30%氟樂靈微囊懸浮劑的制備與性能研究

魯陳琳 秦敦忠

摘要：氟樂靈是一種廣泛適用于一年生禾本科雜草的芽前除草劑，為改善氟樂靈在使用過程中易光解、易揮發(fā)引起的利用率低、持效期短等問題，通過界面聚合法以氟樂靈為原藥，制備了30%氟樂靈微囊懸浮劑，研究了乳化劑、芯材溶劑、保護膠體和其他助劑在微囊制備中的影響，并通過添加表面活性劑來改善微囊懸浮劑界面性能以調(diào)控微囊釋放速率。結(jié)果表明，以150#芳烴溶劑油為芯材溶劑、SP-27001為乳化劑、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG為保護膠體、SP-2206為分散劑，最后加入硅酸鎂鋁、丙三醇、黃原膠、凱松，可得到達標(biāo)的氟樂靈微囊懸浮劑。性能表征結(jié)果表明，所得懸浮劑性能指標(biāo)達標(biāo)，微囊形貌良好且分布均勻，D為6.260 μm，有效含量30.7%，懸浮率98%，物理穩(wěn)定性良好，加入助劑SP-4028的微囊釋放速率可達乳油劑釋放水平，對早熟禾防效顯著，與乳油劑基本處于同一水平。

關(guān)鍵詞：氟樂靈;微囊懸浮劑;界面性能;釋放速率

中圖分類號：TQ450.6 文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2022）11-0108-11

收稿日期：2021-12-30

基金項目：江蘇精禾界面科技有限公司基金。

作者簡介：魯陳琳（1997—），女，安徽馬鞍山人，碩士研究生，主要從事農(nóng)藥制劑研究。E-mail：819605404@qq.com。

通信作者：秦敦忠，博士，研究員，主要從事高分子表面活性劑研究。E-mail：qindz@126.com。

氟樂靈是一種毒性低的除草劑，屬于二硝基苯胺類，在澳大利亞被廣泛應(yīng)用于農(nóng)田雜草防治中。現(xiàn)階段氟樂靈的主流制劑是48%氟樂靈乳油劑，但氟樂靈光解性強，存在持效期短、藥效低等問題。乳油制劑中含有大量有機溶劑，對環(huán)境不友好，也會影響施藥者的健康。微囊是具有核殼結(jié)構(gòu)的微米級顆粒，農(nóng)藥微囊劑包括囊壁、囊芯2個部分，囊芯是農(nóng)藥的有效成分，囊壁是成膜的高分子材料。將氟樂靈制成微囊劑可以有效減少光解，提高農(nóng)藥實際藥效，減少施藥頻次，且水溶性的微囊制劑可以降低由氟樂靈本身顏色導(dǎo)致的對施藥設(shè)備和加工設(shè)備的清洗難度。

界面聚合法簡便，對聚合單體的純度要求不高，反應(yīng)速度快。本研究壁材使用聚脲，結(jié)合界面聚合法，制備了30%氟樂靈微囊懸浮劑?？疾炝诵静娜軇?、乳化劑、保護膠體等因素對微囊粒徑分布和動力學(xué)不穩(wěn)定性的影響。通過光學(xué)顯微鏡、紅外光譜、多重光散射穩(wěn)定性分析儀、場發(fā)射掃描電鏡、熱重分析儀等儀器對所制備的氟樂靈微囊懸浮劑進行性能表征，確定最佳配方。由于微囊的緩慢釋放特性，其藥效與乳油劑的相比，相差甚遠。本研究通過添加表面活性劑以調(diào)控氟樂靈微囊劑的界面性能，達到調(diào)控微囊釋放的目的。通過載玻片干燥法、動態(tài)透析法結(jié)合高效液相色譜分析對制劑的釋放性能進行表征，篩選合適的表面活性劑，以期達到與氟樂靈乳油劑同等藥效，通過室內(nèi)生測試驗檢測對早熟禾的防效。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和儀器

