农药微胶囊的研究进展及应用

农药微胶囊的研究进展及应用

王乐强

（合肥工业大学化学工程学院合肥23009）

摘要：简要介绍了农药微胶囊的研究进展，重点综述了本人目前所用的溶剂蒸发法制备微胶囊的技术特点和影响因素，简单分析了目前农药微胶囊制剂的发展状况和存在的问题，展望了溶剂蒸发法在农药微胶囊制备中的应用前景。

关键词：溶剂蒸发法；微胶囊；缓释控制；农药

随着人类社会文明的不断发展，以及科学技术水平的不断进步，各类新产品、新技术不断涌现。这些都将使人们更加注重于生活质量的提高。而近年来，随着世界人口的急剧增加，人类对于食物的需求加大，导致化学农药的普遍使用，尽管农药的出现为农业、家庭和公共卫生防疫中病、虫、草、鼠害的防治提供了有力支持，然而化学农药残留也给环境和生物抗药性带来了很大压力。特别在近十年，有机氯和有机磷农药的使用量加大，导致了水、土、大气和农产品被药剂代谢物污染更为严重。同时，农药的生产需要消耗大量的能源和化学原料，在传统的施药方式不能避免由于日常风吹日晒，雨水冲刷带来的药物损失，有效利用率只有20%~30%，而流失率高达50%~60%。其中流失的农药不仅造成生态环境的破坏，甚至会进入人类的食物链，构成对人类健康的严重威胁，低利用率也导致能源消耗过大。为此对农药的不合理使用已经成为人们亟待解决的问题。

环境意识、资源高效利用、使用成本以及人类自身的安全都使人们对农药及其制剂的要求也越来越高，持效、低毒、环保、经济的缓释技术成为未来农药剂型发展的重要方向。但是由于开发农药新品种的研制费用要高于农药新剂型。因而，在近年来，控制释放技术应用于农药新剂型的开发一直是国内外的热点。农药微胶囊作为缓释技术的代表，具有以下明显优点：(1)由于囊壁可将油相和水相隔开，因此可以将有机磷等在水中不稳定的农药活性成分以及生物源农药制成微胶囊，改善其物理和化学稳定性。（2）囊壁包裹抑制了因光、热、微生物和其他化学物质等环境因素造成的活性成分的分解和流失。（3）囊壁可以抑制农药的

挥发，降低对人畜的急性毒性和对作物的药害。（4）可以有效控制缓释剂量，减少施药量和

频率，有利于保护生态环境.(5)将理化性质互不相容的多种有效活性成分分别加工成为胶囊，可为不同性能农药活性物质的有效复配提供极大方便。总体来说，农药微胶囊技术是提

高农药利用率，减轻环境压力，防治污染，减少能耗的有效手段。

微胶囊( microencapsule，MC) 技术是美国NCR公司于20 世纪50 年代初发明的，主要用于制备复写纸，随后被应用于制备定时释放药物的微胶囊、阻燃剂微胶囊、潜伏交联剂微胶等［1–3］。进入21 世纪，微胶囊技术的研究进展加快，已被广泛应用于医药、食品、油墨、涂料、化妆品、纺织品以及感光材料等许多领域［4–7］。微胶囊是以高分子材料作为囊壁或囊膜，通过物理、化学或物理化学方法将作为囊芯的活性物质( 固体、液体或气体) 包裹起来，形成一种具有半渗透性囊膜的球形、肾形、谷粒形等特定几何结构的微型胶囊，直径一般为1 ～ 1 000 μm［8–9］。目前微胶囊的制备方法可分为化学法( 如界面聚合法、原位聚合法、悬浮交联法等) 、物理法( 如静电沉积法、流化床喷雾法、真空蒸发沉积法等) 和物理化学方法( 如喷雾干燥法、相分离法和溶剂蒸发法等)。

1主要制备农药微胶囊的方法的概述

原位聚合法是制备微胶囊的常用方法，其主要是通过脲醛树脂的合成来进行农药包裹的。来自于尿素+甲醛在水溶液中的缩聚反应。由于缩聚反应生成的脲醛树脂在水相中而待包裹的农药在油相中，因此，如何将形成的聚合物沉淀并包裹在芯材表面而非自行形成颗粒是该方法的关键。根据微包裹热力学原理，只有当下图中第一种情况的条件得到满足时才能制备微胶囊。