CN106757778B - 一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用 - Google Patents

一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106757778B
CN106757778B CN201611090921.7A CN201611090921A CN106757778B CN 106757778 B CN106757778 B CN 106757778B CN 201611090921 A CN201611090921 A CN 201611090921A CN 106757778 B CN106757778 B CN 106757778B
Authority
CN
China
Prior art keywords
slow
starch
pest
fibrous membrane
nano fibrous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201611090921.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106757778A (zh
Inventor
程建华
齐亮
陈柔羲
郑华生
张鹏
谢培镇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China Institute of Collaborative Innovation
Original Assignee
South China Institute of Collaborative Innovation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China Institute of Collaborative Innovation filed Critical South China Institute of Collaborative Innovation
Priority to CN201611090921.7A priority Critical patent/CN106757778B/zh
Publication of CN106757778A publication Critical patent/CN106757778A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106757778B publication Critical patent/CN106757778B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

本发明属于药物缓释及纳米纤维的技术领域，公开了一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用。所述方法为(1)将β‑环糊精和乙醇溶液进行升温，搅拌，滴加抑菌化合物，反应，冷却析出，抽滤，洗涤，干燥，得到缓释微胶囊；(2)将步骤(1)得到的缓释微胶囊、淀粉醋酸酯、淀粉糖与水混合均匀，加热搅拌，超声处理，得到纺丝液；(3)将步骤(2)的纺丝液进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。本发明的缓释型防虫害纳米纤维膜具有可溶性、可降解性、高稳定性和高效率，并且有效的解决了直接喷洒微胶囊造成的流失、易氧化、作用面积小，作用效率低问题。

Description

一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及药物缓释及纳米纤维的技术领域，具体涉及一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用。
背景技术
利用天然抑菌化合物替代传统化学农药，是当前害虫综合防治研究中的亮点。反式-2-己烯醛、香茅醛、1-辛烯-3-醇等都是天然抑菌物质，对土传病害及线虫病具有防治潜力。山东农业大学植物保护学院科研人员(苗建强,王猛,李秀环,等.五种挥发性化合物对土传病原真菌及线虫的生物活性[J].植物保护学报,2012,39(6):561-566.)采用密封盘菌丝生长速率法比较了挥发性化合物对辣椒疫霉等7种植物土传病原真菌、南方根结线虫和禾谷孢囊线虫的生物活性。试验结果显示，21.0微升/升的反式-2-己烯醛处理能够完全抑制供试病原真菌菌丝的生长。10.5微升/升的反式-2-己烯醛或香茅醛处理对花生冠腐病菌孢子及棉花黄萎病菌色素的产生均有较强的抑制作用，且42.0微升/升处理能够完全抑制黄瓜菌核病菌菌核的萌发。
