细乳液聚合法制备氯氰菊酯/高效氯氰菊酯纳米胶囊

摘要

细乳液聚合法可以制备各种结构的纳米粒子和内部含有无机、有机、亲水、亲油等功能性物质的纳米胶囊。许多种类的功能性物质，从有机/无机颜料、磁性材料到亲油/亲水的液体(如医药、农药、光引发剂等)，都可以被包裹在以高分子聚合物作为壳层的纳米胶囊内部。同样，功能化的纳米粒子(如有机-无机杂化纳米粒子等)也很容易通过细乳液聚合法制得。细乳液体系中，相比于在有机溶剂中的聚合反应，制备纳米胶囊的聚合反应可以在环境友好型的溶剂中进行，通常是水。氯氰菊酯和高效氯氰菊酯都是广谱性的杀虫剂，它们对鳞翅类的昆虫特别有效，对鸟类和哺乳动物则毒性很低，对水生动物毒性特别大。除虫时，相比传统农药剂型，农药纳米胶囊所需农药用量很少；并且在对昆虫有很好的杀虫效果的同时，仅有很少的副作用；由于农药纳米胶囊的缓释性能，农药纳米胶囊还具有很好的持效性。纳米尺度使得胶囊很容易附着在植物的叶子上，不易被雨水冲走，减少了农药的浪费。纳米胶囊的外壳可以保护内核中的农药免受环境的破坏，比如酶催化和水降解等。本论文主要工作内容及结果如下：
　　 1.综述了国内外有关细乳液聚合法制备纳米胶囊的发展现状和趋势；综述了国内外制备拟除虫菊酯纳米胶囊的发展现状和趋势。
　　 2.用细乳液界面聚合法制备出了氯氰菊酯纳米胶囊。农药的包裹是通过分散液滴表面直接生成的高分子聚合物与农药的相分离实现的。对于用此法制备的纳米胶囊，我们主要研究了各个不同的共聚单体对最终纳米胶囊结构形貌的影响，如甲基丙烯酸，憎水憎油性的甲基丙烯酸十二氟庚酯，热敏性的异丙基丙烯酰胺。
　　 3.用细乳液聚合相分离法制备出了氯氰菊酯纳米胶囊。农药的包裹是通过分散液滴内部逐渐生成的高分子聚合物与农药的相分离实现的。在这个体系中乳化剂和引发剂的类型，交联剂和链转移剂的用量，以及单体和氯氰菊酯投料比都对最终粒子的结构形貌有显著影响。在我们的研究中，即苯乙烯/氯氰菊酯细乳液体系中，存在着制备氯氰菊酯纳米胶囊各组分的最佳投料量：阴离子乳化剂SDS(1.0wt％)，非离子乳化剂OP-10(0.5wt％)，交联剂DVB(1.0wt％)，苯乙烯与氯氰菊酯的投料比(1:1)。
　　 4.用细乳液聚合相分离法制备出了高效氯氰菊酯纳米胶囊。胶囊的外壳是交联的聚苯乙烯，内核油相是溶有高效氯氰菊酯的二甲苯。采用透射电镜，粒径仪，傅里叶红外光谱仪等检测纳米胶囊的结构形貌及性质。纳米胶囊的形成过程是单体和油相首先被预分散成均一相，随着聚合反应的进行，所形成的高分子聚合物因为与油相内核的亲水性的差异，而逐渐发生相分离，成为外壳，油相则留在内部成为内核。我们着重研究了纳米胶囊性质及各个影响因素对粒子结构的影响。影响因素包括引发剂的类型、交联剂或链转移剂的用量和单体及油相内核的比值。