第一章文献综述
1引言
国内外农药剂型正朝着“水基化、颗粒状、多功能、缓释性、省力化”方向发展,其中农药微胶囊就是当前技术含量高、具有幵发应用前景的一种农药新剂型。我国农药制剂加工水平远远落后于发达国家。我国生产的农药制剂产品中,以乳油、可湿性粉剂、颗粒剂、粉剂等四种传统农药剂型为主,占产量的75%。由此导致大量的有机溶剂如二甲苯、甲苯、苯施用间,不仅是资源的浪费,而且造成严重环境的污染。并且传统的施药方法因风吹、雨淋而造成的农药流失和分解通常达60%~90%。此外,传统农药剂型的有效利用率仅有20%?30%。流失的农药不仅会对生态环境造成严重威胁,甚至会通过生物富集进入到人类食物链,构成对人类健康的严重威胁。
近年来,将控制释放技术应用于农药新剂型的开发已经成为国内外农药制剂加工领域研究的热点。生物可降解高分子材料按来源分为天然高分子材料和全合成生物可降解高分子材料。天然高分子材料具有无毒或毒性很小、对环境污染小、粘度大、场成膜等特点被广泛应用于医药领域但由于机械强度差,价格昂贵等缺点,应用受到了一定的局限。幵发出一种廉价、多功能性的药物微胶囊载体材料成为载体材料领域研究的热点。全合成生物可降解高分子材料中脂肪族聚碳酸酷、聚乳酸及其共聚物因其具有良好的生物相容性、降解性及无毒性,被广泛应用于药物微胶囊领域,成为备受关注的药物控制释放载体。本章对微胶囊技术、农药微胶囊研究进展、微胶囊用全合成生物可降解载体材料研究进展等进行简要概括。
2微胶囊技术
2.1微胶囊及微胶囊
化微胶囊(Microcapsule)是一种能包裹某些物质(如药物、农药、染料、肥料等)的具有聚合物壳材料的半透性或密封的微型“容器”或“包装物”,直径一般为1-1 000同。微胶囊化(Microencapsulation)过程是利用高分子载体材料在活性物质外层形成一层连续而薄的包裹层的过程。目前,微胶囊技术已经广泛应用于医药、农药、食品、染料、饮用水消毒处理等众多领域。
2.2微胶囊化的目的和意义
广义的说,微胶囊具有改善物质表观、提高其品质的能力。更确切地说,微胶囊能够储存细微状态的活性物质,并可在需要时释放出来。无论活性物质是亲水性还是疏水性,或者是固态、液态、气态,都可作为囊芯被包裹。微胶囊技术之所以广泛应用于众多领域,是因为活性物质通过微胶囊化技术后可以实现以下目的。
(1)保护活性成分,即有效地防止外界环境因素(如光、湿度、热、氧气等)对活性物质活性的破坏或影响;
(2)隔离不相容组分,阻止各活性成分之间发生化学反应,提高其稳定性,使品质保持持久;
(3)有效地控制活性物质的释放,使活性物质原有的效能得到充分地发挥;
(4)掩盖活性物质的异味;
(5)改变所包裹活性物质的物理和化学性能,可以将液体或半固体的流质体转化为自由流动的固体粉末,便于忙存和运输等。
第三章 聚碳酸酯亚丙酯-毒死蜱微............................. 34-42
1 材料与方法 .............................34-37
1.1 实验材料 .............................34-35
1.1.1 实验主要的仪器设备............................. 34-35
1.1.2 实验主要的试剂............................. 35
1.2 PPC-毒死蜱微胶囊的制备............................. 35
1.3 PPC-毒死蜱微胶囊的性能表征 .............................35-37
1.4 PPC-毒死蜱微胶囊缓释性能研究............................. 37
2 结果与讨论 .............................37-40
2.1 PPC-毒死蜱微胶囊的外观............................. 37-38
2.2 PPC-毒死蜱微胶囊的粒径大小............................. 38
2.3 PPC-毒死蜱微胶囊的W-XRD............................. 38-39
2.4 PPC-毒死蜱微胶囊的载药量.............................39
2.5 PPC-毒死蜱微胶囊的缓释性能 .............................39-40
3 小结 .............................40-42
第四章 三种不同分子量的聚(D,L)............................. 42-53
1 材料与方法............................. 42-45
