苄基淀粉及辛烯基琥珀酸淀粉酯在氰氟草酯水乳剂制备中的应用

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改性淀粉类表面活性剂环境相容性好,有替代传统表面活性剂的潜力。烷基多糖苷、辛烯基琥珀酸淀粉酯等具有两亲性质的物质,在医药、化妆品以及农药剂型加工领域作为乳化剂表现出了较好的乳化性能。本文以氰氟草酯水乳剂为例,系统评价了醚化变性淀粉—苄基淀粉在农药剂型加工领域的应用潜力,并研究了不同结构的淀粉类表面活性剂之间以及同黄原胶的协同作用,为改性淀粉的开发与应用提供参考。研究结果如下:1.利用红外光谱和紫外光谱表征了苄基淀粉,测定了苄基淀粉的取代度,并研究了苄基淀粉对不同溶剂的乳化性能以及乳液稳定性能的影响。经红外光谱以及紫外光谱测定,在原淀粉的基础上出现了苯环的特征吸收峰,获得了苄基淀粉的特征光谱,并测定了苄基淀粉的取代度为0.0893。2.研究了烷基多糖苷、苄基淀粉以及辛烯基琥珀酸淀粉酯在制备10%氰氟草酯水乳剂中的应用。探寻了不同结构类别的烷基多糖苷对不同溶剂的乳化性能以及乳液稳定性能。利用苄基淀粉与烷基多糖苷复配作为乳化剂,油酸甲酯作为溶剂制备了10%氰氟草酯水乳剂,并考察了乳化方式、预处理液质量分数以及利用正交试验研究了加工工艺参数对10%氰氟草酯水乳剂平均粒径(D50)及粒径分布(span)的影响。以苄基淀粉及烷基多糖苷质量比3:2复配为乳化剂、质量分数9%油酸甲酯为溶剂制备的10%氰氟草酯水乳剂,乳滴平均粒径在1.02μm左右,且经(54±2)℃密封14d加速试验和常温储存6个月后平均粒径仅增长0.1~0.6μm,析水率为2.7%,均优于用常规乳化剂和溶剂制备的10%氰氟草酯水乳剂。因此,苄基淀粉与烷基多糖苷以及油酸甲酯可作为备选乳化剂和溶剂应用于环境友好型农药剂型的加工。3.淀粉类表面活性物质对植物类溶剂油酸甲酯的乳化效果好于生物柴油、二甲苯以及溶剂油200#。油酸甲酯作为氰氟草酯原药的溶剂,与生物柴油、二甲苯、溶剂油200#相比,具有成分单一、溶解度大、闪点高、安全系数好的优势。4.苄基淀粉对芳烃类二甲苯的乳化效果不如植物油类溶剂生物柴油以及油酸甲酯类溶剂。油酸甲酯乳液油滴平均粒径随着溶剂含量变化的波动范围为(4.12-4.99μm),跨距波动范围为(0.58-0.90),加速试验后乳液中油滴的平均粒径增长量的范围为(0.21-0.6μm),跨距增长量(0.04-0.06)。苄基淀粉的乳化能力稍差,但热贮前后乳液跨距变化小,乳液的均一性较好。5.研究了黄原胶与辛烯基琥珀酸淀粉酯复配制备的10%氰氟草酯水乳溶液的流变性质。评价了黄原胶含量变化对体系平均粒径(D50)、粒径分布(span)和热贮析水率的影响。利用Vinogradov-Malkin普适粘度公式以及Taylor在研究牛顿型双曲线流场和纯剪切流场中液滴变形时,提出液滴变形和破裂的界面张力系数,构建了油滴平均粒径与剪切速率的关系的方程R={[1+A1(η0γ)a+A2(η0γ)2a] σCa}/η0,表征了剪切速率与液滴平均粒径之间的关系。黄原胶的加入增强了以辛烯基琥珀酸淀粉酯为乳化剂制备的10%氰氟草酯水乳剂的稳定性,且当黄原胶质量分数为0.04%时,贮存试验后析水率最低为3.7%,且热贮第五天才开始析水。以辛烯基琥珀酸淀粉酯为乳化剂制备的10%氰氟草酯水乳剂表现出了触变性质,且随着黄原胶的加入表观粘度增大,同时屈服值增加,溶液体系表现出非牛顿流体的性质。
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