馬超-農藥微囊懸浮劑的加工工藝及設備介紹

農藥微囊懸浮劑的加工工藝及設備介紹馬超明德立達農業(yè)科技有限公司2016年7月一、農藥微膠囊概述二、微膠囊的制備方法三、微囊懸浮劑的加工工藝及設備介紹目錄一、農藥微膠囊概述1.1微膠囊的定義1.2微膠囊的分類1.3微膠囊的組成1.4微膠囊的囊壁材料1.5微膠囊的主要特點及作用

微膠囊劑(microcapsules，簡稱MC)是以高分子材料作為囊壁，通過物理、化學或物理化學方法，將作為囊心的活性物質（固體、液體或氣體）包裹起來，形成具有一定包覆強度、能控制原藥釋放的半透膜微型膠囊，包在微膠囊內部的物質稱為芯材，包囊芯材的物質稱為壁材。1.1

微膠囊定義

微膠囊的形狀一般呈球形、粒狀、塊狀等，囊壁可以是單層結構，也可以是多層結構，囊壁包埋的核心物質可以是單核，也可以是多核。微膠囊按釋放原理可分為：1）緩釋型微囊2）壓敏型微囊3）熱敏型微囊4）光敏型微囊5）膨脹型微囊1.2

微膠囊的分類Capsules——粒徑>1000μmMicrocapsules(orMicrocells)——粒徑分布在1~1000μmNanocapsules——粒徑<1μm微膠囊囊芯囊材固體液體氣體有機材料無機材料天然高分子材料半合成高分子材料全合成高分子材料1.3

微膠囊的組成類別可用作壁材的物質特點天然高分子材料蛋白質（明膠、白蛋白）多糖（纖維素、瓊脂糖、右旋糖酐、海藻酸鈉、阿拉伯膠、淀粉、殼聚糖）無毒、成膜性好、性質穩(wěn)定，但載藥量及包覆率低合成高分子材料聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺、聚酯、聚酸酐、聚氨酯、氨基樹脂、聚氰基丙烯酸酯、聚脲成膜性好、化學穩(wěn)定性好，但成囊單體易發(fā)生副反應半合成高分子材料甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素等毒性小，粘度大，成鹽后溶解度增加，但易水解，不耐高溫無機材料硅膠、沸石、無機氧化物、玻璃珠、陶瓷、粘土化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好微膠囊常用壁材的種類和特點微膠囊屏蔽氣味和味道

控制微膠囊中活性成分釋放提高穩(wěn)定性，保護囊芯活性成分，免受環(huán)境影響降低活性成分揮發(fā)性

1.5

微膠囊的主要特點及作用二、農藥微膠囊的制備方法2.1微膠囊制備方法分類2.2農藥微膠囊的制備方法2.2.1界面聚合法2.2.2原位聚合法2.2.3溶劑蒸發(fā)法2.2.4噴霧干燥法（1）聚合反應法（化學法）原位聚合法界面聚合法（2）相分離法（物理化學法）水相分離法：復凝聚法，單凝聚法油相分離法（3）物理及機械法（物理法）噴霧干燥法流化床工藝法（4）新型制備方法2.1微膠囊制備方法分類界面聚合法2原位聚合法3噴霧干燥法反應速率快，反應條件溫和，微膠囊致密性好。成本較低，壁材穩(wěn)定性好，囊壁厚度易控制。工藝簡單，易規(guī)?；a。2.2

農藥微膠囊的主要制備方法12.2.1界面聚合法界面聚合法：(InterfacialPolymerization)

兩種反應單體分別溶于互不相溶的兩種溶劑中，在兩相界面處發(fā)生聚合反應。油相水相油相單體X水相單體Y界面聚合成囊示意圖囊壁二元胺多元胺二元醇三元醇多元醇多元酰氯多元磺酰氯多氯代甲酸酯二甲酰氯異氰酸酯多異氰酸酯聚酰胺聚磺酰胺聚酯聚磺酸酯聚氨基甲酸酯聚脲聚碳酸酯水相單體A油相單體B囊壁聚合物聚合反應機理之一異氰酸酯+二胺反應生成聚脲壁材2.2.2原位聚合法將單體（如尿素和甲醛）全部加入分散相或連續(xù)相中，聚合反應發(fā)生在分散相芯材液滴的表面。油相水相預聚體原位聚合成囊示意圖囊壁甲醛與尿素反應機理第一步：尿素與甲醛在弱堿性條件下發(fā)生加成反應，產物主要是一羥甲基脲和二羥甲基脲；第二步：在酸或堿催化作用下，脲醛樹脂預聚體發(fā)生縮聚反應脫去小分子水，完成包裹囊芯反應。甲醛與三聚氰胺反應機理2.3溶劑蒸發(fā)法將成囊材料和原藥溶解在易揮發(fā)的有機溶劑中形成有機相，然后將有機相加入到連續(xù)相，在乳化劑和機械攪拌作用下，形成乳狀液，然后在恒速攪拌條件下蒸發(fā)去除有機溶劑，在經過分離（離心或抽濾）得到微膠囊。聚合物相遷移溶劑蒸發(fā)完全(c)(d)少量溶劑被蒸發(fā)囊芯、壁材聚合物、有機溶劑(a)(b)192.4噴霧干燥法將芯材預先分散在囊材料的溶液，然后以液滴狀態(tài)噴入到熱空氣中，以使溶解囊材的溶劑迅速蒸發(fā)，從而使囊膜固化并最終使得被包覆的芯材微膠囊化。三、微囊懸浮劑的加工工藝及設備介紹3.1原位聚合法3.2界面聚合法3.3DCS自動化控制在微囊懸浮劑生產中的應用3.4生產實例

