阅读说明：本技术 一种改性β-环糊精制备可降解仿生鱼饵的方法 (Method for preparing degradable bionic bait by using modified beta-cyclodextrin ) 是由 马汝霖 段晓辉 于 2019-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种改性β-环糊精制备可降解仿生鱼饵的方法,涉及仿生鱼饵技术领域,包括以下步骤：(1)β-环糊精浆液的制备,(2)β-环糊精的物理改性,(3)β-环糊精的化学改性,(4)辅料的制备,(5)鱼饵的成型；本发明以β-环糊精作为鱼饵加工的主要原料,通过物理改性和化学改性相结合的方式来改善β-环糊精的加工性能,并通过辅料的配合添加制得仿生鱼饵；所制鱼饵的力学性能适中,可以被加工成不同形状,并且生物降解性好,能够在短时间内被环境降解,从而避免对环境造成污染。(The invention discloses a method for preparing degradable bionic bait by modified beta-cyclodextrin, relating to the technical field of bionic bait and comprising the following steps: (1) preparing beta-cyclodextrin slurry, (2) physically modifying the beta-cyclodextrin, (3) chemically modifying the beta-cyclodextrin, (4) preparing auxiliary materials, and (5) forming bait; the bionic bait is prepared by taking beta-cyclodextrin as a main raw material for processing the bait, improving the processing performance of the beta-cyclodextrin in a mode of combining physical modification and chemical modification and adding auxiliary materials; the prepared bait has moderate mechanical property, can be processed into different shapes, has good biodegradability, and can be degraded by the environment in a short time, thereby avoiding the pollution to the environment.)

一种改性β-环糊精制备可降解仿生鱼饵的方法

技术领域：

本发明涉及仿生鱼饵技术领域，具体涉及一种改性β-环糊精制备可降解仿生鱼饵的方法。

背景技术：

近年来，人造仿生鱼饵的应用越来越广泛。仿生鱼饵是利用“大鱼吃小鱼”的定律制造的，利用自身浮力以及钩线的牵引能够在水中漂浮。仿生鱼饵上的鱼钩杀伤力很强，鱼一旦咬钩就很难逃脱，这种鱼饵与传统鱼饵相比，省去了准备饵料的工序，因此受到了消费者的喜爱。

目前，市场上销售的仿生鱼饵虽然垂钓效果好，但多采用强度较高的塑料制成，降解速度很慢甚至不能被降解，在鱼饵掉落水中以后会造成环境污染，并且被鱼类吞噬后会对鱼造成极大的危害。针对这一问题，近年来人们开始研发可降解的仿生鱼饵，多以PVA或聚乳酸作为加工原料，但很难同时兼备良好的力学性能和生物降解性能。

发明内容

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本发明所要解决的技术问题在于提供一种改性β-环糊精制备可降解仿生鱼饵的方法，该方法的操作控制参数明确，实现了β-环糊精作为鱼饵制备主料的新应用，所制鱼饵具有良好的力学性能和生物降解性能。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种改性β-环糊精制备可降解仿生鱼饵的方法，包括以下步骤：

(1)β-环糊***液的制备：将水加热至70-90℃后加入β-环糊精，搅拌使β-环糊精完全溶解，再加入无水乙醇，搅拌下补加水使β-环糊精不会析出，得到β-环糊***液；

(2)β-环糊精的物理改性：将上述所制70-90℃的β-环糊***液转入-15℃环境中搅拌，然后以5-10℃/min的升温速度加热至回流状态后保温搅拌，即完成β-环糊精的物理改性；

(3)β-环糊精的化学改性：向经物理改性后的β-环糊***液中加入环氧丙酸，搅拌下补加水使环氧丙酸完全溶解，再滴加浓硫酸，于70-90℃下保温搅拌，反应结束后减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得改性β-环糊精；

(4)辅料的制备：辅料包括硅酸镁铝、氢化蓖麻油、颜料和诱食剂；

(5)鱼饵的成型：将改性β-环糊精和辅料加入密炼机中进行混炼，再加入双螺杆挤出机中造粒，然后利用注塑机注塑成型，得到鱼饵。

所述颜料选用可食用性颜料。

所述诱食剂选用乙基麦芽酚、香茅醛、香兰素、香豆素中的一种或几种。

所述混炼温度在120-140℃。

所述造粒温度在135-155℃。

所述注塑温度在165-185℃，注塑压力在70-90MPa，模具温度在30-40℃。

本发明以β-环糊精作为鱼饵加工的主要原料，β-环糊精的来源广泛且成本相对较低，并具有良好的生物降解性，但β-环糊精本身吸水后容易形成稳定的水合物，从而影响其可降解性；同时β-环糊精的加工塑性较弱，想要制成具有特定形状的鱼饵需要额外添加增塑剂，而常规增塑剂又存在难降解的问题，因此本发明对β-环糊精进行了改性处理，并采用了物理改性和化学改性相结合的方式。

本发明通过物理改性方式来增强β-环糊精的分子链柔韧性，一方面利于与后续辅料的均匀共混，以保证辅料发挥其既定作用效果；另一方面通过破坏β-环糊精的稳定水合物形成模式来改善β-环糊精的可降解性，缩短β-环糊精的降解时间。