96%氟樂靈原藥，購自江蘇豐山集團有限公司;二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），購自信科（山東）化學(xué)科技有限公司;四亞乙基五胺，購自山東佰斯特新材料有限公司;640#醚類溶劑油、620#醚類溶劑油、600#醚類溶劑油、300#酯類溶劑油、150#芳烴溶劑油，購自艾特（山東）新材料有限公司;乳化劑 SP-27001（苯乙烯丙烯酸酯共聚物鈉鹽）、乳化劑YL-T08（脂肪胺聚氧乙烯醚）、乳化劑SP-7123（馬來酸酐共聚水解物）、乳化劑BY-125（蓖麻油聚氧乙烯醚）、分散劑SP-2206（木質(zhì)素磺酸鹽），購自江蘇擎宇化工科技有限公司;有機硅消泡劑，購自濟南浚海化工有限公司;硅酸鎂鋁（工業(yè)級），購自江蘇潤豐合成科技有限公司;黃原膠（工業(yè)級）、明膠（工業(yè)級），購自濟南明寧生物工程有限公司;聚乙烯醇（2099），購自山東開普勒生物科技有限公司;丙三醇（工業(yè)級），購自濟南創(chuàng)世化工有限公司;凱松（工業(yè)級），購自南京古田化工有限公司;SP-6535（植物油聚氧乙烯醚）、SP-4028（聚硅氧烷聚氧乙烯醚），購自江蘇擎宇化工科技有限公司。

高剪切分散乳化機（QWL750CY），購自上海全簡機電有限公司;精密增力電動攪拌器（98-2），購自上海霓玥儀器有限公司;數(shù)顯恒溫水浴鍋，購自無錫瑪瑞特科技有限公司;光學(xué)顯微鏡（N-300M），購自浙江納德科學(xué)儀器有限公司;激光粒度分布儀（HL2020-L），購自北京海鑫瑞科技有限公司;場發(fā)射掃描電子顯微鏡（Regulus8100），購自日本日立公司;紅外光譜儀（Nicolet iS10），購自美國賽默飛公司;液相色譜儀（Agilent 1260），購自美國安捷倫公司;全自動表面張力計（JYW-200A），購自承德金和儀器制造有限公司;熱重分析儀（TG 209 F3 Tarsus），購自德國耐馳機械儀器有限公司;多重光散射穩(wěn)定性分析儀（Turbiscan TOWER），購自法國Formulation公司。

1.2 氟樂靈微囊懸浮劑的制備

1.2.1 微囊合成原理 本試驗使用對苯基甲烷二異氰酸酯為油性壁材單體、四亞乙基五胺為水性壁材單體。由于體系中有大量水，異氰酸酯在水中反應(yīng)生成氨基甲酸并迅速分解成胺和二氧化碳，反應(yīng)方程如式（1）所示：

。（1）

生成的胺和加入的四亞乙基五胺進一步和異氰酸酯反應(yīng)，生成聚脲。異氰酸酯和胺的反應(yīng)速率很快，反應(yīng)方程如式（2）所示：

。（2）

異氰酸酯和胺在乳滴表面迅速反應(yīng)生成聚脲囊殼，如圖1所示。

1.2.2 微囊懸浮劑制備方法 制備過程見圖2。

（1）制備水相：在燒杯中加入一定量的乳化劑、消泡劑、分散劑、水，加熱至65℃，分散均勻得到水相。（2）制備油相：在另一燒杯中按比例加入氟樂靈原藥溶解于溶劑，加熱至65℃，添加油相單體 MDI，使之充分混合以獲得油相。（3）剪切乳化：在水相中加入油相，同時高速剪切進行乳化，得到水包油（O/W）乳液。（4）聚合成囊：轉(zhuǎn)移至四口燒瓶中繼續(xù)攪拌，同時緩慢滴加水性單體。（5）保溫固化：保持低速攪拌，保溫固化一定時間。（6）調(diào)懸?。喊幢壤尤霊腋》稚?、防凍劑、增稠劑、防腐劑等助劑，并補加適量水，加以混合得到懸浮劑。（7）界面性能調(diào)控：按照使用濃度稀釋，并加入一定比例的表面活性劑調(diào)控界面性能，以得到符合應(yīng)用場景釋放速率的微囊懸浮劑。

1.3 性能表征

1.3.1 微囊形態(tài)觀察及粒徑測定 顯微鏡觀察：分別在剪切乳化、保溫固化后，取少量氟樂靈微囊用清水稀釋10倍，用400倍放大的光學(xué)顯微鏡觀看和拍攝。掃描電子顯微鏡觀察：將制備好的氟樂靈微囊干燥后均勻地粘貼到導(dǎo)電膠上，通過離子濺射儀鍍金，觀察微囊的表面形貌。

1.3.2 微囊紅外分析 紅外光譜分析采用溴化鉀壓片法，采用Nicolet iS10型紅外光譜儀對氟樂靈原藥、MDI、氟樂靈微囊進行表征分析。紅外光譜儀掃描范圍為4 000～5 000 cm，分辨率為4.0 cm。

