農(nóng)藥微膠囊劑的研制

1、農(nóng)藥微膠囊化技術(shù)研究,一、微膠囊劑的研究概況及本研究的意義,（一） 微膠囊的定義,微膠囊技術(shù)(Microencapsulation) 是指將某一目的物（芯或內(nèi)相）用各種天然的 或合成的高分子化合物連續(xù)薄膜（壁或外相） 完全包覆起來，然后逐漸地通過某些外部刺激 或緩釋作用使目的物的功能再次在外部呈現(xiàn)出來，或者依靠囊壁的屏蔽作用起到保護(hù)芯材的作用。通俗的講，微膠囊化實(shí)際是用天然材料將農(nóng)藥有效成份包裹

2、起來，就象包餃子一樣，農(nóng)藥的有效成份變成餃子的餡，壁材成為餃子的皮。利用壁材的半透性，提高農(nóng)藥的持效期，防止有效成份的快速降解，提高殺蟲效果，降低毒副作用。微膠囊的直徑一般為 1~500μm，壁的厚度為 0.5~150μm，目前已開發(fā)了粒徑在 1μm 以下的超微膠囊。一般用于制作懸浮劑的微膠囊直徑一般在40μm以下，粒徑過大易堵塞噴霧孔。,（二）微膠囊化的優(yōu)點(diǎn),1、緩釋作用：由于壁材具有半透性，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)有效成分的理化性質(zhì)人為控制其孔

3、徑大小，從而有效控制緩釋劑量，控制緩釋時(shí)間。持效期延長2—8倍，最高可達(dá)到250天。 2、降低毒性：由于囊膜的存在，農(nóng)藥的揮發(fā)性受到很大的抑制，原有的異味也被掩蔽，它的接觸毒性、吸入毒性和植物毒性大大降低，對人畜的刺激性和對魚類的毒性也大為減輕。即不論對人畜還是生態(tài)環(huán)境，都更為安全可靠。 3、降低成本：農(nóng)藥微膠囊化后，原藥使用量可減少到原用量的1/2—1/3，可有效降低產(chǎn)品成本。4、提高了農(nóng)藥的穩(wěn)定性：農(nóng)藥微膠囊化后，抑制

4、了許多環(huán)境因素如光、熱、空氣、雨水、土壤、微生物和其它化學(xué)物質(zhì)對農(nóng)藥活性成分的不利影響，降低了農(nóng)藥分解、氧化、降解和流失的速率，從而增強(qiáng)了農(nóng)藥本身的穩(wěn)定性，擴(kuò)大了使用范圍。5、使不同PH值的原藥復(fù)配成為可能：化學(xué)合成農(nóng)藥中，大多數(shù)在酸性條件下穩(wěn)定，堿性條件下易降解。由于PH值不同，復(fù)配常常有困難。微膠囊工藝可先將不同PH值的農(nóng)藥有效成份膠囊化，然后復(fù)配，解決中和的難題，極大增加了新的復(fù)配農(nóng)藥品種研發(fā)的前景。,（三）國內(nèi)外的研究概況,2

5、2家化學(xué)公司在微囊劑開發(fā)上非常活躍，其中先正達(dá)生產(chǎn)12個(gè)產(chǎn)品(21％)，包括孟山都、巴斯夫、Dow、拜耳、住友等在內(nèi)的其他公司都各生產(chǎn)多個(gè)產(chǎn)品?；钚晕镔|(zhì)大多為有機(jī)磷(如殺螟硫磷、甲基對硫磷、二嗪磷、毒死蜱等)，擬除蟲菊酯(如氯氟氰菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、七氟菊酯等)和酰胺類除草劑(如甲草胺、乙草胺、丁草胺等)。國內(nèi)沈陽化工研究院于70年代開始研究微囊化技術(shù)，1982年才有第一個(gè)商品化的微囊化農(nóng)藥——25％對硫磷微膠囊劑。近年來，微膠囊

6、劑的研究取得突破性進(jìn)展，目前已有對硫磷、辛硫磷等微膠囊農(nóng)藥的生產(chǎn)。一些國際市場上尚未商業(yè)化的微膠囊制劑品種，如吡蟲啉、高效氯氰菊酯、精甲霜靈、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯等都在研制中。微膠囊劑是農(nóng)藥劑型中技術(shù)含量最高的一種。它將成為今后農(nóng)藥新劑型的發(fā)展方向。,（四）本研究的意義,1、隨著對環(huán)境安全性的關(guān)注和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展的要求，農(nóng)藥新劑型正朝著水性、粒狀、緩釋、多功能、省力化和環(huán)境相容的方向發(fā)展。農(nóng)藥微膠囊劑正是具備這些優(yōu)點(diǎn)而成為農(nóng)藥新制劑的一