相对于化学农药，植物的天然抑菌成分更加高效环保。但由于挥发性很强，如何定量控制释放量至关重要；由于这些成分活泼，暴露在空气中很容易被氧化变质，而且，由于外界天气复杂，成分会随刮风下雨等恶劣天气而流失，因此在野外、林间大规模人工应用受到很大的限制。目前，需要找到一种载体，它不仅能够使植物抗病虫成分缓慢地释放出来，达到相对定量控制释放量的目的，同时又能够达到最大的抑菌效率，并且在较长时间内稳定，牢固的依附于作用对象中。
静电纺丝法是一种制备超细纤维的重要方法，它与传统的方法有着明显的不同，通过静电力作为牵引力，将聚合物溶液或熔体带上千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下被拉伸。当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流，形成了类似无纺布状的纤维毡。用静电纺丝法制得的纤维比传统纺丝方法细得多，直径一般在数十纳米到数百纳米，最小直径可至1纳米。同时，具有功效成分的纳米纤维，利于其极大的比表面积，强力的透过性，使得功效成分很好的作用于依附对象。相比于传统的有机合成聚合物，天然产物如淀粉、纤维素、甲壳素等可再生的天然高分子，已成为绿色静电纺丝的原料，成为研究的热点。但是天然产物的溶解性差，颗粒大，加工型大，本身很难作为材料使用。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法。本发明利用β-环糊精作为原料包裹天然抑菌成分，结合静电纺丝技术制备缓释型防虫害纳米纤维膜，以解决农林业领域防治害虫时抑菌成分的缓慢稳定释放的技术问题。
本发明的另一目的在于提供上述方法得到的缓释型防虫害纳米纤维膜。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，主要包括如下步骤:
(1)将β-环糊精和乙醇溶液混合，升温，搅拌，滴加抑菌化合物，反应，冷却析出，抽滤，洗涤，干燥，得到缓释微胶囊；
(2)将步骤(1)得到的缓释微胶囊、淀粉醋酸酯、淀粉糖与水混合均匀，加热搅拌，超声处理，得到纺丝液；
(3)将步骤(2)的纺丝液进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。
步骤(2)中所述纺丝液还包括表面活性剂；所述表面活剂在搅拌加热前加入。
步骤(1)中所述升温的温度为30-50℃，所述反应的温度为20-40℃；所述搅拌速度为70-200r/min；所述滴加速度为20-30滴/min。
步骤(1)中所述抑菌化合物为反式-2-己烯醛、香茅醛、1-辛烯-3-醇、芳樟醇和1-戊烯-3-醇中的一种以上。
步骤(1)中所述β-环糊精为乙醇溶液、β-环糊精和抑菌化合物总质量的8％-15％，抑菌化合物为乙醇溶液、β-环糊精和抑菌化合物总质量的2％-10％。
步骤(1)中所述乙醇溶液的质量分数为30％-50％。
步骤(1)中所述搅拌时间为5-10min。步骤(1)中所述滴加为采用注射器进行滴加。
步骤(1)中所述反应时间为1-2h。步骤(1)中所述冷却温度为5-10℃。步骤(1)中所述析出时间为18-24h；优选为22-24h。
步骤(1)中所述洗涤为用离子水洗涤2-4次，优选为3-4次。
步骤(1)中所述干燥的条件为35℃-50℃干燥1-3h，优选为45℃-50℃干燥2-3h。
步骤(2)中所述淀粉醋酸酯通过以下方法得到：
以淀粉为溶质，加入溶剂，加热搅拌，配成成均匀透明的淀粉溶液，然后将淀粉溶液降温后加入乙酸酐进行反应，将反应后的的混合液离心沉淀，洗涤，干燥，得到淀粉醋酸酯；
所述溶剂为氯化1-丁基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种以上；
所述淀粉为蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉和高链玉米淀粉中的一种或多种。
所述淀粉溶液中淀粉的质量分数为20％-40％。
所述加热的温度为110-135℃；优选为125-135℃。所述加热搅拌时间为1-2h；优选为1.5-2h。
所述将淀粉溶液降温为将温度降至60-75℃；优选为70-75℃。
所述乙酸酐为淀粉溶液总质量的0.2％-0.8％。
所述反应是指在氮气的氛围下反应；反应的时间为3-5h。
所述洗涤为采用无水乙醇洗涤。
所述干燥为真空条件下进行干燥，温度为35-50℃；优选为45-50℃。
步骤(2)中所述缓释微胶囊为纺丝液质量的0.5％-1.1％，淀粉醋酸酯为纺丝液质量的1％-3.5％，淀粉糖为纺丝液质量的7％-15％。
步骤(2)中所述淀粉糖为葡萄糖、麦芽糖(饴糖、高麦芽糖)、麦芽糊精、麦芽低聚糖和果葡糖中的一种以上。
步骤(2)中所述的表面活性剂为纺丝液质量的0～0.11％，优选为0.05％-0.11％。
步骤(2)中所述表面活性剂为羧酸盐(如：单羧酸盐、N-酰基肌胺酸盐、醇醚羧酸盐等)、磺酸盐(如：十二烷基磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐)、硫酸酯盐(如：伯烷基硫酸酯盐、仲烷基硫酸酯盐和月桂醇硫酸酯盐等)和磷酸酯盐(如：十二烷基磷酸单酯盐、十二烷基磷酸双酯盐等)中的一种以上。所述盐为钠盐、钾盐。