1.3.3 載玻片干燥試驗 取適量微囊懸浮劑，用去離子水稀釋150倍后，用移液槍將20 μL稀釋液滴在載玻片上，25℃下自然晾干。通過光學(xué)顯微鏡觀察載玻片晾干不同時間后囊型的變化，定性判斷釋放速率。

1.3.4 動態(tài)透析釋放試驗 稱取一定量的氟樂靈微囊加去離子水制成稀釋150倍的懸浮液，加入一定量的表面活性劑，裝入透析袋中，將透析袋兩端夾緊置于盛有250 mL甲醇的具塞蒸餾瓶內(nèi)，25℃下以200 r/min攪拌，定時取出1 mL的透析介質(zhì)，并以相同量的甲醇補足。將30%氟樂靈乳油劑加蒸餾水稀釋150倍置于半透膜中，同樣條件下攪拌取樣，測其釋放量。通過 HLPC檢測釋放出的有效成分量。

1.3.5 動力學(xué)不穩(wěn)定性分析 采用法國Formulaction公司的Turbiscan TOWER型多重光散射穩(wěn)定性分析儀分析氟樂靈乳液的動力學(xué)不穩(wěn)定性（TSI）。通過測定反射和反射的光強度，可以求出特定的剖面密度或粒子尺寸的改變。將樣品搖晃均勻，裝入適量樣品至樣品瓶中，保證頂部半月面不產(chǎn)生氣泡且半月面以上的樣品瓶干凈無樣品沾壁。緩慢將樣品瓶放入檢測室，檢測溫度為25℃。檢測結(jié)果TSI數(shù)值越小，表示動力學(xué)穩(wěn)定性越好。

1.3.6 微囊熱重分析 采用德國Netzsch公司的TG 209 F3 Tarsus型熱重分析儀分析氟樂靈微囊的熱穩(wěn)定性，以氮氣作為吹掃氣和保護氣。稱取微量微囊產(chǎn)品放入坩堝，壓片封口，放入熱重分析儀中，升溫速率20℃/min，氮氣流速20 mL/min，升溫范圍30～800℃。

1.3.7 其他制劑控制項目指標(biāo)檢測 按照《ManualOn development and useOf FAO and WHO specifications for pesticides》（2010）中關(guān)于微囊懸浮劑的各項性能指標(biāo)，研究所制備的氟樂靈微囊懸浮劑的特性。

1.3.8 室內(nèi)生測試驗

1.3.8.1 試驗地點 試驗地點在江蘇省儀征市，在溫室內(nèi)對一年生冬季雜草早熟禾進行靶標(biāo)試驗。

1.3.8.2 試驗條件 溫度：10～30℃（短期夜晚達到過0℃），相對濕度75%～90%，試材管理同溫室栽培管理條件一致。

1.3.8.3 試驗依據(jù) 根據(jù)《農(nóng)藥室內(nèi)生物活性測定試驗準(zhǔn) 除草劑 第三部分：活性測定試驗 土壤噴霧法》（NY/T 1155.3—2006）對氟樂靈微囊懸浮劑進行室內(nèi)生測試驗。

1.3.8.4 試驗設(shè)計 試驗土壤采用腐殖土50%、黃土25%、黃沙25%，試驗前進行高溫滅菌處理。試驗土壤定量裝至盆缽3/5處，每盆播種早熟禾種子1 g，每盆計1個重復(fù)，重復(fù)5次。用鑷子將種子均勻混拌在表層1～2 cm土層內(nèi)，然后根據(jù)種子大小覆土0.5～2.0 cm;用盆底滲透法灌溉，充分保持土壤水分，靜置24 h后進行移液槍均勻滴灌處理。然后土壤表面再覆土0.5～2.0 cm，緩解氟樂靈見光分解特性。

1.3.8.5 調(diào)查內(nèi)容和統(tǒng)計方法 施藥后對雜草的萌發(fā)狀況進行觀察和跟蹤，分別在藥后20、34、60 d 調(diào)查早熟禾株數(shù)，最后1次同時調(diào)查鮮質(zhì)量。利用SPSS分析軟件對調(diào)查數(shù)據(jù)進行顯著性對比，以評估不同的處理方式對早熟禾的防治作用。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，按照公式（3）（4）計算早熟禾株防效和鮮質(zhì)量防效。

