CN111393860A - 一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸50‑60份、诱鱼剂0.6‑0.8份、抗氧剂0.5‑0.7份；该仿生鱼饵由如下步骤制成：第一步、共混造粒；第二步、模压成型。本发明采用改性聚乳酸作为仿生鱼饵的高分子基体物，通过改性剂对聚乳酸进行接枝改性，得到的改性聚乳酸不仅具有较高的韧性，而且屈服强度也足以满足使用要求，并且保留有聚乳酸良好的生物降解性能，符合环保要求；此外，聚乳酸经过改性剂改性后，提高诱鱼剂与高分子基体的结合力，进而减小诱鱼剂在海水中的释放速率，不仅能够提高仿生鱼饵的使用寿命，而且能够避免诱鱼剂初期释放速率过快导致的适得其反的作用。
Description
技术领域
本发明属于仿生鱼饵生产领域，具体地，涉及一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵及其生产工艺。
背景技术
随着人们经济水平的提高，垂钓作为一项户外活动深受现代人们的喜爱。垂钓用塑料制备的仿生鱼饵具有逼真的仿生鱼、虾、虫等效果，同时可长期使用，无需换饵等特点，在垂钓爱好者中被广泛使用。然而常用塑料仿生鱼饵多是用不可降解的塑料制备而成，如采用PVC、PE、PC、ABS等塑料。这类塑料制备的仿生鱼饵一旦脱落掉入海洋，上百年都无法降解，会对海洋生物及生态环境造成极大的危害。因此，研发可降解的仿生鱼饵材料对环境保护具有及其重要的意义。
专利号为CN201810704769.X的中国发明专利公开了一种添加改性纳米碳酸钙的淀粉基生物可降解仿生鱼饵，将高疏水改性双醛淀粉均匀分散于蒸馏水中，加热糊化，加入聚乳酸、聚乙烯醇和增塑剂甘油，充分机械搅拌混合均匀，再加入预处理黄麻纤维及高速搅拌改性纳米碳酸钙，继续搅拌后投入单螺杆挤压机中，制备母粒；将母粒均匀放入仿生鱼饵的模具中，将模具放入平板硫化机中预压后，再热压成型。该申请以高疏水改性双醛淀粉、聚乳酸、聚乙烯醇为原料，添加改性纳米碳酸钙、预处理黄麻纤维，通过它们之间的相互复配，制备了淀粉基生物可降解仿生鱼饵。该仿生鱼饵虽然具备生物降解性，但其混杂的原料较多，难以分散均匀，进而影响鱼饵材料的使用性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵及其生产工艺，采用改性聚乳酸作为仿生鱼饵的高分子基体物，通过改性剂对聚乳酸进行接枝改性，不仅能够显著提高聚乳酸的韧性，而且能够提高其结晶速率，以使聚乳酸在弹性体作用下，拉伸强度等刚性性能下降不明显，得到的改性聚乳酸不仅具有较高的韧性，而且屈服强度也足以满足使用要求，并且保留有聚乳酸良好的生物降解性能，符合环保要求；此外，聚乳酸经过改性剂改性后，提高诱鱼剂与高分子基体的结合力，进而减小诱鱼剂在海水中的释放速率，不仅能够提高仿生鱼饵的使用寿命，而且能够避免诱鱼剂初期释放速率过快导致的适得其反的作用；本发明制备简单，成品效果显著，生物降解性好，对环境污染小。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸50-60份、诱鱼剂0.6-0.8份、抗氧剂0.5-0.7份；
该仿生鱼饵由如下步骤制成：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
进一步地，所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或复配物。
进一步地，所述改性聚乳酸由如下方法制备：
S1、将十二烷基苯磺酸钠、羟基磷酸钙和去离子水加入反应釜中，搅拌均匀，按照质量比为10:2-3:3-4将乙烯、2-丙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，并加入BPO，混合均匀后一起倒入反应釜中，开启搅拌，500r/min下分散10-12min后升温到85-88℃，于85-88℃恒温条件下反应5-7h，过滤出料、洗涤、干燥，得到改性剂；
S2、将聚乳酸和改性剂分别在85℃和45℃条件下干燥10-12h，将干燥后的聚乳酸和改性剂按照质量比1:1混合，在200℃、转速100r/min条件下密炼38-40min，使聚乳酸与改性剂充分反应，反应后的产物从密炼机中取出，剪碎，冷却，得到预混物；
S3、将预混物与干燥后的聚乳酸按照质量比1:50混合，在200℃、转速100r/min条件下密炼5-6min，取出、剪碎、冷却，得到改性聚乳酸；
进一步地，步骤S1中十二烷基苯磺酸钠、羟基磷酸钙、去离子水、共混单体、BPO的用量之比为：3g:2g:120mL:80g:1g。
一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵的生产工艺，包括如下步骤：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
