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开发生物降解型的农药微胶囊,对于稳定农药、提高药效、实现缓释、减少污染和毒害等有着重要意义。目前,在农药缓释体系中,通过渗透扩散实现缓释的研究较多,而通过生物降解作用调控缓释的较少,尤其是采用微生物降解作用来实现农药控制释放的研究更是少见。在本论文中,我们采用了可生物降解的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、丁二酸己二酸丁二醇共聚酯(PBSA)为壁材,研究了PBS、PBSA、PBS/PBSA农药微胶囊的制备工艺,对农药微胶囊进行了表征,并用土壤中常见的微生物杂色曲霉菌进行了生物降解微胶囊的相关实验,评价了其生物降解行为,实现了生物降解作用对缓释行为的调控,论文主要内容如下:
1、以PBS或PBSA为壁材,农药毒死蜱为芯材,通过改变不同工艺,制备了一系列PBS、PBSA、PBS/PBSA农药微胶囊,研究开发了PBS系列材料作为壁材制备微胶囊的工艺。
对农药微胶囊的形貌和结构,通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、粒径分布仪等对进行了表征。微胶囊的包覆效率和缓释行为,则用紫外分光光度计进行了监测。对制备中芯材/壁材的投料比、壁材种类等对微胶囊形貌、性能的影响,进行了详细的讨论。
2、用土壤中常见的杂色曲霉菌降解微胶囊,实现了农药微胶囊的缓释。在30天的缓释周期内,毒死蜱在水中的扩散释放作用相对有限,而壁材生物降解对实现农药缓释起到了关键作用,其影响在缓释后期尤其明显。这是本论文的一大创新性发现,也是对农药微胶囊在自然使用环境中缓释行为很好的模拟。
在生物降解过程中,对微胶囊的形貌及壁材的分子量进行了重点表征。其中,缓释30天后,降解最快的PBSA微胶囊MpBSA壁材数均分子量从6.4万降低到1.4万,重均分子量从10.0万降低到2.5万,生物降解作用非常明显。
生物降解作用下,PBS、PBSA、PBS/PBSA微胶囊分别表现出不同的降解和缓释行为,但其缓释都明显比非生物体系中的农药释放要快速、持久和高效,释放动力学曲线上出现了较长期的高浓度平台区。
通过调整PBS/PBSA不同比例作为微胶囊壁材,可得到不同的释放动力学曲线和不同的高浓度释放平台持续时间。
3、对生物降解型微胶囊的应用性能也进行了研究。本论文中,蟑螂被选用为毒死蜱微胶囊的防治对象。在不同毒死蜱浓度下,进行了速效和长效实验,并对毒死蜱微胶囊和毒死蜱原药药效进行了对比。
4、本论文中,还将生物降解聚酯微胶囊的应用扩展到了颜料微胶囊。颜料荧光红橙K-14在微胶囊化后,其分散性能得到明显的改善,应用性能也有所提高。实验中,改变芯材/壁材投料比,颜料微胶囊表现出了不同的形貌和性能,其规律与农药微胶囊制备中所得规律一致。