株防效=空白對照區(qū)雜草株數(shù)-處理區(qū)雜草株數(shù)空白對照區(qū)雜草株數(shù)×100%;（3）

鮮質(zhì)量防效=空白對照區(qū)雜草鮮質(zhì)量-處理區(qū)雜草鮮質(zhì)量空白對照區(qū)雜草鮮質(zhì)量×100%。（4）

2 結(jié)果與分析

2.1 芯材溶劑的篩選

氟樂靈原藥在室溫下為橘黃色晶體，加熱融化后為液體，直接制備的微囊懸浮劑黏度過大、流動性差，且易破囊析晶，需要加入適當(dāng)溶劑調(diào)節(jié)成黏度合適的油相，才能將其均勻包覆。制備氟樂靈微囊懸浮劑要求芯材溶劑對原藥有較高的溶解度，性質(zhì)穩(wěn)定，不與囊壁材料發(fā)生反應(yīng)。640#、620#、600#、200#、150#屬于綠色環(huán)保型溶劑，且滿足以上條件，選其作為考察的芯材溶劑，制備氟樂靈微囊懸浮劑。通過光學(xué)顯微鏡觀察微囊形貌，結(jié)合冷貯熱貯穩(wěn)定性試驗結(jié)果確定芯材溶劑種類，試驗結(jié)果見表1。150#制備的氟樂靈微囊形貌圓整，冷熱貯流動性好，選其作為芯材溶劑。

2.2 乳化劑的篩選

乳化是指舊的水油界面被打破形成新的兩相界面的過程，通常情況下，兩親表面活性劑都是有親水性和親油性的，在水油界面降低界面張力從而穩(wěn)定液滴抑制聚集。乳化劑的性質(zhì)是影響分散相液滴大小和乳液穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。本試驗選擇了4種乳化劑，從乳化結(jié)果來看，使用SP-27001制備的乳滴形狀圓整，大小均一，流動性好，效果最好（表3）。因此選擇SP-27001作為本研究的乳化劑。

表3 乳化劑種類對微囊制備的影響

乳化劑乳化現(xiàn)象 SP-27001囊形圓整，流動性好

YL-T08粒徑太大，結(jié)底膏化

SP-7123粒徑太小，固化粘連

BY-125粒徑均勻，但乳化不均，游離偏多

乳化劑用量對粒徑分布、乳滴形態(tài)和乳液穩(wěn)定性都有影響（表4）。選用SP-27001作為乳化劑，在65℃、10 000 r/min下剪切2 min，考察不同添加量下乳液的粒徑分布、靜態(tài)表面張力、乳化狀態(tài)和乳液穩(wěn)定性。SP-27001用量小于0.6%時，由于體系中表面活性劑分子少，親水親油基團分別吸附在水油界面，形成的新水油界面的面積較小 ，因此乳滴粒徑較大，由光學(xué)顯微鏡圖（圖3-a、圖3-b）可以看到有大顆粒不規(guī)則乳滴。SP-27001用量達到1.2%后，結(jié)合光學(xué)顯微鏡圖（圖3-e、圖3-f）可見，乳滴粒徑基本不變，形狀圓整，大小均一。結(jié)合多重光散射的動力學(xué)不穩(wěn)定性結(jié)果可見，SP-27001用量1.2%時，TSI指數(shù)最小，表明乳液穩(wěn)定性最好（圖4）。

2.3 保護膠體對乳化的影響

膠體的保護作用指的是，把親水膠體溶液加入到疏水膠體溶液中時，會有一層親水膠體附著在膠粒表面，阻止了膠體之間的接觸而提高其穩(wěn)定性。保護膠體可以降低連續(xù)相的界面張力使其具有相對較高的黏度，同時在分散相油滴表面形成雙電層起到暫時的穩(wěn)定作用，可在剪切乳化階段得到粒徑較小的微囊。本研究選取明膠、殼聚糖、聚乙烯醇、黃原膠4種保護膠體，考察不同保護膠體對乳化剪切的影響，最終選出一種最適合制備氟樂靈微囊的保護膠體，結(jié)果如表5所示。

從乳化現(xiàn)象來看，以黃原膠作為保護膠體得到的乳滴形態(tài)圓整，大小均一，是本研究中最合適的保護膠體。在制備微囊過程中，黃原膠其主要功能有2個方面：乳化分散性和帶電效應(yīng)。表現(xiàn)為減少油相在水相中的表面張力，通過將電荷供給到分散的油滴的表面，或形成一種空間的位阻作用，以防止油滴間的結(jié)合。在油水2種界面之間可以形成一種防護膜，可以有效阻止油滴相互聚合，防止顆粒尺寸增大，從而達到保護膠體的目的，避免加熱固化階段微囊粘連。

