固化溫度對(duì)防蚊蚊帳表面防蚊劑含量的影響研究

王　浩,郭建生,陳　翀

(東華大學(xué)，上海 201620)

固化溫度對(duì)防蚊蚊帳表面防蚊劑含量的影響研究

王浩,郭建生,陳翀

(東華大學(xué)，上海 201620)

文章采用涂層法對(duì)蚊帳進(jìn)行防蚊整理，通過(guò)高效液相色譜法(HPLC)檢測(cè)防蚊蚊帳表面防蚊劑的含量。固化溫度能影響防蚊整理過(guò)程，為尋找最適的固化溫度，在防蚊整理過(guò)程中設(shè)置固化溫度梯度實(shí)驗(yàn)。

防蚊性能；固化溫度；水洗；高效液相色譜法

世界衛(wèi)生組織規(guī)定長(zhǎng)效防蚊蚊帳表面防蚊劑的含量在2.5g/kg(±25%)為標(biāo)準(zhǔn)有效，在此范圍內(nèi)對(duì)蚊蟲(chóng)觸殺效果好，并且具有低毒、高效、低殘留等特點(diǎn)[1-2]。

偶聯(lián)劑預(yù)整理使蚊帳表面形成一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有助于藥物與蚊帳粘合得更加牢固。膠黏劑則是在藥物整理過(guò)程中與防蚊劑混合成溶液，使防蚊劑更加容易和牢固地粘附在蚊帳表面。蚊帳預(yù)整理使用的偶聯(lián)劑為氨丙基三乙氧基硅烷，藥物整理使用的是聚氨酯類(lèi)膠黏劑，偶聯(lián)劑和膠黏劑的作用效果直接影響防蚊蚊帳表面防蚊劑的含量和粘附牢度，進(jìn)而影響蚊帳防蚊性能好壞。固化溫度就是影響偶聯(lián)劑和膠黏劑作用效果的關(guān)鍵因素。

長(zhǎng)效防蚊蚊帳的防蚊性能是指蚊帳表面防蚊劑的粘附量以及防蚊劑的粘附牢度，防蚊劑粘附牢度用蚊帳洗滌后表面藥物殘留率表示。采用正相高效液相色譜法—內(nèi)標(biāo)法檢測(cè)蚊帳表面的含藥量。

1　實(shí)驗(yàn)原料與實(shí)驗(yàn)方法

1.1蚊帳

實(shí)驗(yàn)用蚊帳由11.1tex/24f滌綸絲經(jīng)編制成，白色，網(wǎng)眼數(shù)平均在24～26個(gè)/cm2[3]，實(shí)驗(yàn)用樣布規(guī)格為50cm×25cm長(zhǎng)條。

1.2藥品(見(jiàn)表1)

表1　藥品

1.3蚊帳整理工藝

蚊帳(經(jīng)前處理)→預(yù)整理(一浸一軋，軋液率40%～50%，烘干)→藥物整理(一浸一軋，軋液率40%～50%，烘干)

前處理：去油靈1.4g/L，純堿2g/L，冰醋酸0.5g/L。將混合溶液放入大燒杯，用酒精燈將溶液煮沸，蚊帳布樣放進(jìn)煮沸的溶液中處理15min，隨后將蚊帳布在去離子水中清洗2～3次，去除蚊帳表面油污等雜質(zhì)。

預(yù)整理：用去離子水配制偶聯(lián)劑的水溶液，電磁攪拌器攪拌溶液至均勻。將蚊帳布樣平鋪在30cm×50cm倒有偶聯(lián)劑溶液的搪瓷托盤(pán)中，布樣經(jīng)導(dǎo)布輥導(dǎo)入軋車(chē)，軋液后放入烘箱，1min后取出布樣。

藥物整理：配置含有膠黏劑和防蚊劑的整理液，用超聲波分散震蕩混合溶液，直至膠黏劑和殺蟲(chóng)劑完全分散在去離子水中。將預(yù)整理過(guò)的蚊帳布樣平鋪在倒有整理液的搪瓷托盤(pán)中，布樣經(jīng)導(dǎo)布輥導(dǎo)入軋車(chē)，軋液后放入烘箱，1min后取出布樣。