本发明以环氧丙酸作为改性剂，利用环氧丙酸与β-环糊精发生酯化反应来进一步改善β-环糊精在制备鱼饵时的加工成型性，避免额外添加增塑剂存在的难降解问题；并且保证所制鱼饵的力学性能，使其充分发挥诱捕作用。其中，浓硫酸作为酯化反应的催化剂。

所述步骤(4)中的辅料还包括1,3-二环氧甘油醚甘油。

本发明通过辅料中1,3-二环氧甘油醚甘油的额外添加，能够进一步改善鱼饵的力学性能，并且不会过度影响鱼饵的降解性。1,3-二环氧甘油醚甘油不属于本领域用于制备鱼饵的常规物质，本领域的公知常识也未给出将1,3-二环氧甘油醚甘油作为鱼饵制备原料的技术启示。

本发明的有益效果是：本发明以β-环糊精作为鱼饵加工的主要原料，通过物理改性和化学改性相结合的方式来改善β-环糊精的加工性能，并通过辅料的配合添加制得仿生鱼饵；所制鱼饵的力学性能适中，可以被加工成不同形状，并且生物降解性好，能够在短时间内被环境降解，从而避免对环境造成污染。

具体实施方式

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为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

以下实施例和对比例中的β-环糊精购自湖北鑫润德化工有限公司，硅酸镁铝购自南京海明斯新材料科技有限公司的Hatorite F，氢化蓖麻油购自方富(广州)高新材料科技有限公司，乙基麦芽酚购自湖北信康药化有限公司化学研究所，甜菜红购自珠海靖浩生物科技有限公司的甜菜红E4，聚乳酸购自浙江海正生物材料股份有限公司。

实施例1

(1)β-环糊***液的制备：将50kg水加热至80℃后加入2.5kgβ-环糊精，搅拌使β-环糊精完全溶解，再加入10kg无水乙醇，搅拌下补加水使β-环糊精不会析出，得到β-环糊***液；

(2)β-环糊精的物理改性：将上述所制80℃的β-环糊***液转入-15℃环境中搅拌1h，然后以5℃/min的升温速度加热至回流状态后保温搅拌30min，即完成β-环糊精的物理改性；

(3)β-环糊精的化学改性：向经物理改性后的β-环糊***液中加入1.4kg环氧丙酸，搅拌下补加水使环氧丙酸完全溶解，再滴加0.05kg浓硫酸，于80℃下保温搅拌3h，反应结束后减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成100目的微粉，即得改性β-环糊精；经红外检测，在改性β-环糊精产品中发现酯基的存在，说明该化学改性遵循的是酯化反应，并且酯化度达到42％；

(4)辅料的制备：辅料包括0.5kg硅酸镁铝、0.1kg氢化蓖麻油、0.05kg甜菜红和0.05kg乙基麦芽酚；

(5)鱼饵的成型：将改性β-环糊精和辅料加入密炼机中进行混炼，混炼温度125℃，混炼时间15min，再加入双螺杆挤出机中造粒，造粒温度140℃，然后利用注塑机注塑成型，注塑温度170℃，注塑压力75MPa，模具温度40℃，得到鱼饵。

实施例2

以实施例1为对照，设置辅料还包括0.1kg 1,3-二环氧甘油醚甘油的实施例2，其余操作同实施例1。

实施例3

以实施例1为对照，设置辅料还包括0.15kg 1,3-二环氧甘油醚甘油的实施例3，其余操作同实施例1。

对比例1

以实施例1为对照，设置不对β-环糊精进行物理改性处理的对比例1，其余操作同实施例1。

对比例2

以实施例1为对照，设置不对β-环糊精进行化学改性处理的对比例2，其余操作同实施例1。

对比例3

以实施例1为对照，设置以聚乳酸替代β-环糊精的对比例3，其余操作同实施例1。

(1)辅料的制备：辅料包括0.5kg硅酸镁铝、0.1kg氢化蓖麻油、0.05kg甜菜红和0.05kg乙基麦芽酚；

(2)鱼饵的成型：将2.5kg聚乳酸和辅料加入密炼机中进行混炼，混炼温度125℃，混炼时间15min，再加入双螺杆挤出机中造粒，造粒温度140℃，然后利用注塑机注塑成型，注塑温度170℃，注塑压力75MPa，模具温度40℃，得到鱼饵。

分别利用上述实施例和对比例加工制备鱼饵，并测试鱼饵的使用性能，测试结果如表1所示。

依照GB/T 1040.1-2006测试拉伸强度和断裂标称应变；

依照GB/T 19276.2-2003测试生物降解60天的生物分解百分率。

表1鱼饵的使用性能测试结果

组别	拉伸强度/MPa	断裂标称应变/％	生物分解百分率/％
				实施例1	30.5	94	85.9
实施例2	32.6	103	84.8
				实施例3	33.2	109	84.2
对比例1	27.3	78	72.1
				对比例2	20.1	65	87.3
对比例3	28.4	73	62.5

由表1可知，实施例2和实施例3通过1,3-二环氧甘油醚甘油的添加能提高鱼饵的力学性能，但生物降解性能会略有降低；对比例1通过减少物理改性处理会同时降低鱼饵的力学性能和生物降解性能；对比例2通过减少化学改性处理会降低鱼饵的力学性能，但生物降解性能会略有提高，说明化学改性处理会减弱β-环糊精的可降解性；对比例3通过以聚乳酸替代β-环糊精以及β-环糊精的物理改性和化学改性会同时降低鱼饵的力学性能和生物降解性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。