑料具有较好的透光性,在800 nm波长处分别达到64～72%(DEA增塑)和82～85%(TEA增塑)。增塑剂的加入大幅度降低了蛋白质玻璃化转变温度并提高其韧性,而且玻璃化转变温度随增塑剂含量的增加而降低。使用分子量较大的TEA增塑蛋白质可降低吸水率。与DEA增塑试片相比,TEA增塑的大豆蛋白质具有更高的热稳定性、拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率,这是由于蛋白质与TEA之间具有较强的相互作用和良好的相容性。这种蛋白质材料有望在包装材料、容器等领域代替非降解性合成高分子材料。将炭黑分散在蛋白质基体中制备出SPI／CB导电复合材料。实验证明蛋白质与炭黑之间存在强氢键作用,而且炭黑在基体中的分布存在富CB区和贫CB区。炭黑同时与SPI／甘油体系中富甘油区和富蛋白区作用,并降低两个微区的尺寸分布宽度,增加均一性。蛋白质中加入炭黑后显著提高材料的力学性能和防水性能。同时,SPI与CB之间的相互作用限制了蛋白质链段的运动,增加了复合材料的模量和玻璃化转变温度。热重分析显示,CB主要改善了蛋白质降解阶段的稳定性,由此增加了蛋白质复合材料的热稳定性。炭黑明显改善了蛋白质材料的导电性能,并且其渗滤阈值较低(0.76 vo1%)。由于多重渗滤效应和炭黑的非随机分布,导致SPI／CB体系偏离渗滤普适方程。该蛋白质／炭黑复合材料具有较高的介电常数,并表现出对电磁波较强的吸收能力。通过沉淀氧化的方法制备出具有超顺磁性的γ-Fe2O3纳米粒子,并成功构建出SPI／Fe2O3磁性复合材料。复合材料中,Fe2O3均匀分散,并与基体之间存在氢键相互作用。实验结果证明Fe2O3纳米粒子的掺杂增强了蛋白质材料的力学性能。纳米粒子与基体之间以及纳米粒子之间协同相互作用导致增强效果对Guth球形粒子增强理论的偏离。热重分析显示,Fe2O3主要改善了蛋白质降解阶段的稳定性,由此增加复合材料的热稳定性。同时该复合材料具有良好的超顺磁性,并且对2-18GHz频率的电磁波具有较高吸收能力。本工作提供了制备蛋白质磁性功能材料的新途径,而且成本低廉、工艺简单且无污染。总之,本工作成功制备出一系列新型蛋白质共混材料以及纳米复合材料,为天然高分子高值化材料提供了绿色、简便的新途径,并且阐明了材料结构与性能之间的关系。以可再生资源大豆蛋白质为原料,通过绿色无污染工艺研究开发出生物可降解材料,具有学术价值和应用前景。且这类环境友好材料的创建符合国家可持续发展战略。