所述的表面活性剂优选为十二烷基磺酸钠或月桂醇硫酸酯钠。
步骤(2)中所述加热搅拌的温度为30-50℃，优选为40-50℃。步骤(2)中所述加热搅拌的时间为0.5-2h，优选为1.5-2h。
步骤(2)中所述超声处理时间为10-30min，优选为20-30min；超声频率为20KHZ-60KHZ，优选为40KHZ-50KHZ。
步骤(3)中所述纺丝的环境湿度为25％-75％，优选为40％-60％；环境温度为15-30℃，优选为25-30℃；上下工作电压差为70-99KV，优选为75-99KV。
步骤(3)所述静电纺丝为无针静电纺丝法，优选采用螺旋线圈式喷头的无针静电纺设备进行制备。步骤(3)中所述的纺丝液在钢丝上的涂抹速度为20-30cm/s；接收距离为20-35cm，优选为20-30cm。
一种缓释型防虫害纳米纤维膜，通过上述任一项所述的方法制备得到。
所述缓释型防虫害纳米纤维膜用于农林业领域，包括农作物、树木、花卉、植被等。
β-环糊精是由7个葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连接而成的中空筒状分子，内径为6.0-6.5埃；大小合适的疏水性分子容易进入β-环糊精的中间孔洞内，氢键和范德华力相互作用，使包合物具有较好的稳定性。
本发明成功的利用了β-环糊精的空腔结构，制备了含有抑菌成分的纳米级微胶囊。为了克服微胶囊稳定性差、易流失、与作物作用效率低的缺点，结合静电纺丝技术，采用淀粉醋酸酯以及淀粉糖为主要原料，制备了具有可溶性、可降解性、高稳定、高效率的缓释型防虫害纳米纤维膜。原理为：β-环糊精是由7个葡萄糖分子以α-1，4糖苷键连接而成的中空筒状分子；分子内部呈疏水性，外部呈亲水性。大小合适的疏水性分子容易进入β-环糊精的中间孔洞内，形成纳米级的包合物，在氢键和范德华力相互作用，使进入β-环糊精的中间孔洞内的疏水性分子具有较好的稳定性。静电纺丝的纺丝液由三种组分形成：淀粉醋酸酯作为骨架材料，淀粉糖作为可溶性辅助材料，超分子纳米级微胶囊作为功能成分。通过静电力作为牵引力，将纺丝液带上千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下被拉伸。当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流，形成了类似无纺布状的纳米纤维膜。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)针对传统农药有害残留的缺点，采用绿色、环保的植物类的抗菌成分作为防治病虫害的药物；
(2)利用β-环糊精特殊分子结构制备超分子纳米级微胶囊，解决了传统微胶囊由于尺寸过大无法与纳米纤维负载的问题；
(3)通过静电纺丝制备的纳米纤维膜，并将其利用在农作物上，由于其稳定的特性和出色的比表面积，有效的解决了直接喷洒微胶囊造成的流失、易氧化、作用面积小，作用效率低的特点；
(4)借助氯化1-丁基-3-甲基咪唑制备离子液体溶剂，制备出了乙酰化淀粉为骨架材料的纳米纤维，代替传统有机聚合物，实现了纤维膜的绿色化；
(5)借助能与淀粉很好复配的淀粉糖作为辅助材料，增加了纳米纤维的可溶性，可使纳米纤维膜不用回收，受潮吸水后缓慢溶解，残留物能够为农作物提供碳源；
(6)添加羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐类的表面活性剂，能够有效的降低纺丝液的表面张力，降低纺丝难度，大大提高效率，使得纺丝纤维表面规整光滑；
(7)采用无针静电纺丝，解决了纺丝液堵塞的问题，节约了时间，大大增加了纺丝的效率，为产业化提供可能。
附图说明
图1为实施例1制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图(即SEM图)，放大800倍；
图2为实施例1制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的透射电镜图(即TEM图)，放大20000倍；
图3为实施例5制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图(即SEM图)，放大10000倍；
图4为实施例6制得的具缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图(即SEM图)，放大10000倍；
图5为实施例7制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图(即SEM图)，放大10000倍；
图6为实施例8制得的缓释型防虫害纳米纤维膜浸滞在蒸馏水10分钟后，干燥得到的扫描电镜图(即SEM图)，放大10000倍；