1.1 实验材料............................. 42-43
1.1.1 实验主要的仪器设备............................. 42-43
1.1.2 实验主要的试剂............................. 43
1.2 聚(D,L)乳酸降解性能测试 .............................43
1.3毒死蜱微胶囊的制备 .............................43-44
1.4毒死蜱微胶囊外观形貌表征............................. 44
1.5毒死蜱微胶囊粒径大小及分布............................. 44
1.6死蜱微胶囊载药量和的包封率测定............................. 44
1.7毒死蜱微胶囊缓释性能研究............................. 44-45
2 结果与讨论............................. 45-52
3 小结 .............................52-55
结论
本论文以脂肪族聚碳酸酷、聚乳酸两类生物可降解材料为载体,通过微胶囊技术,实现了对毒死蜱的缓控释放。围绕聚碳酸亚丙酷合成、聚碳酸亚丙酷-毒死蜱微胶囊制备以及不同分子量聚(AZ)乳酸对微胶囊性能的影响等方面展开一系列的研究工作。从聚碳酸亚丙酯载体材料的合成着手,以二氧化碳和环氧丙焼为原料合成了聚碳酸亚丙醋,并对其结构性能、降解性能及载药性能进行研究;以3种不同分子量的PDLLA为载体,研究了载体材料分子量变化对其降解性能的影响,采用乳化溶剂挥发法制备了 PDLLA-毒死碑微胶囊,深入探讨了制备工艺对微胶囊粒径、形貌的影响因素、微胶囊的缓释性能以及分子量的改变对微胶囊性能的影响。得到以下结论:
(1)采用高聚物负载型双金属氰化物复合体(DM C M乍为为二氧化碳与环氧丙焼共聚反应的催化剂,成功合成了二氧化碳、环氧丙焼二元共聚物聚碳酸亚丙酷(PPC)。通过FT-IR、'H-NMR与t-NMR图谱分析,确证了二元共聚物PPC的分子结构。PPC在碳酸酯结构单元中,主要以H-T连接结构方式为主。采用GPC分别测定了聚合物PPC的数均分子量、重均分子量及分子量分布指数,其结果为=29 300,Mv =40 500, D=1.38。元素分析结果显示,PPC中各元素实际测定值与按PPC的组成计算出来的各元素含量基本接近采用土壤悬油拟环境培养实验法评价了 PPC的降解性能,结果显示,PPC具有生物可降解性,PPC在土壤矿物盐溶液中降解速率快于PBS溶液。并且PPC在土壤矿物盐溶液中降解8周后,膜的表面形成了许多侵蚀微孔。
(2)以PVA-1788为连续相稳定剂,釆用乳化溶剂挥发法制备毒死蜱微胶囊。毒死婢微胶囊球形规整,表面光滑,粒径分布较窄,平均粒径为7.3 ^m,载药量和包封率分别为16.75%和89.34%。W-XRD测定结果显示,杀虫剂毒死蜱成功负载于PPC载体。PPC-毒死蜱微胶囊释药性能研究表明,PPC微胶囊对杀虫剂毒死蜱具有明显的缓释效应,药物释放可分为前期快速释放和中后期稳定释放2个阶段。释药27 d,累积释放量达86.87%。同时与聚脲-毒死蜱微胶囊、脲醛树脂-毒死蜱微胶囊进行释放性能对比试验,结果显示,PPC-毒死蜱微胶囊药物释放速率快于2种生物不可降解毒死蜱微胶囊。这主要是因为PPC具有生物可降解性,PPC的降解,导致了较快的药物释放速率。因此,选用生物可降解材料作为农药微胶囊载体材料时,可通过控制载体材料的降解速率,从而实现对农药的可控释放。聚合物PPC有望成为一种新型农药长效控制释放载体材料,为将生物可降解材料应用于农药缓释制剂领域提供了依据。
(3)采用乳化溶剂挥发法制备3种不同分子量的PDLLA-毒死婢微胶囊,考察了影响微胶囊粒径、形貌的关键因素。研究结果表明,在PVA-1788浓度为1.25%,连续相与有机相体积比为4.5,PDLLA与毒死蜱质量比为2:1的条件下,制得的PDLLA-微胶囊球形规整,表面光滑,粒径较小,并且可通过控制工艺条件来调控微胶囊的外观形貌及粒径大小。对于农药微胶囊同一载体而言,载体材料分子量的改变,对微胶囊外观形貌、粒径大小及分布、载药量和包封率均无明显影响。微胶囊粒径大小及分布测定结果显示3种不同分子量的PDLLA-毒死购微胶囊粒径较小且分布较窄。PDLLAi-毒死脾微胶獎平均粒径为7.92^ml,载药量为15.45%,包封率为88.47%; PDLLA2-毒死蜱微胶囊平均粒径为7.58 ^m,载药量为15.23%,包封率为89.52%; PDLLAr毒死蜱微胶囊平均粒径为8.25 ,,载药量为15.37%,包封率为88.75%。