馬超-農(nóng)藥微囊懸浮劑的加工工藝及設(shè)備介紹

農(nóng)藥微囊懸浮劑的加工工藝及設(shè)備介紹馬超明德立達(dá)農(nóng)業(yè)科技有限公司2016年7月一、農(nóng)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(shè)備介紹目錄一、農(nóng)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(diǎn)及作用

微膠囊劑(microcapsules，簡(jiǎn)稱MC)是以高分子材料作為囊壁，通過(guò)物理、化學(xué)或物理化學(xué)方法，將作為囊心的活性物質(zhì)（固體、液體或氣體）包裹起來(lái)，形成具有一定包覆強(qiáng)度、能控制原藥釋放的半透膜微型膠囊，包在微膠囊內(nèi)部的物質(zhì)稱為芯材，包囊芯材的物質(zhì)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(jié)構(gòu)，也可以是多層結(jié)構(gòu)，囊壁包埋的核心物質(zhì)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(jī)材料無(wú)機(jī)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(zhì)特點(diǎn)天然高分子材料蛋白質(zhì)（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(wú)毒、成膜性好、性質(zhì)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(xué)穩(wěn)定性好，但成囊單體易發(fā)生副反應(yīng)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?zé)o機(jī)材料硅膠、沸石、無(wú)機(jī)氧化物、玻璃珠、陶瓷、粘土化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好微膠囊常用壁材的種類和特點(diǎn)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(hù)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(diǎn)及作用二、農(nóng)藥微膠囊的制備方法2.1微膠囊制備方法分類2.2農(nóng)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(yīng)法（化學(xué)法）原位聚合法界面聚合法（2）相分離法（物理化學(xué)法）水相分離法：復(fù)凝聚法，單凝聚法油相分離法（3）物理及機(jī)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(yīng)速率快，反應(yīng)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(jiǎn)單，易規(guī)?；a(chǎn)。2.2

農(nóng)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(yīng)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(yīng)。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(yīng)機(jī)理之一異氰酸酯+二胺反應(yīng)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(yīng)發(fā)生在分散相芯材液滴的表面。油相水相預(yù)聚體原位聚合成囊示意圖囊壁甲醛與尿素反應(yīng)機(jī)理第一步：尿素與甲醛在弱堿性條件下發(fā)生加成反應(yīng)，產(chǎn)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(yù)聚體發(fā)生縮聚反應(yīng)脫去小分子水，完成包裹囊芯反應(yīng)。甲醛與三聚氰胺反應(yīng)機(jī)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(jī)溶劑中形成有機(jī)相，然后將有機(jī)相加入到連續(xù)相，在乳化劑和機(jī)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(jī)溶劑，在經(jīng)過(guò)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(jī)溶劑(a)(b)192.4噴霧干燥法將芯材預(yù)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(shè)備介紹3.1原位聚合法3.2界面聚合法3.3DCS自動(dòng)化控制在微囊懸浮劑生產(chǎn)中的應(yīng)用3.4生產(chǎn)實(shí)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(diào)配溶劑助劑預(yù)聚體溶解壁材調(diào)減介質(zhì)預(yù)聚體反應(yīng)預(yù)聚體降溫油相滴加pH調(diào)節(jié)調(diào)酸介質(zhì)升溫固化降溫調(diào)配pH調(diào)節(jié)劑助劑過(guò)濾分析檢測(cè)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(yù)聚體的制備聚合反應(yīng)時(shí)間

乳化分散設(shè)備的選擇乳化劑的種類及用量pH調(diào)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(guān)鍵點(diǎn)?。。。?）原位聚合法生產(chǎn)微囊懸浮劑的主要設(shè)備有機(jī)相調(diào)配釜有機(jī)相儲(chǔ)槽水相反應(yīng)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(guò)濾助劑攪拌分析檢測(cè)包裝（2）界面聚合法制備微囊懸浮劑的主要影響因素關(guān)鍵點(diǎn)！?。≈饕绊懸蛩?/p>

攪拌速度囊壁單體的種類及用量聚合反應(yīng)時(shí)間

乳化分散設(shè)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(chǎn)微囊懸浮劑的主要設(shè)備3.3DCS自動(dòng)化控制在微囊懸浮劑生產(chǎn)中的應(yīng)用

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（DistributedControlSystem），在國(guó)內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)，通信、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。

由于使用原位聚合法生產(chǎn)微囊懸浮劑的工藝較復(fù)雜，影響因素眾多，為提升微囊懸浮劑產(chǎn)品的穩(wěn)定性，明德立達(dá)在微囊懸浮劑生產(chǎn)中首家引入DCS自動(dòng)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(diǎn)（1）投料與攪拌

電機(jī)開啟、攪拌頻率識(shí)別、超重報(bào)警（2）pH調(diào)節(jié)

計(jì)量泵開關(guān)、pH反饋調(diào)節(jié)（3）升溫、保溫和降溫

熱水泵開關(guān)、熱水進(jìn)、回閥門，冷水進(jìn)、回閥門，冷凝器進(jìn)水閥門。（4）混合

底閥、橫向閥門開關(guān)、電機(jī)變頻、調(diào)節(jié)閥、浮子流量計(jì)信號(hào)。3.4生產(chǎn)實(shí)例—23%高效氯氟氰菊酯CS高效氯氟氰菊酯特點(diǎn)：1.對(duì)接觸者皮膚產(chǎn)生刺痛2.需要消耗大量的有機(jī)溶劑且儲(chǔ)運(yùn)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(yù)聚體原藥油相乳化劑乳化O/W乳液調(diào)酸縮聚反應(yīng)固化成囊高效氯氟氰菊酯生產(chǎn)流程——原位聚合法高效氯氟氰菊酯微膠囊實(shí)驗(yàn)產(chǎn)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(xué)顯微鏡照片（400倍）23%高效氯氟氰菊酯CS實(shí)物照片測(cè)試

項(xiàng)目指

標(biāo)實(shí)測(cè)結(jié)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(zhì)量分?jǐn)?shù)占總有效成分質(zhì)量分?jǐn)?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(yàn)（通過(guò)75μm試驗(yàn)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(shù)指標(biāo)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