保護膠體的用量也會影響微囊的穩(wěn)定性、粒度大小和粒度分布。研究質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG水溶液的不同添加量對氟樂靈微囊乳化粒徑的影響以及乳液的動力學(xué)不穩(wěn)定性，結(jié)果見表6。未添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG時，氟樂靈微囊的D為7.58 μm，隨著黃原膠水溶液添加量的增多，粒徑減小。當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG添加量為0.50%時，氟樂靈微囊的D達到最小值6.23 μm;繼續(xù)添加黃原膠，粒徑增大。這是因為在體系中加入保護膠體后，其中一定量的保護性膠質(zhì)附著于芯材表面，在芯材表面形成一層水化膜，起到阻止顆粒碰撞和凝結(jié)的作用。而在水相中溶解的保護性膠體會使乳液連續(xù)相中黏度增大，顆粒聚集的概率降低，顆粒尺寸減小，顆粒尺寸均勻，顆粒表面更加平滑。但添加過量的保護性膠體，會使微膠囊的平均尺寸增大，且顆粒尺寸分布更寬。這是由于保護膠質(zhì)含量過高而導(dǎo)致乳劑的黏性過高。在乳化時，因其他因素一致，乳劑的黏度過高使其乳化性能變差，難以在較高的保護性膠質(zhì)濃度下生成尺寸顆粒均勻，粒徑分布較窄的微膠囊。同時結(jié)合乳液的動力學(xué)不穩(wěn)定性分析結(jié)果，確定質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG用量為0.5%時，乳液TSI數(shù)值最小，乳液的穩(wěn)定性最好（圖5）。

2.4 氟樂靈微囊懸浮劑優(yōu)化配方的確定

為制得穩(wěn)定的微囊懸浮劑產(chǎn)品，制備工藝也非常重要。通過對剪切時間、溫度、速率、固化時間、溫度的考察，最終確定在65℃，10 000 r/min下剪切2 min，65℃下固化5 h可制備得穩(wěn)定的微囊。為了在固液體系中使微囊保持一定的物理穩(wěn)定性，本研究還篩選了分散劑及懸浮助劑。通過篩選，最終確定30%氟樂靈微囊懸浮劑配方：分散劑選用 SP-2206，用量為2.4%;SP-27001作乳化劑，用量為1.2%;保護膠體選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG，用量為0.5%;芯材溶劑選用150#芳烴溶劑油，油相中占比30%;硅酸鎂鋁作增稠劑，用量為8%;丙三醇作抗凍劑，用量為3%;防腐劑選用凱松（異噻唑啉酮），用量為0.2%。

3 微囊懸浮劑的檢測表征

3.1 氟樂靈微囊形貌分析

將氟樂靈微囊懸浮劑稀釋10倍，在光學(xué)顯微鏡下察看微囊形態(tài);通過掃描電子顯微鏡察看微囊的表觀樣貌。結(jié)合氟樂靈微囊的光學(xué)顯微鏡圖和掃描電鏡圖，可看到微囊粒徑均一，形貌圓整，分散均勻，且聚脲壁材表面光滑（圖6）。

3.2 氟樂靈微囊粒度分析

通過Bettersize2600 型激光粒度分布儀測定氟樂靈微囊固化前后的粒徑分布，計算粒徑分散度δ值。將儀器誤差考慮在內(nèi)，可見固化前后的微囊D、D變化很小，粒徑分布曲線均接近正態(tài)分布，說明配方穩(wěn)定，固化條件合適（圖7）。粒徑分散數(shù)δ值與粒徑分布呈正相關(guān)，粒徑分散數(shù)越小表示粒徑分布越窄，分散性越好。固化前的δ為1.751，固化后的δ為1.626，固化之后δ更小了，粒徑分布曲線也更窄，說明分散性更好。

3.3 氟樂靈微囊結(jié)構(gòu)分析

采用傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜（FTIR）對原藥、壁材單體 MDI、氟樂靈微膠囊進行了IR分析，從而可以對壁材單體進行檢測。如圖8所示，在壁材單體MDI圖譜中，在 2 270 cm 處具有明顯的異氰酸酯基（—NCO）的吸收峰，與氟樂靈的微囊相比較，這里的吸收峰已經(jīng)消失，說明 MDI在系統(tǒng)中已反應(yīng)完全且無殘留基團。

