第十二章 控制釋放制劑

第十二章

控制釋放劑和緩釋劑一、概述二、緩釋劑的特點(diǎn)和分類三、緩釋劑的組成四、微膠囊劑五、包結(jié)化合物六、多層制品七、均一體2023/10/13一、概述

generalization緩釋劑的定義為利用物理和化學(xué)的方法使農(nóng)藥貯存于加工品中，然后在特定時(shí)間內(nèi)，農(nóng)藥有效成分從加工品中有控制緩慢釋放出來(lái)的農(nóng)藥劑型?？刂漆尫偶夹g(shù)是根據(jù)有害生物的發(fā)生規(guī)律、為害特點(diǎn)，通過(guò)加工技術(shù)，使農(nóng)藥有效成分按必需的劑量，在特定的時(shí)間，持續(xù)穩(wěn)定地釋放，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、有效、安全地控制有害生物的目的。采用這種技術(shù)加工的制劑稱為控制釋放制劑。這種控制釋放制劑從釋放特征上可緩慢釋放、持續(xù)釋放和定時(shí)釋放。通常主要是控制農(nóng)藥緩慢釋放，稱為農(nóng)藥緩釋劑。2023/10/13緩釋技術(shù)的提出1.社會(huì)發(fā)展對(duì)農(nóng)藥的要求提高，研制新藥難度加大。2.農(nóng)藥在田間使用時(shí)的流失和分解十分嚴(yán)重，通常達(dá)60％～90％。3.防治效果與藥劑壽命的矛盾。2023/10/13緩釋劑的發(fā)展概況20世紀(jì)60年代中期，華盛頓大學(xué)林學(xué)院化學(xué)工程系的研究人員提出了控制釋放的概念和理論。首先用高分子載體研制防治林業(yè)蛀食性害蟲的緩釋劑獲得成功。1974年，美國(guó)Pennwalt公司推出第一個(gè)Pennmp-M(甲基對(duì)硫磷)微膠囊劑作為緩釋劑的典型代表后，已相繼有20多個(gè)商品問(wèn)世，但產(chǎn)量并不大。目前各種緩釋劑中，工藝較成熟、品種較多、生產(chǎn)量較大的是微膠囊劑。2023/10/13造成緩釋劑的發(fā)展緩慢的原因主要是囊皮材料價(jià)格昂貴、制劑化費(fèi)用高，經(jīng)濟(jì)上缺乏有力的競(jìng)爭(zhēng)能力。因此，開發(fā)制劑化費(fèi)用較低類型的緩釋劑以及高附加值農(nóng)藥的緩釋劑乃是今后緩釋劑研究的重點(diǎn)所在。進(jìn)入21世紀(jì)后，緩釋劑可能發(fā)展成為占主要地位的劑型。2023/10/13二、緩釋劑的特點(diǎn)

1.降低了環(huán)境中光、空氣、水和微生物對(duì)原藥的分解，減少了揮發(fā)、流失的可能性，并改變了釋放性能，從而使殘效期延長(zhǎng)，用藥量和用藥次數(shù)減少，以達(dá)到充分發(fā)揮藥效、省工省藥的目的。2.緩釋劑的控制釋放技術(shù)使高毒農(nóng)藥低毒化，降低了急性毒性，減輕了殘留及刺激氣味，減少了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)作物的藥害。3.通過(guò)緩釋技術(shù)處理，改善了藥劑的物理性能，減少了飄移，使液體農(nóng)藥固體化，貯存、運(yùn)輸、使用和最后處理都很簡(jiǎn)便。2023/10/13三、緩釋劑的分類1.物理型緩釋劑依靠高分子化合物與農(nóng)藥間的物理結(jié)合而成，進(jìn)一步又可分為不均勻系統(tǒng)的貯存體和整體系統(tǒng)的均一體。(1)貯存體中，利用包裹、掩蔽、吸附等原理，將原藥貯存于高分子化合物之中的不均一體系如微膠囊劑、包結(jié)化合物、多層制品等是封閉式的，具有外層保護(hù)，也稱為控制膜系統(tǒng)；而空心纖維、吸附性載體及發(fā)泡體等多孔性制品無(wú)控制膜包覆，則稱為開放式系統(tǒng)。2023/10/13（2）均一體，是指在適宜溫度條件下，將原藥均勻溶解或分散于高分子化合物或彈性基質(zhì)中，形成固溶體(凝膠體)和分散體，或者將原藥與高分子化合物混為一體，制成高分子化合物與原藥的復(fù)合緩釋劑。2.化學(xué)型緩釋劑原藥與高分子化合物之間是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)結(jié)合成的緩釋劑，則稱為化學(xué)型緩釋劑。按高分子化合物與農(nóng)藥的聯(lián)結(jié)方式分為自身聚合體、直接結(jié)合體、架橋結(jié)合體、絡(luò)合體等4種。2023/10/13四、微膠囊劑