3.1原位聚合法（1）原位聚合法制備微囊懸浮劑的加工工藝流程

油相水相油相調配溶劑助劑預聚體溶解壁材調減介質預聚體反應預聚體降溫油相滴加pH調節(jié)調酸介質升溫固化降溫調配pH調節(jié)劑助劑過濾分析檢測包裝原藥水油相水相微膠囊制備微膠囊懸浮劑制備主要影響因素

攪拌速度預聚體的制備聚合反應時間

乳化分散設備的選擇乳化劑的種類及用量pH調節(jié)劑的用量及滴加速度（2）原位聚合法制備微囊懸浮劑的主要影響因素關鍵點?。。。?）原位聚合法生產微囊懸浮劑的主要設備有機相調配釜有機相儲槽水相反應釜3.2界面聚合法（1）界面聚合法制備微囊懸浮劑的加工工藝流程

油相和油性單體乳化劑和水水性單體攪拌、保溫O/W乳液固化成囊乳化-剪切界面聚合法制備微膠囊的工藝流程圖過濾助劑攪拌分析檢測包裝（2）界面聚合法制備微囊懸浮劑的主要影響因素關鍵點?。。≈饕绊懸蛩?/p>

攪拌速度囊壁單體的種類及用量聚合反應時間

乳化分散設備的選擇乳化劑的種類及用量引發(fā)劑的滴加速度（3）界面聚合法生產微囊懸浮劑的主要設備3.3DCS自動化控制在微囊懸浮劑生產中的應用

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國內自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網絡為紐帶的多級計算機系統(tǒng)，綜合了計算機，通信、顯示和控制等4C技術，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活以及組態(tài)方便。

由于使用原位聚合法生產微囊懸浮劑的工藝較復雜，影響因素眾多，為提升微囊懸浮劑產品的穩(wěn)定性，明德立達在微囊懸浮劑生產中首家引入DCS自動化控制系統(tǒng)！水相釜及各控制單元油相釜及各控制單元各環(huán)節(jié)的主要控制點（1）投料與攪拌

電機開啟、攪拌頻率識別、超重報警（2）pH調節(jié)

計量泵開關、pH反饋調節(jié)（3）升溫、保溫和降溫

熱水泵開關、熱水進、回閥門，冷水進、回閥門，冷凝器進水閥門。（4）混合

底閥、橫向閥門開關、電機變頻、調節(jié)閥、浮子流量計信號。3.4生產實例—23%高效氯氟氰菊酯CS高效氯氟氰菊酯特點：1.對接觸者皮膚產生刺痛2.需要消耗大量的有機溶劑且儲運及使用不安全(如乳油)3.制劑穩(wěn)定性較差(水乳劑和微乳劑)4.有效成分含量較低(以上所述各劑型有效成分含量均未超10%)等尿素甲醛脲醛樹脂預聚體原藥油相乳化劑乳化O/W乳液調酸縮聚反應固化成囊高效氯氟氰菊酯生產流程——原位聚合法高效氯氟氰菊酯微膠囊實驗產品高效氯氟氰菊酯微膠囊電子顯微鏡照片高效氯氟氰菊酯微膠囊光學顯微鏡照片（400倍）23%高效氯氟氰菊酯CS實物照片測試

項目指

標實測結果外觀白色均一懸浮液體白色均一懸浮液體高效氯氟氰菊酯含量，%23.0±1.3823.22其中游離有效成分質量分數(shù)占總有效成分質量分數(shù)，%≤105.35pH值范圍5.0~8.07.09懸浮率，%≥9097.52傾倒性傾倒后殘余物，%≤5.02.83洗滌后殘余物，%≤0.50.27濕篩試驗（通過75μm試驗篩），%≥9899.7持久起泡性（1min后），mL≤302低溫穩(wěn)定性合格合格熱貯穩(wěn)定性合格合格23%高效氯氟氰菊酯CS技術指標不同溶劑制備的高效氯氟氰菊酯微膠囊在水中的釋放曲線Releasecurvesofsamplemadeofdifferentso