3.4 微囊熱重分析

由氟樂靈原藥的TGA譜圖（圖9）可知，氟樂靈原藥的質(zhì)量損失只有一個階段，開始于140℃，結(jié)束于260℃，質(zhì)量損失約97%。氟樂靈微囊有3個失質(zhì)量階段，第1個階段是在100℃，微囊表面水分失質(zhì)量約1%;第2階段是囊芯原藥的失質(zhì)量初始于140℃，與純原藥的初始分解溫度一致;但是終止分解溫度（300℃）大于純原藥的終止分解溫度（260℃）。且從曲線的斜率可以看到，從140℃到 260℃，微囊的失質(zhì)量速率明顯小于純原藥的失質(zhì)量速率，說明聚脲壁材對囊芯原藥起到了一定的隔熱保護作用，一定程度上提高了氟樂靈原藥的熱穩(wěn)定性。

3.5 制劑控制項目指標(biāo)檢測

氟樂靈微囊懸浮劑的其他制劑指標(biāo)測定方法均參照微囊懸浮劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢測方法進行，結(jié)果表明該制劑達標(biāo)。氟樂靈微囊懸浮劑性能表征結(jié)果見表7。

3.6 表面活性劑調(diào)控氟樂靈微囊懸浮劑的釋放性能

農(nóng)藥微囊的界面特性主要受囊壁高分子材料的影響。農(nóng)藥微囊的界面性能不同，微囊的釋放速率和釋放方式差別很大，直接影響最終使用藥效。為了能充分發(fā)揮氟樂靈微囊懸浮劑的優(yōu)點，本研究使用載玻片干燥法先定性分析釋放，再結(jié)合動態(tài)透析釋放試驗定量考察了SP-6535、SP-4028這2種表面活性劑（添加量0.05%）對氟樂靈微囊釋放速率的影響，并與30%氟樂靈乳油劑做了對比。

由圖10-a、圖10-b可見，CS干燥1 h囊形基本完好，干燥5 h小囊先破裂，大部分微囊仍呈圓整形態(tài)，說明CS是緩慢釋放型。由于EC沒有囊殼，在干燥1 h時大量析晶，5 h時晶體已經(jīng)溶解為液斑，液斑比晶體更方便在土壤中淋溶發(fā)揮藥效，屬于瞬時速釋型，如圖10-c、圖10-d所示。而加了SP-6535、SP-4028的CS聚集減少，分散性更好。由圖10-e、圖10-f可看出，加入SP-6535的CS干燥 1 h 時部分小囊已破裂，干燥5 h時大囊開始破裂，與未加表面活性劑的CS的釋放情況相比，加入 SP-6535 一定程度上加速了CS的釋放。加入 SP-4028 的干燥釋放如圖10-g、圖10-h所示，1 h 時CS大量破囊形成大片液斑，只有少量大囊還保持囊形，5 h時囊已全部破裂，視野內(nèi)全是液斑，接近EC的釋放速率。

通過動態(tài)透析釋放試驗定量判斷釋放的速率，結(jié)果如圖11所示。因為乳油本是速釋型劑型，為了方便與微囊對比，本試驗把緩釋介質(zhì)中能檢測到的有效成分含量作為乳油的釋放量，實際中乳油劑是瞬時釋放，釋放速率更快。由圖11可知，在1 h時，EC有43%的累計釋放量，在實際使用時是速釋型;在3 h時達到97%，可見乳油劑的釋放速率非?？臁Ｎ醇尤魏伪砻婊钚詣┑腃S的累積釋放率相對較慢，在1 h時釋放6%，5 h釋放僅52%，相對EC是一種緩慢釋放型。加入SP-4028的CS在1.5 h累計釋放45%，而加入SP-6535的CS在1.5 h僅釋放20%，可見SP-4028對微囊釋放的促進效果更明顯，釋放速率更加接近乳油劑，這與載玻片干燥法觀察到的釋放現(xiàn)象一致。SP-6535是植物油表面活性劑，綠色環(huán)保安全，有一定的促進釋放作用，SP-4028是有機硅類表面活性劑，有優(yōu)異的潤濕性能并且可明顯提高釋放速率，但若使用不當(dāng)易造成藥害，應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)用場景和需求選擇適合的表面活性劑。

3.7 室內(nèi)生測試驗

采用30%氟樂靈乳油、30%氟樂靈CS與加了SP-4028的30%氟樂靈CS以960 g/hm的處理量防除早熟禾，選擇藥后20、34、60 d分別調(diào)查出苗數(shù)，計算株防效和鮮質(zhì)量防效，結(jié)果見表8。結(jié)果顯示，CS防效最低，加了SP-4028的CS與EC之間差異不顯著，結(jié)合5%水平的差異顯著性分析，防效基本處于同一水平。未加任何表面活性劑的CS對早熟禾的封閉除草防效較低，達不到預(yù)期防治效果，表明囊殼對氟樂靈確實有效包裹。在施藥20 d時，加了SP-4028的CS的防效接近EC，這主要是因為加了SP-4028的CS在施藥初始有速釋效果，從34、60 d的結(jié)果可見有一定的持效性。

