不同壁材高效氯氰菊酯微囊悬浮剂应用及环境特性的影响

摘要

农药微胶囊化使有效成分从囊壁表面缓慢释放而具有延长持效期，减少农药分解流失和用药次数，提高农药有效利用率、降低毒性和药害、减少环境污染等优点。目前，在微胶囊领域人们主要集中研究其配方筛选、加工工艺和释放特性等，但不同壁材对微胶囊在环境中的释放、降解、迁移、表面持留等行为差异及壁材本身的降解尚未报道。本研究分别采用原位聚合法制备高效氯氰菊酯脲醛树脂、密胺树脂微胶囊和界面聚合法制备高效氯氰菊酯聚脲、聚氨酯微胶囊；比较了四种微胶囊在有机溶剂中的释放特性；将制备的药剂分别放在紫外光和自然光下比较其光解的差异性，同时在紫外光下测定四种壁材本身的降解率；采用薄层层析法比较四种微胶囊在土壤中的迁移性；通过浸渍法测定四种壁材微胶囊在甘蓝叶面最大稳定持留量；采用甘蓝叶面喷雾处理，测定四种壁材微胶囊对甜菜夜蛾三龄幼虫的持效期；采用浸叶法比较四种壁材微胶囊对甜菜夜蛾三龄幼虫的室内毒力。主要结果如下：
　　 1.采用原位聚合法，以甲醛和尿素为原料，制备30％脲醛树脂预聚物，PAAS为分散剂、SMA为乳化剂，成功制备以脲醛树脂为壁材的高效氯氰菊酯微胶囊。保持PAAS和SMA比例不变调节二者的总量，制备出不同粒径的微胶囊。以三聚氰胺和甲醛为原料，其它条件如脲醛树脂，制备密胺树脂为壁材的高效氯氰菊酯微胶囊。其D50在3～5μm之间，包封率都在90％以上，载药量均大于80％，制备的脲醛树脂、密胺树脂微胶囊囊形接近球形。采用界面聚合法，以MDI为原料，木质素磺酸钠为分散剂，OP－10为乳化剂，制备以聚脲为壁材的高效氯氰菊酯微胶囊；以MDI和PEG400为原料，其它条件如聚脲微胶囊，制备出以聚氨酯为壁材的高效氯氰菊酯微胶囊，控制木质素磺酸钠和OP－10的比例不变，通过调节二者的总量，制备出不同粒径的微胶囊；其D50在3～5μm之间，包封率都在80％以上，载药量均大于70％，制备的聚脲、聚氨酯微胶囊囊形接近球形。
　　 2.释放动力学研究表明，四种壁材微胶囊在有机溶剂二甲苯中的释放规律均符合一级释放动力学方程。
　　 3.四种壁材微胶囊中高效氯氰菊酯的光解性差异，在紫外光下分解速率由大到小依次为高效氯氰菊酯原药，10％高效氯氰菊酯乳油，以及以聚氨酯、聚脲、密胺树脂和脲醛树脂为壁材的微囊悬浮剂，其半衰期分别是2.3、9.4、20.7、39.0、45.8和51.9h；在自然光照条件下，上述各药剂的半衰期分别是5.8、5.9、6.9、6.7、12.9和17.3d。将高效氯氰菊酯制备成微胶囊后其在自然条件下的光解明显低于原药和乳油，可延长其持效期。四种壁材本身的降解差异，在紫外光照射60天后，聚脲、聚氨酯、密胺树脂、脲醛树脂的降解率分别为0.06％、0.19％、1.15％、0.17％，密胺树脂的降解率最大，聚脲的降解率最小，同时聚脲和聚氨酯的颜色加深，由浅黄色变成深黄色，而脲醛树脂和密胺树脂颜色是白色，几乎没有变化。
　　 4.四种壁材微胶囊的迁移性，在粒径相近的情况下，以水为展开剂时，分别以聚脲、聚氨酯、密胺树脂和脲醛树脂为壁材的微胶囊的迁移率依次减小；同一壁材的微胶囊，迁移率随粒径增加而增大；
　　 5.四种壁材微胶囊在甘蓝叶面的最大稳定持留量，聚脲、聚氨酯、密胺树脂、脲醛树脂微胶囊最大稳定持留量分别为10.12、11.85、11.02、9.33mg·cm-2，聚氨酯微胶囊的最大稳定持留量最大，其次是密胺树脂、聚脲微胶囊，脲醛树脂微胶囊的最大稳定持留量最小。
　　 6.采用甘蓝叶面喷雾处理测定四种壁材微胶囊对甜菜夜蛾三龄幼虫的持效期，结果表明将高效氯氰菊酯微囊化后均可以延长持效期，其中聚氨酯微胶囊的持效期最长，其次是聚脲、密胺树脂、脲醛树脂。因此，聚氨酯更适合作茎叶喷雾使用农药的壁材。高效氯氰菊酯等易光解和水解的药剂，通过微囊化改造，可以制成水基化剂型，延长持效期，提高药剂的安全性。
　　 7.采用浸叶法测定了四种壁材微胶囊和乳油对甜菜夜蛾三龄幼虫的毒力，结果表明，在48h和72h内，聚氨酯、聚脲、脲醛树脂、密胺树脂微胶囊对甜菜夜蛾北京敏感种群的毒力依次降低，且48h毒力小于72h的毒力，四者明显低于乳油的毒力；乳油的毒力差异不明显。