緩釋型農(nóng)藥的制備與性能研究

李 佳，余 丹，林煌丁，李 輝，王 寧，徐澤禧，馮勝利

（哈爾濱理工大學(xué) 化學(xué)工程與環(huán)境學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150080）

緩釋型農(nóng)藥的制備與性能研究

李 佳，余 丹，林煌丁，李 輝，王 寧，徐澤禧，馮勝利

（哈爾濱理工大學(xué) 化學(xué)工程與環(huán)境學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150080）

緩釋型農(nóng)藥是使用物理、化學(xué)或物理化學(xué)結(jié)合的方式把農(nóng)藥包裹起來，以降低接觸的毒性，控制其釋放速度，增大了穩(wěn)定性，延長殘效期，減弱了農(nóng)藥對環(huán)境的污染，是安全、經(jīng)濟(jì)、合理使用農(nóng)藥的理想劑型。選取農(nóng)藥吡蟲啉為研究對象，通過三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體對吡蟲啉進(jìn)行了包覆，并對制備過程當(dāng)中的主要影響因素及其釋放性能進(jìn)行了研究。主要通過對比包覆前后農(nóng)藥的紅外譜圖判定包覆是否成功。利用紫外分光光度計分析在制備過程中影響緩釋性能的因素。

吡蟲啉；三聚氰胺-甲醛；緩釋

前言

廣泛使用化學(xué)農(nóng)藥所造成的環(huán)境污染問題一直是國內(nèi)外關(guān)注的焦點[1～3]。緩釋劑是使用了物理、化學(xué)或物理化學(xué)相結(jié)合的方式把農(nóng)藥包裹起來，用來降低接觸的毒性，控制它的釋放速度，增加了穩(wěn)定性，延長其殘效期，削減了農(nóng)藥對環(huán)境的污染[1～3]。

本實驗選取農(nóng)藥吡蟲啉為研究對象，制備三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體用來對吡蟲啉進(jìn)行包覆，并測出不同實驗條件下的緩釋性能，研究了不同因素對緩釋性能的影響規(guī)律。

1 實驗部分

1.1 主要試劑

吡蟲啉，甲醛，三聚氰胺，正丁醇，碳酸鈉，十二烷基硫酸鈉、OP-10。

1.2 三聚氰胺-甲醛預(yù)聚物的制備

三聚氰胺、甲醛和正丁醇按一定的物質(zhì)的量比加入燒瓶中，水浴加熱，在一定溫度下，逐滴加入10%的碳酸鈉溶液，調(diào)節(jié)pH=8.5，三聚氰胺完全溶解后，得到一澄清透明的溶液，此溶液即為三聚氰胺-甲醛樹脂的預(yù)聚物。

1.3 微囊化吡蟲啉的制備

取一個250mL燒瓶，加入一定量的復(fù)合分散劑（十二烷基硫酸鈉∶OP-10為3∶17，50mL水）和吡蟲啉，充分?jǐn)嚢枋蛊浞稚⒕鶆?。趁熱加入定量預(yù)聚物，在恒溫水浴中攪拌，然后用10%碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至堿性，保溫一段時間后冷卻至室溫。產(chǎn)物真空抽濾，三次洗滌后于85℃干燥2h。得到三聚氰胺-甲醛樹脂包覆的吡蟲啉。

1.4 性能測試

1.4.1 紅外光譜分析

采用 AVATAR 370傅里葉紅外光譜儀在450～4000cm-1進(jìn)行測定。

1.4.2 釋放性能的測定

稱取約0.2g三聚氰胺甲醛樹脂微膠囊粉末，置于50mL容量瓶中。每隔一段時間從中取0.5mL溶液放入10mL容量瓶中并用丙酮定容至滿刻度，最后用WFZ UV-2型紫外分光計測其在275nm處的吸光度。

2 結(jié)果及分析

圖1 預(yù)聚體的紅外譜圖Fig.1 The IR spectrum of prepolymer

圖2 吡蟲啉的紅外譜圖Fig.2 The IR spectrum of imidacloprid

圖3 緩釋型農(nóng)藥的紅外譜圖Fig.3 The IR spectrum of sustained release pesticide

圖1、圖2和圖3分別為三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體、吡蟲啉和緩釋型農(nóng)藥的紅外光譜圖。由圖3中可以看出，緩釋型農(nóng)藥具有吡蟲啉與三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體的吸收峰，表明吡蟲啉被包覆在了三聚氰胺-甲醛預(yù)聚體中。

圖4 不同固化時間下釋放速率-時間關(guān)系曲線Fig.4 The curves of release rate vs.time with different curing time

本實驗考察了固化時間對包覆后釋放性能的影響。由圖4中可以看出釋放時間的增加，釋放量逐漸變大，5d后釋放速率變化逐漸變小。相同釋放時間下，隨著固化時間的增加，釋放速率變化逐漸變小，這說明隨著固化時間的延長，囊壁交聯(lián)更完全，形成的壁材更密實，吡蟲啉釋放時遇到的阻力更大，所以釋放較慢。

緩釋型農(nóng)藥釋放性能受包覆溫度的影響曲線如圖5所示。由圖中可以看出隨著釋放時間的增加釋放量逐漸變大，三個包覆溫度曲線當(dāng)中，70℃時釋放速率最慢，80℃的釋放速率最快。

圖5 不同溫度下釋放速率-時間關(guān)系曲線Fig.5 The curves of release rate vs.time at different temperature

預(yù)聚體配比會影響微膠囊的成囊性，配比的大小會影響使形成的微膠囊黏結(jié)性、厚度。為尋求適宜的預(yù)聚體配比，本實驗考察了預(yù)聚體配比對緩釋型農(nóng)藥的緩釋性能的影響，結(jié)果如圖6所示。由圖中可以看出在三聚氰胺與甲醛物質(zhì)的量比為1∶2.5時，釋放速率最小，農(nóng)藥的緩釋性能更好。

Study on Preparation and Properties of Sustained Release Pesticide

LI Jia,YU Dan,LIN Huang-ding,LI Hui,WANG Ning,XU Ze-xi and FENG Sheng-li
（College of Chemical and Environmental Engineering,Harbin University of Science and Technology,Harbin 150080,China）

The slow-release pesticide is prepared by using physical,chemical or a combination of the physical and chemical methods to coat the pesticide in order to reduce the toxicity exposure,control its release rate,increase stability,prolong the longevity of residues and to reduce the pollution of pesticide to the environment.It is a kind of ideal pesticide which is safe,economic and can be rationally used.The pesticide imidacloprid is selected as the object of study;it is coated with melamine-formaldehyde prepolymer.The major influencing factors in the preparation and its sustained release property are studied.The infrared spectra of imidacloprid before and after coated are compared in order to judge the success of coating.The factors which have effect on the sustained release property during the preparation are analyzed by the UV spectrophotometer.

Imidacloprid;melamine-formaldehyde;sustained release

TQ450.68

A

1001-0017（2015）01-0043-03

2014-10-31

李佳（1978-），女，河北人，博士，副教授，主要從事高分子材料研究。