4 討論與結(jié)論

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，全球每年約施用7 000 t二硝基苯胺類農(nóng)藥，約占全球除草劑使用總量的1%，其中氟樂靈約有4 400 t，主要用于棉花、苜蓿和大豆。在一些地區(qū)氟樂靈的使用量占比遠高于全球數(shù)據(jù)，比如在澳大利亞，氟樂靈的使用量位居所有除草劑種類的第2位，僅次于草甘膦。但是，氟樂靈的毒性作用并不限于雜草，對作物和天然植物也有防除作用。近年來有研究表明氟樂靈可能影響線粒體功能，對微型動物和大型動物均有毒性作用。目前氟樂靈已有的登記劑型只有乳油劑，乳油劑使用濃度大，易產(chǎn)生藥害，且使用時需混土處理，勞動量大。在追求環(huán)保、綠色、高效的今天，氟樂靈乳油劑已無法滿足使用需求，只有改變現(xiàn)有劑型。農(nóng)藥微囊化作為一種高技術(shù)含量的新型農(nóng)藥劑型，在保持現(xiàn)有劑型的優(yōu)點的同時，可滿足更安全更經(jīng)濟且可持續(xù)發(fā)展的要求。

有關(guān)氟樂靈制備成微囊劑的研究已有諸多報道。董紅強等通過原位聚合法，以脲醛樹脂為壁材制備了含量10%、粒徑20 μm的氟樂靈微囊懸浮劑，但用二甲苯作為溶劑，且會用到有毒物質(zhì)甲醛，不符合安全綠色的要求。劉亞靜等使用的壁材是甲基丙烯酸甲酯（MMA）和殼聚糖（CS），通過原位聚合法制備了氟樂靈微囊。王寧等以聚羥基烷酸酯為壁材，采用溶劑揮發(fā)法制備氟樂靈微囊，所得氟樂靈微囊呈球形，平均粒徑為7 μm。Cao等以可生物降解的聚（3-羥基丁酸-co-4-羥基丁酸酯）（PHB）聚合物為壁材，使用溶劑揮發(fā)法開發(fā)了PHB-氟樂靈微囊。

本研究通過界面聚合法以氟樂靈為原藥，制備了30%氟樂靈微囊懸浮劑，并通過表面活性劑調(diào)控微囊界面性能達到乳油釋放速率。確定了最佳配方為芯材溶劑用150#芳烴溶劑油;SP-27001作乳化劑，用量為1.2%;膠體保護劑選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)3% XG，用量為0.5%;分散劑用SP-2206，用量為2.4%;芯壁比為100∶4，油性壁材選用MDI;硅酸鎂鋁作增稠劑，用量為8%;丙三醇作抗凍劑，用量為3%;凱松作防腐劑，用量為0.2%。用此方法制成的懸浮微膠囊劑，其理化性能達到要求，且具有較好的穩(wěn)定性。所制粒徑D為3.184 μm ，D為6.260 μm，粒徑分布曲線接近正態(tài)分布，無拖尾，有效成分含量30.7%，懸浮率98%。微囊粒徑均一，形貌圓整，表面光滑，IR結(jié)果表明無殘留異氰酸酯基。加入表面活性劑SP-4028、SP-6535的微囊釋放速率明顯高于不加表面活性劑的微囊懸浮劑，而SP-4028可顯著提高微囊的釋放速率更接近氟樂靈乳油劑。室內(nèi)生測結(jié)果顯示，加了SP-4028的CS有速釋效果和一定的持效性，與乳油劑防效相當(dāng)。本研究結(jié)果為氟樂靈微囊化提供了一種新的穩(wěn)定配方，并且為實際應(yīng)用中的氟樂靈微囊增效使用提供了一定的理論依據(jù)。

參考文獻：

[1]Donald T，Baruch S S，William M D. ReleaseOf trifluralin from starch xanthide encapsulated formulations[J]. JournalOf Agricultural and Food Chemistry，1981，29（3）：637-640.

[2]Flynn A，Jackson W R，Lichti G，et al. An evaluationOf several matrices for the controlled release applicationOf trifluralin[J]. JournalOf Controlled Release，1992，18（2）：101-112.

[3]路 偉，李 琳，李世奎，等. 水溶性氟樂靈納米制劑對向日葵列當(dāng)?shù)亩玖疤镩g藥效[J]. 植物保護，2019，45（3）：237-240，248.