7、個(gè)重要發(fā)展方向，有極大潛在的市場需求。重點(diǎn)研究農(nóng)藥的微囊化技術(shù)，開發(fā)相應(yīng)的新劑型，具有重要的市場價(jià)值。2、微膠囊懸浮劑不同于傳統(tǒng)懸浮劑，其微囊的理化性狀決定了其配套助劑有其特別之處，開發(fā)相應(yīng)的新型的助劑將成為熱點(diǎn)。本研究將對配套助劑的研發(fā)進(jìn)行有益的探索。3、本研究緊扣現(xiàn)代農(nóng)藥新劑型研發(fā)的方向，把脲醛樹脂微膠囊技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)藥的微膠囊化并研制相關(guān)的微膠囊懸浮劑，將進(jìn)一步強(qiáng)化我所在農(nóng)藥制劑研發(fā)領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)先的地位。４、應(yīng)豐山集團(tuán)要求，本研

8、究選擇了具有代表性的品種毒死蜱和氟樂靈進(jìn)行微膠囊化研究，研究成果有現(xiàn)實(shí)的市場價(jià)值。,二、微膠囊化的技術(shù)路線,（一）微膠囊化的基本原理,制備微膠囊的方法有很多種,從原理上一般可分為化學(xué)方法、物理方法和化學(xué)物理方法。各種微膠囊制備方法的基本工藝步驟大致可歸納為以下四步: (1) 將囊心材料在介質(zhì)中分散成細(xì)粒；(2) 將成膜材料加入該分散體系中；(3) 通過某種方法將成膜材料聚集、沉積或包覆在已分散的囊心材料周圍；(4) 通過化學(xué)或物理的方法

9、將微膠囊壁膜固化。其過程如下圖所示：,（二）本研究采用的技術(shù)（脲醛樹脂成囊）,尿素和甲醛之間的反應(yīng)包括兩個(gè)階段，即加成反應(yīng)階段和縮聚反應(yīng)階段。尿素和甲醛在堿性條件發(fā)生加成反應(yīng)生成一羥甲基脲與二羥甲基脲。得到穩(wěn)定的脲醛樹脂預(yù)聚體。加入囊芯物質(zhì)后，在酸性條件下，升溫，預(yù)聚體進(jìn)一步縮合形成立體構(gòu)造的大分子。最終生成三維立體構(gòu)造，把囊芯物質(zhì)包裹在囊材里，形成微膠囊。反應(yīng)如下： 本研究選擇了原料易得、價(jià)格便宜的脲醛樹脂作為壁材，用

10、以水為介質(zhì)的原位聚合法進(jìn)行微囊化。,（三）具體實(shí)驗(yàn)步驟,（1）預(yù)聚體的制備：在裝有攪拌裝置的三口燒瓶中加入尿素和甲醛(摩爾比約為l：1.5～2.0)，調(diào)節(jié)溶液的PH值到8～9左右。升溫反應(yīng)，自然冷卻降至室溫，得到穩(wěn)定的脲醛樹脂預(yù)聚體。（2）酸化：取一定量的農(nóng)藥，選擇合適的乳化劑，再加入水，高剪切乳化，將其加入至已制備好的脲醛樹脂預(yù)聚體中。在低速攪拌下調(diào)PH值至2～3左右。（3）固化：溶液酸化后，緩慢升溫，固化，控制溫度與固化時(shí)間。

11、（4）后處理：選擇加入適量的助劑，水補(bǔ)足即可得穩(wěn)定的微囊懸浮劑。,三、目前己完成的工作,（一）10%氟樂靈的微膠囊化,1、投料：尿素6g，37%甲醛12g，氟樂靈10g+二甲苯10g+乳化劑2g+水50g；2、剪切轉(zhuǎn)速：3000 r/min 約30min；3、表觀特征：顯微鏡目測其形狀，顯微測微尺測定微囊粒徑。,（二）25%毒死蜱微膠囊化,1、投料：尿素6g，37%甲醛12g，毒死蜱25g+二甲苯10g+乳化劑5g+水50g；2、

12、剪切轉(zhuǎn)速：3000 r/min 約30min；3、表觀特征：顯微鏡目測其形狀，顯微測微尺測定微囊粒徑。,（三）氟樂靈微膠囊劑的分析,通過成囊率來考察一定量的囊皮條件下的最大載藥量，從而確定投料比（與江蘇豐山集團(tuán)合作）。成囊率按照下式計(jì)算: 成囊率（%）= ×100,四、下一步擬進(jìn)行的研究,1、進(jìn)一步優(yōu)化氟樂靈、毒死蜱微膠囊化的條件，選擇適合生產(chǎn)需求的工藝路線。2、篩選合適