微膠囊劑是指利用物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法，先使農(nóng)藥高度分散成幾個(gè)到幾百個(gè)微米的微粒，然后用高分子化合物包裹和固定起來(lái)，形成具有一定包覆強(qiáng)度的膠囊制劑。（一）微膠囊劑的組成和制造方法微膠囊劑由囊核和囊皮組成。囊核為有效物；囊皮是各種高分子化合物對(duì)囊皮的要求：粘著力強(qiáng)；不與囊核物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；成囊后的囊皮有堅(jiān)韌性、滲透性和穩(wěn)定性；同時(shí)具有著色、調(diào)整修飾的靈活性。2023/10/13（二）微膠囊劑的制造方法1.物理法微膠囊劑的制造方法有物理法、物理化學(xué)法和化學(xué)法三類。（1）空氣懸浮涂層法在空氣懸浮設(shè)備中，固體微粒反復(fù)與高分子霧化物接觸而包覆涂層。（2）噴霧干燥涂層法將囊核物質(zhì)分散在囊皮稀釋液中，然后在熱空氣中或液體介質(zhì)中濃縮、固化，成為囊皮物質(zhì)包裹于囊核之外。（3）靜電定向沉積法使囊核物和囊皮物分別帶相反電荷，在涂層室內(nèi)相遇成囊。2023/10/13（4）多孔離心擠壓法熱熔成液態(tài)的囊核和囊皮物分別從內(nèi)外孔道進(jìn)入擠壓機(jī)，當(dāng)它們同時(shí)離開時(shí)，冷卻斷裂而成膠囊。

2.物理化學(xué)法囊核物質(zhì)分散于囊皮材料的聚合物溶液中，用降溫、鹽析、異性溶劑、異性聚合物等誘發(fā)相互作用等方法，使之發(fā)生相變，讓囊皮物質(zhì)在囊核上吸著、擴(kuò)展，然后用加溫、交聯(lián)或脫溶等技術(shù)分散成無(wú)數(shù)獨(dú)立的微囊。2023/10/133.化學(xué)法

在以囊核物為分散相核分散介質(zhì)為連續(xù)相的界面上，發(fā)生聚合或縮合反應(yīng)，生成新的高分子半透膜，將分散的囊核微粒包裹起來(lái)的一種微膠囊加工方法稱之為化學(xué)法，是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛的一類方法。主要包括界面聚合、原位聚合法、相分離法等。2023/10/133.1界面聚合法

界面聚合法是生產(chǎn)微膠囊農(nóng)藥的最為常用的方法。典型的界面聚合是指兩種反應(yīng)單體分別溶于互不相溶的兩種溶劑中，而在兩相界面發(fā)生的聚合反應(yīng)。這種方法合成微膠囊的過(guò)程可分為兩個(gè)階段：第一階段是將被包囊物和第一種單體用適當(dāng)?shù)娜軇┤芙獠⒃谌芤褐型ㄟ^(guò)加入適宜的乳化劑，使其乳化在與其不相溶的溶劑中；第二階段是通過(guò)加入第二種單體引發(fā)聚合，在分散的液滴表面形成聚合物膜，微膠囊從油相或水相中分離出來(lái)。2023/10/13界面聚合法示意圖X，Y為兩種反應(yīng)單體；（X－Y）n為生成的聚合物囊壁2023/10/13在用界面聚合反應(yīng)制備微膠囊時(shí)，影響產(chǎn)品性能的重要因素是芯材的分散狀態(tài)。另外，乳化劑、分散劑、穩(wěn)定劑的種類與用量和機(jī)械攪拌速率對(duì)微膠囊的粒度分布、囊壁厚度等也有很大的影響。合成壁材的單體：水相中的單體有二元胺、二元醇、二元酚；油相中的的單體有二酰氯、二氯甲酸酯、二異腈酸酯、碳酰氯等。每種單體都可與其它單體生成一系列聚合產(chǎn)物，同時(shí)，也可通過(guò)改變形成共聚物的兩種單體的比例來(lái)改變壁材的組成。2023/10/13界面聚合法的特點(diǎn)