[4]安 瓊. 氟樂靈在土壤中的降解及其影響因素的研究[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，1993（4）：418-422.

[5]徐 進，陸貽通. 氟樂靈在土壤中的殘留與降解[J]. 環(huán)境污染與防治，1989（3）：9-10，47.

[6]魏 燚，陳佳杰，劉 建，等. 27種除草劑對荊芥安全性的初步研究[J]. 中國植保導(dǎo)刊，2019，39（12）：64-69，63.

[7]Tsuji K，MicroencapsulationOf pesticides and their improved handling safety[J]. JournalOf Microencapsulation，2001，18（2）：137-147.

[8]李北興，張大俠，張燦光，等. 微囊化技術(shù)研究進展及其在農(nóng)藥領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2014，16（5）：483-496.

[9]Li B X，Ren Y P，Zhang D X，et al. Modifying the formulationOf abamectin to promote its efficacyOn southern root-knot nematode（Meloidogyne incognita） under blending-of-soil and root-irrigation conditions[J]. JournalOf Agricultural and Food Chemistry，2018，66（4）：799-805.

[10]郝 紅，梁國正. 微膠囊技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代化工，2002（3）：60-62，67.

[11]羅善國，譚惠民，張建國，等. NMR研究HDI與水的加成產(chǎn)物 N-100 結(jié)構(gòu)[J]. 高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報，1997，18（1）：134-139.

[12]Fan C J，Zhou X D. EffectOf emulsifierOn poly（urea-formaldehyde） microencapsulationOf tetrachloroethylene[J]. Polymer Bulletin，2011，67（1）：15-27.

[13]秦少雄，王 娟，張心亞，等. 乳液聚合中保護膠體的研究進展[J]. 中國膠粘劑，2005（10）：47-50.

[14]鞏晶晶. 氧漂穩(wěn)定劑硅溶膠的制備及其性能研究[D]. 無錫：江南大學(xué)，2007.

[15]Mao C F. Self-and cross-associations in two-component mixed polymer gels[J]. JournalOf Polymer Science（Part B：Polymer Physics），2008，46（1）：80-91.

[16]Higiro J，Herald T J，Alavi S，et al. Rheological studyOf xanthan and locust bean gum interaction in dilute solution：effectOf salt[J]. Food Research International，2006，40（4）：165-175.

[17]Masakuni T，Takeshi T，Yukihiro T，et al. Co-gelation mechanismOf xanthan and galactomannan[J]. Colloid and Polymer Science，2010，288（10/11）：1161-1166.

[18]王 璐. 原位聚合法制備脲醛樹脂微囊的處方工藝和篩選[D]. 青島：青島科技大學(xué)，2014.

[19]安樸英，路 爽. 保護膠體對聚甲基丙烯酸甲酯熱敏型微膠囊性能的影響[J]. 河北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，29（3）：295-300.

[20]Maggi F，Tang F H M，La C D，et al. PEST CHEMGRIDS，global gridded mapsOf the top 20 crop-specific pesticide application rates from 2015 to 2025[J]. Scientific Data，2019，6（1）：20.

[21]van Zwieten L，Rose M，Zhang P，et al. Herbicide residues in soils-Are they an issue？[C]. Grains Research & Development Corporation，2016.

[22]de BárbaraO，Lilian C P，Murilo P，et al. Do trifluralin and tebuthiuron impair isolated rat liver mitochondria？[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology，2020，163：175-184.

[23]Vanessa V M，Larissa R N，Maria A M M，et al. ToxicityOf trifluralin herbicide in a representativeOf the edaphic fauna：histopathologyOf the midgutOf Rhinocricus padbergi（Diplopoda）[J]. Microscopy Research and Technique，2012，75（10）：1361-1369.

[24]董紅強，徐好學(xué)，胡克德，等. 分散乳化條件對氟樂靈微囊懸浮劑形成狀態(tài)的影響[J]. 農(nóng)藥，2010，49（6）：416-418.

[25]劉亞靜，曹立冬，張嘉坤，等. 氟樂靈微囊的制備、表征及其光穩(wěn)定性研究[J]. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報，2015，17（3）：341-347.

[26]王 寧，王 婭，李曉剛. 溶劑揮發(fā)法制備氟樂靈微膠囊工藝條件[J]. 塑料，2016，45（4）：58-60，121.

[27]Cao L D，Liu Y J，Xu C L，et al. Biodegradable poly（3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate） microcapsules for controlled releaseOf trifluralin with improved photostability and herbicidal activity[J]. Materials Science & Engineering C，2019，102：134-141.