1.4水洗方法

根據(jù)國(guó)際農(nóng)藥協(xié)作分析委員會(huì)(CIPAC)規(guī)定的長(zhǎng)效防蚊蚊帳洗滌方法，一個(gè)洗滌循環(huán)：洗滌劑洗→水洗(兩次)→烘干。

1.4.1洗滌劑制備

將適量聚乙二醇單硬脂酸酯加入小燒杯中，將燒杯放入50℃的恒溫水浴鍋，聚乙二醇單硬脂酸酯開(kāi)始熔融，粘性降低。在盛有80mL去離子水的燒杯中加入12g油酸鈉并攪拌均勻。待聚乙二醇單硬脂酸酯熔融均勻后，稱(chēng)取8g熔融聚乙二醇單硬脂酸酯加入準(zhǔn)備好的油酸鈉溶液中。最后將盛有混合溶液的燒杯放在電磁攪拌器攪拌，溫度50℃，直至攪拌均勻，即是洗滌用標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑。

1.4.2洗滌過(guò)程

洗滌劑洗：將待洗蚊帳布放入盛有500mL去離子水的螺旋口容量瓶中，向容量瓶加入2.5mL配置好的標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑，扭緊瓶蓋，將瓶子上下翻轉(zhuǎn)10次，確保待洗樣完全浸濕。將容量瓶放在往復(fù)式水浴恒溫振蕩儀上洗滌，水溫保持30℃±2℃，120rpm。10min后用鑷子取出樣品，甩動(dòng)樣品，去除表面殘留洗滌劑。

水洗：將經(jīng)過(guò)洗滌劑洗后的樣品，放入盛有500mL去離子水的螺旋口容量瓶中，扭緊瓶蓋，將瓶子上下翻轉(zhuǎn)10次，確保待洗樣完全浸濕。將容量瓶放在往復(fù)式水浴恒溫振蕩儀上洗滌，水溫保持30℃±2℃，120rpm。10min后用鑷子取出樣品。重新?lián)Q取500mL去離子水，重復(fù)上述步驟再次水洗。

烘干：經(jīng)過(guò)水洗后的蚊帳布，在室溫條件下晾干30min，要避免陽(yáng)光直射。將晾干的蚊帳布放入40℃烘箱，時(shí)間22h±2h，取出后進(jìn)行下一次洗滌循環(huán)。

1.5檢測(cè)方法

整理樣品的防蚊劑含量采用正向高效液相色譜法—內(nèi)標(biāo)法檢測(cè)，鄰苯二甲酸二丙酯為檢測(cè)用內(nèi)標(biāo)。

1.5.1操作條件

流量1.3mL/min，勻速流動(dòng)；分析柱:AthenaSilica，5μm，4.6×150mm；柱溫35℃；進(jìn)樣量20μL；檢測(cè)波長(zhǎng)236nm；檢測(cè)時(shí)間10min。

1.5.2試劑

流動(dòng)相(MP)：異辛烷+1，4二氧六環(huán)：(V:V=95：5)；內(nèi)標(biāo)(IS)：溶于萃取劑中濃度為0.5mg/mL的鄰苯二甲酸二丙酯；萃取劑(ES):異辛烷+1，4-二氧六環(huán):(V:V=95：5)；溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)液(DS)：溶于萃取劑中濃度為0.6mg/mL的溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品。

1.5.3內(nèi)標(biāo)-防蚊劑標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間

使用高效液相色譜儀依次檢測(cè)內(nèi)標(biāo)溶液以及溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)液，分別得到內(nèi)標(biāo)以及溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖，得到各自的出峰時(shí)間如圖1、圖2所示。

圖1　內(nèi)標(biāo)色譜圖

圖2　防蚊劑色譜圖

根據(jù)圖1、圖2色譜圖得知內(nèi)標(biāo)和防蚊劑的保留時(shí)間分別是3.8min和5.4min。

1.5.4標(biāo)準(zhǔn)曲線制備

通過(guò)制備標(biāo)準(zhǔn)曲線不僅可以計(jì)算待測(cè)樣的上藥濃度，也可以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)操作的準(zhǔn)確性。根據(jù)表2配置不同濃度的溴氰菊酯標(biāo)準(zhǔn)品溶液C1、C2、C3、C4、C5，在高效液相色譜儀中進(jìn)樣檢測(cè)，分別得到對(duì)應(yīng)的色譜圖。