本发明的有益效果：
本发明采用改性聚乳酸作为仿生鱼饵的高分子基体物，通过改性剂对聚乳酸进行接枝改性，改性剂分子为聚烯烃共聚物，是一种弹性体，具有较高的弹性，能够起到显著增韧的效果，显著增强聚乳酸的拉伸韧性和冲击强度；此外，聚乳酸分子链不仅能够接枝于改性剂分子上，并且改性剂分子能够在基体中起到异相成核点的作用，有助于提高聚乳酸的结晶速率；作为弹性体，虽然会降低材料的刚性，但是通过提高聚乳酸的结晶速率，能够提高聚乳酸材料的拉伸强度，进而保证聚乳酸在弹性体的作用下，拉伸强度等刚性性能下降不明显；另外，改性剂分子中引入了-OH，-OH能够与诱鱼剂(DMPT，二甲基-β-丙酸噻亭)分子上的-COOH作用，提高诱鱼剂与高分子基体的结合力，进而减小诱鱼剂在海水中的释放速率，不仅能够提高仿生鱼饵的使用寿命，而且能够避免诱鱼剂初期释放速率过快导致的适得其反的作用(诱鱼剂浓度过高的话，鱼觅食的时候是首靠嗅觉刺激也就是说如果浓度达到饱和就会起到一个反作用的效果)；
本发明采用改性聚乳酸作为仿生鱼饵的高分子基体物，通过改性剂对聚乳酸进行接枝改性，不仅能够显著提高聚乳酸的韧性，而且能够提高其结晶速率，以使聚乳酸在弹性体作用下，拉伸强度等刚性性能下降不明显，得到的改性聚乳酸不仅具有较高的韧性，而且屈服强度也足以满足使用要求，并且保留有聚乳酸良好的生物降解性能，符合环保要求；此外，聚乳酸经过改性剂改性后，提高诱鱼剂与高分子基体的结合力，进而减小诱鱼剂在海水中的释放速率，不仅能够提高仿生鱼饵的使用寿命，而且能够避免诱鱼剂初期释放速率过快导致的适得其反的作用；本发明制备简单，成品效果显著，生物降解性好，对环境污染小。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸50-60份、诱鱼剂0.6-0.8份、抗氧剂0.5-0.7份；
诱鱼剂为DMPT(二甲基-β-丙酸噻亭)；
抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或复配物；
所述改性聚乳酸由如下方法制备：
S1、将十二烷基苯磺酸钠、羟基磷酸钙和去离子水加入反应釜中，搅拌均匀，按照质量比为10:2-3:3-4将乙烯、2-丙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，并加入BPO，混合均匀后一起倒入反应釜中，开启搅拌，500r/min下分散10-12min后升温到85-88℃，于85-88℃恒温条件下反应5-7h，过滤出料、洗涤、干燥，得到改性剂；
其中，十二烷基苯磺酸钠、羟基磷酸钙、去离子水、共混单体(乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯的总量)、BPO的用量之比为：3g:2g:120mL:80g:1g；
在引发剂的作用下，乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯发生双键共聚反应，形成共聚物，形成的共聚物是一种弹性体，弹性体本身具备极高的韧性，且共聚物分子链上含有甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基、2-丙烯醇的醇羟基；
S2、将聚乳酸和改性剂分别在85℃和45℃条件下干燥10-12h，将干燥后的聚乳酸和改性剂按照质量比1:1混合，在200℃、转速100r/min条件下密炼38-40min，使聚乳酸与改性剂充分反应，反应后的产物从密炼机中取出，剪碎，冷却，得到预混物；
在预混过程中，聚乳酸分子链末端的羧基-COOH与羟基-OH逐步与改性剂分子链上的环氧基团发生反应，使聚乳酸分子链接枝于改性剂的共聚物分子链上，形成预混物；相较于聚乳酸分子链，由于共聚物中聚烯烃分子链的掺入，能够提高聚合物的耐高温性；
S3、将预混物与干燥后的聚乳酸按照质量比1:50混合，在200℃、转速100r/min条件下密炼5-6min，取出、剪碎、冷却，得到改性聚乳酸；
改性剂分子为聚烯烃共聚物，是一种弹性体，具有较高的弹性，能够起到显著增韧的效果，显著增强聚乳酸的拉伸韧性和冲击强度；此外，聚乳酸分子链不仅能够接枝于改性剂分子上，并且改性剂分子能够在基体中起到异相成核点的作用，有助于提高聚乳酸的结晶速率；作为弹性体，虽然会降低材料的刚性，但是通过提高聚乳酸的结晶速率，能够提高聚乳酸材料的拉伸强度，进而保证聚乳酸在弹性体的作用下，拉伸强度等刚性性能下降不明显；另外，改性剂分子中引入了-OH，-OH能够与诱鱼剂(DMPT，二甲基-β-丙酸噻亭)分子上的-COOH作用，提高诱鱼剂与高分子基体的结合力，进而减小诱鱼剂在海水中的释放速率，不仅能够提高仿生鱼饵的使用寿命，而且能够避免诱鱼剂初期释放速率过快导致的适得其反的作用(诱鱼剂浓度过高的话，鱼觅食的时候是首靠嗅觉刺激也就是说如果浓度达到饱和就会起到一个反作用的效果)；
