脲醛树脂和聚氨酯壁材微胶囊农药应用性能的对比研究

摘要

农药有效成分由于高分子壁材的包裹，使其具有了延长持效期、提高农药有效利用率、减少农药的分解流失、降低毒性和药害、减少环境污染等特点。目前国内关于农药微胶囊的研究主要集中在配方筛选、成囊工艺条件优化、释放特性表征等方面。但是，农药需在不同的施药环境中起化学保护的作用，而目前还没有同时对不同壁材包覆的微胶囊在施药环境中的释放行为进行研究的报道。本研究分别采用原位聚合法和界面聚合法制备了辛硫磷脲醛树脂和聚氨酯微胶囊；并将试验药剂均匀喷洒在甘蓝上，不同时间摘取甘蓝叶片饲喂小地老虎4龄幼虫，以试虫的死亡率指示微胶囊叶面施药的释放性能；选择敏感的黄瓜作为靶标作物进行了安全性对比实验。分别采用原位聚合法和界面聚合法制备乙草胺脲醛树脂和聚氨酯微胶囊，并将试验药剂混匀在土中，不同时间取药土培养小麦，以对小麦生长的抑制率指示微胶囊的土壤释放性能；并采用土柱法比较了不同壁材微胶囊以及乳油在土壤中的淋溶性。主要结果如下：
　　 1.利用原位聚合法，采用甲醛-尿素摩尔比F/U=1.75，固化温度为60℃，分散剂2％木质素磺酸钠，壁材用量3wt％-3.5wt％，成功制备了辛硫磷和乙草胺脲醛树脂微胶囊，其D50在8～9μm之间，包封率都在90％以上，载药量均大于80％。制备的脲醛树脂微胶囊囊形接近球形，囊壁是有微小突起的无孔膜。
　　 2.利用界面聚合法，采用预聚体法制备聚氨酯微胶囊。经过筛选当MDI:PEG=1：0.5时能够制备出囊形稳定的微胶囊，芯壁比为10:1，确定以EL-40为乳化剂，选择50℃固化3h，得到辛硫磷和乙草胺聚氨酯微胶囊，其D50在7～8μm之间，包封率也大于90％，略低于脲醛树脂微胶囊，但载药量高于脲醛树脂微胶囊。通过电镜扫描观察发现，聚氨酯微胶囊囊形表面有凹陷，囊壁为表面光滑的无孔膜。
　　 3.释放动力学研究表明，以二甲苯为释放介质，两种壁材的微胶囊其释放规律都符合一级释放动力学方程。
　　 4.进行了不同壁材包覆对辛硫磷叶面应用效果实验，结果表明辛硫磷微囊化后可以延长持效期，其中脲醛树脂微胶囊的持效期最长，比乳油延长10天以上，聚氨酯微胶囊的持效期介于脲醛树脂微胶囊和乳油之间，比乳油延长3～5天；辛硫磷脲醛树脂微胶囊对黄瓜的安全性最高，辛硫磷聚氨酯微胶囊的安全性次之，辛硫磷乳油的药害最重。因此，脲醛树脂更适合作茎叶喷雾使用农药的壁材。辛硫磷等易光解以及易水解的农药，通过微囊化改造，既可以制成水基化剂型，还可以提高药剂的光稳定性，延长持效期，提高药剂的安全性。
　　 5.比较了不同剂型乙草胺在土壤中的持效性。相同初始剂量脲醛树脂微胶囊的持效期短于乳油，而聚氨酯微胶囊的持效期长于乳油。而土壤中药剂残留量的测定结果，发现两种微胶囊土样中乙草胺的残留量相近，明显大于乳油土样的残留量。土壤淋溶性结果表明，药剂微囊化后淋溶性减弱，脲醛树脂微胶囊的淋溶性最弱，聚氨酯微胶囊次之，乳油的淋溶性最强。
　　 6.在玉米田施药75天后，乙草胺乳油高浓度处理的防效不到50％，而两种微胶囊的防效仍然在80％以上；越冬大蒜田施药后180天，乳油高浓度处理的防效已经低于40％，而微胶囊的株防效仍然在80％以上。因此，乙草胺微囊化后，可以延长持效期增加封草效果，两种壁材微胶囊的封草效果差异不明显。

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