表2　不同濃度溴氰菊酯溶液配方

其中，標(biāo)準(zhǔn)品溶液C1對(duì)應(yīng)的色譜圖如圖3所示。

圖3　標(biāo)準(zhǔn)品溶液C1色譜圖

根據(jù)測(cè)得的HPLC譜圖，以防蚊劑與內(nèi)標(biāo)峰面積之比為縱坐標(biāo)，防蚊劑濃度為橫坐標(biāo)計(jì)算得出峰面積對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度回歸方程：y=0.0309x+0.0546，相關(guān)系數(shù)R2為0.999。防蚊劑標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖4所示。

圖4　防蚊劑標(biāo)準(zhǔn)曲線

2　溫度梯度實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中影響防蚊蚊帳表面防蚊劑含量的其它因素保持恒定，例如偶聯(lián)劑濃度、交聯(lián)劑濃度、防蚊劑濃度等。蚊帳預(yù)整理過(guò)程中預(yù)設(shè)的偶聯(lián)劑固化溫度為65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃，藥物整理過(guò)程中預(yù)設(shè)的膠黏劑固化溫度為90℃、100℃、110℃、120℃、130℃。

2.1待測(cè)樣及樣品溶液制備

將藥物整理后的蚊帳沿對(duì)角線取樣，取到待測(cè)樣的各個(gè)部位[4]。檢測(cè)分析用的蚊帳網(wǎng)片為1～2cm2的正方形。向100mL容量瓶中加入0.4g待測(cè)樣，將1mL內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)液(溶于萃取劑中的濃度為0.5mg/mL的鄰苯二甲酸二丙酯)，14mL萃取劑(異辛烷+1,4-二氧六環(huán)=95：5)依次加入容量瓶。將盛有待測(cè)樣的容量瓶放入超聲波震蕩器中常溫處理15min，取出后再放入35℃往復(fù)式水浴恒溫振蕩器振蕩30min，轉(zhuǎn)速160rpm，保證樣品上有效成分被充分萃取。每個(gè)溫度梯度需要3塊樣布，最后取3次檢測(cè)的平均值作為檢測(cè)結(jié)果[5]。將所測(cè)樣品洗滌一次后，檢測(cè)樣品表面藥物含量，計(jì)算表面藥物殘留率。

蚊帳樣品洗滌處理前后纖維表面變化如圖5所示。

圖5　蚊帳樣品洗滌處理前后纖維表面變化

通過(guò)掃描電鏡照片可直觀看出，經(jīng)過(guò)藥物整理后蚊帳布表面藥物顆粒的變化，洗滌后藥物顆粒明顯減少。

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

根據(jù)國(guó)際農(nóng)藥分析會(huì)CIPAC關(guān)于防蚊劑標(biāo)準(zhǔn)要求并且結(jié)合高效液相色譜圖得到防蚊劑含量計(jì)算方程。

式中，

C1：防蚊劑濃度μg/mL

V1：萃取劑體積mL

W：樣品質(zhì)量g

SDM：溴氰菊酯峰面積

SIs：內(nèi)標(biāo)峰面積

2.2.1偶聯(lián)劑固化溫度對(duì)防蚊性能的影響

偶聯(lián)劑固化溫度對(duì)防蚊性能影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3　防蚊劑含量和耐洗率隨偶聯(lián)劑固化溫度的變化

防蚊蚊帳表面防蚊劑含量隨偶聯(lián)劑固化溫度的變化如圖6所示。

圖6　防蚊劑含量隨偶聯(lián)劑固化溫度變化圖

由圖6可知，預(yù)處理溫度由65℃升到85℃，蚊帳表面防蚊劑含量增加，溫度繼續(xù)增長(zhǎng)，防蚊劑含量降低。未經(jīng)洗滌的蚊帳表面防蚊劑含量和洗滌一次的蚊帳表面防蚊劑含量變化規(guī)律相同。