该仿生鱼饵的生产工艺，包括如下步骤：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
实施例1
一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸50份、诱鱼剂0.6份、抗氧剂0.5份；
该仿生鱼饵由如下步骤制成：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
实施例2
一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸55份、诱鱼剂0.7份、抗氧剂0.6份；
该仿生鱼饵由如下步骤制成：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
实施例3
一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸60份、诱鱼剂0.8份、抗氧剂0.7份；
该仿生鱼饵由如下步骤制成：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
对比例
将实施例1中的改性聚乳酸换成普通聚乳酸，其余原料及制备过程不变。
对实施例1-3和对比例制得的仿生鱼饵材料制成标准测试样条，进行如下性能测试：进行拉伸、冲击测试；测试60d、120d的分解率，测试结果如下表所示：
由上表可知，实施例1-3制得的仿生鱼饵材料的屈服强度为42.8-43.3，相较于对比例，说明本发明对聚乳酸进行改性后屈服强度下降幅度小，仍然可以满足使用要求；实施例1-3制得的材料的断裂伸长率为202-210，冲击强度为60.5-61.3，说明本发明制得的方式鱼饵材料具有极高的韧性；60d、120d的分解率为70.2-71.4％、95.3-96.2％，说明本发明制得的仿生鱼饵材料具有较高的生物降解性，符合环保要求；结合对比例，说明本发明的聚乳酸经过改性处理后，不仅能够显著增强韧性，而且还能保持原有的屈服强度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，其特征在于，包括如下重量份的原料：改性聚乳酸50-60份、诱鱼剂0.6-0.8份、抗氧剂0.5-0.7份；
该仿生鱼饵由如下步骤制成：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
2.根据权利要求1所述的一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，其特征在于，所述抗氧剂为2,6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯中的一种或复配物。
3.根据权利要求1所述的一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，其特征在于，所述改性聚乳酸由如下方法制备：
S1、将十二烷基苯磺酸钠、羟基磷酸钙和去离子水加入反应釜中，搅拌均匀，按照质量比为10:2-3:3-4将乙烯、2-丙烯醇、甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，并加入BPO，混合均匀后一起倒入反应釜中，开启搅拌，500r/min下分散10-12min后升温到85-88℃，于85-88℃恒温条件下反应5-7h，过滤出料、洗涤、干燥，得到改性剂；
S2、将聚乳酸和改性剂分别在85℃和45℃条件下干燥10-12h，将干燥后的聚乳酸和改性剂按照质量比1:1混合，在200℃、转速100r/min条件下密炼38-40min，使聚乳酸与改性剂充分反应，反应后的产物从密炼机中取出，剪碎，冷却，得到预混物；
S3、将预混物与干燥后的聚乳酸按照质量比1:50混合，在200℃、转速100r/min条件下密炼5-6min，取出、剪碎、冷却，得到改性聚乳酸。
4.根据权利要求1所述的一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵，其特征在于，步骤S1中十二烷基苯磺酸钠、羟基磷酸钙、去离子水、共混单体、BPO的用量之比为：3g:2g:120mL:80g:1g。
5.根据权利要求1所述的一种海钓用可快速降解的仿生鱼饵的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、按照重量配比将各原料混合后加入到双螺杆挤出机，进行熔融挤出、拉条、冷却、切粒并干燥，得到复合材料，待用；
第二步、采用注塑机螺杆推进把第一步得到的复合材料压到注塑机模具的模腔内，经过模压、冷却定型后，制作成所需鱼饵形状，得到仿生鱼饵。
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