防蚊蚊帳防蚊劑含量在溫度為85℃時(shí)最高，在此溫度下偶聯(lián)劑能促使蚊帳表面粘附更多的防蚊劑，偶聯(lián)劑的活性得到充分發(fā)揮。防蚊蚊帳耐洗率隨偶聯(lián)劑固化溫度變化如圖7所示。

圖7　耐洗率隨偶聯(lián)劑固化溫度的變化

由圖可知，溫度由65℃升到90℃時(shí)耐洗率逐漸增大，之后隨著溫度升高耐洗率逐漸減小。耐洗率達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，蚊帳表面粘附的防蚊劑最為牢固，蚊帳在外界條件作用下，表面粘附的防蚊劑不容易脫離。

綜合考慮世界衛(wèi)生組織對(duì)蚊帳表面防蚊劑含量和粘附牢度的要求，防蚊整理采取偶聯(lián)劑的固化溫度為85℃，此溫度作用下蚊帳表面不僅能粘附更多的防蚊劑而且表面防蚊劑粘附得更加牢固。

2.2.2膠黏劑固化溫度對(duì)防蚊性能的影響

膠黏劑固化溫度對(duì)防蚊性能的影響如表4所示。

表4　防蚊劑含量和耐洗率隨膠黏劑固化溫度的變化

防蚊蚊帳表面防蚊劑含量隨膠黏劑固化溫度的變化如圖8所示。

圖8　防蚊劑含量隨膠黏劑固化溫度的變化

由圖8所知，固化溫度由90℃上升到120℃，蚊帳表面防蚊劑含量隨之增大，溫度繼續(xù)增長(zhǎng)，防蚊劑含量降低。未經(jīng)洗滌的蚊帳表面防蚊劑含量和洗滌一次的蚊帳表面防蚊劑含量變化規(guī)律相同。

防蚊蚊帳表面防蚊劑含量在溫度為120℃時(shí)最高，蚊帳表面膠黏劑對(duì)于防蚊劑的粘附效果最好。固化溫度低，膠黏劑性能得不到充分發(fā)揮；固化溫度過(guò)高，蚊帳在烘干過(guò)程中表面會(huì)有藥劑散失，并且蚊帳表面手感干硬。

防蚊蚊帳耐洗率隨膠黏劑固化溫度的變化如圖9所示。

圖9　耐洗率隨膠黏劑固化溫度的變化

由圖9可知，溫度由90℃升到120℃時(shí)耐洗率逐漸增大，隨著溫度升高耐洗率趨于穩(wěn)定。耐洗率達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，蚊帳表面粘附的防蚊劑最牢固，蚊帳表面防蚊劑在外界條件作用下不易散失。

結(jié)合世界衛(wèi)生組織對(duì)蚊帳表面防蚊劑含量、蚊帳耐洗率的要求以及蚊帳處理后的手感等因素，最終采用的膠黏劑固化溫度為120℃。防蚊蚊帳表面的防蚊劑粘附牢固，而且蚊帳也較柔軟。

3　結(jié)論

根據(jù)世界衛(wèi)生組織推薦的檢測(cè)方法，通過(guò)優(yōu)化偶聯(lián)劑和膠黏劑的固化溫度，當(dāng)偶聯(lián)劑固化溫度85℃時(shí)，膠黏劑的固化溫度為120℃時(shí)，蚊帳表面防蚊劑的粘附量和蚊帳的耐洗性能得到顯著提高，即，經(jīng)藥物整理的長(zhǎng)效防蚊蚊帳的防蚊性能有較大提高。

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ResearchonEffectofCuringTemperatureonAnti-mosquitoPerformance

Wang Hao, Guo Jiansheng, Chen Chong

(DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)

Inthisexperiment,coatingmethodwasappliedtotheanti-mosquitofinishingprocessofthenet,highperformanceliquidchromatography(HPLC)wasusedtodetectthecontentofmosquitorepellentonthesurfaceofthenet.Anti-mosquitofinishingprocesswasaffectedbycuringtemperature,inordertofindthemostsuitablecuringtemperatureandthecuringtemperaturegradientexperimentwasset.

anti-mosquitoperformance;curingtemperature;washing;HPLC

2015-01-04

王浩(1989—)，男，山東青島人，碩士研究生。

TS109

A

1009-3028(2015)02-0052-05