图7为实施例9制得的缓释型防虫害纳米纤维膜浸滞在蒸馏水10分钟后，干燥得到的扫描电镜图(即SEM图)，放大5000倍。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)首先配制质量分数为50％的乙醇溶液0.8kg；快速搅拌(200r/min)，加入0.12kgβ-环糊精(工业精制纯粉剂，淄博千汇生物科技有限公司，下同)，将温度上升到50℃并继续搅拌5min，用注射器吸取0.08kg的反式-2-己烯醛(浓度为98％的精制溶液，阿拉丁公司，下同)，缓慢滴加(30滴/min)，且在滴加过程中匀速搅拌(100r/min)，滴加完毕后保持40℃继续反应2h；反应结束后将溶液在5℃下冷却，使微胶囊晶体慢慢析出，24h后减压抽滤，晶体用去离子水洗涤3次，后于35℃鼓风干燥1h，制得白色缓释微胶囊；
(2)将0.15kg蜡质玉米淀粉(食品级，吉林天成有限公司，下同)和0.25kg的氯化1-丁基-3-甲基咪唑(浓度为98％的精制溶液，中科院兰州化学物理所)配成溶液，加热至135℃，均匀搅拌2h至淀粉完全溶解，得到均匀透明的淀粉溶液；然后将淀粉溶液的温度降至70℃，加入0.0016kg的乙酸酐(分析纯，广州化学试剂厂，下同)，在氮气的氛围下反应5h，将反应后的混合液用过量无水乙醇在3000rpm下离心沉淀、洗涤，在45℃下真空干燥至恒重，得到淀粉醋酸酯；
(3)将步骤(1)中的缓释微胶囊0.1kg、步骤(2)中的淀粉醋酸酯0.2kg以及0.8kg的葡萄糖(食品级，吉林天成有限公司，下同)溶于8kg去离子水配制成水溶液，并加入0.01kg的十二烷基磺酸钠(分析纯，广州化学试剂厂，下同)，然后加热至40℃，均匀搅拌2h至充分溶解，然后超声处理20min，超声频率为40KHZ，超声功率为160W，得到纺丝液；
(4)采用无针静电纺丝方法，用上述纺丝液进行纺丝，纺丝时，纺丝所用的金属丝置于平铺有无纺布支撑层的金属板的下方，纺丝的环境湿度为40％，环境温度为25℃，上下工作电压差为99KV，纺丝液在钢丝上的涂抹速度为30cm/s，接收距离为20cm，收集，制得复合纳米纤维膜即缓释型防虫害纳米纤维膜。
本实施例制备的具有缓释作用的防虫害纳米纤维膜即缓释型防虫害纳米纤维膜为白色质地均匀的薄膜状纤维膜，铺在无纺布上方；其质地均匀，规整性好。
将本实施例制备的缓释型防虫害纳米纤维膜通过扫描电镜进行观察，结果如图1所示，透射电镜如图2所示。图1为放大800倍的SEM图，图2为放大20000倍的TEM图。从图1可以发现，以淀粉醋酸酯与淀粉糖作为材料，能够很好的进行静电纺丝，制备出的纳米纤维直径为80-110nm，纤维直径均匀，无明显液滴生成。
从图2可以发现，通过静电纺丝技术，多根纳米纤维与超分子纳米级的β-环糊精的微胶囊很好的结合在一起，使缓释胶囊较稳定的存在与纤维膜中。
实施例2
(1)首先配制质量分数为30％的乙醇溶液，称取0.75kg；快速搅拌下(150r/min)，加入0.15kgβ-环糊精，将温度上升到40℃并继续搅拌8min，用注射器吸取0.1kg的香茅醛(浓度为98％的精制溶液，江西恒诚天然香料油有限公司)，缓慢滴加(30滴/min)，且在滴加过程中匀速搅拌(80r/min)，滴加完毕后保持30℃继续反应1.5h；反应结束后将溶液在10℃下冷却，使微胶囊晶体慢慢析出，24h后减压抽滤，晶体用去离子水洗涤3次，后于35℃鼓风干燥1h，制得白色缓释微胶囊；
(2)将0.2kg蜡质玉米淀粉和0.3kg的氯化1-丁基-3-甲基咪唑配成溶液，加热至135℃，均匀搅拌2h至淀粉完全溶解，得到均匀透明的淀粉溶液；然后将淀粉溶液的温度降至70℃，加入0.001kg的乙酸酐，在氮气的氛围下反应4h，将反应后的混合液用过量无水乙醇在3000rpm下离心沉淀、洗涤，在45℃下真空干燥至恒重，得到淀粉醋酸酯；
(3)将0.08kg步骤(1)中的缓释微胶囊、0.3kg步骤(2)中的淀粉醋酸酯以及1kg的高麦芽糖(食品级，吉林天成有限公司)溶于8kg去离子水配制成水溶液，并加入质量分数为0.008kg的十二烷基磺酸钠，然后加热至40℃，均匀搅拌2h至充分溶解，然后超声处理30min，超声频率为50KHZ，得到纺丝液；
(4)采用无针静电纺丝方法，用上述纺丝液进行纺丝，纺丝时，纺丝所用的金属丝置于平铺有无纺布支撑层的金属板的下方，纺丝的环境湿度为60％，环境温度为30℃，上下工作电压差为75KV，纺丝液在钢丝上的涂抹速度为20cm/s，接收距离为25m，收集，制得复合纳米纤维膜即缓释型防虫害纳米纤维膜。
实施例3
(1)首先配制质量分数为30％的乙醇溶液，称取0.8kg；快速搅拌下(180r/min)加入0.12kgβ-环糊精，将温度上升到50℃并继续搅拌10min，用注射器吸取0.08kg的1-辛烯-3-醇(浓度为98％的精制溶液，阿拉丁公司)，缓慢滴加(20滴/min)，且在滴加过程中匀速搅拌(80r/min)，滴加完毕后保持20℃继续反应1.5h；反应结束后将溶液在室温8℃下冷却，使微胶囊晶体慢慢析出，24h后减压抽滤，晶体用去离子水洗涤3次，后于35℃鼓风干燥1h，制得白色缓释微胶囊；
(2)将0.15kg普通玉米淀粉(食品级，吉林天成有限公司)和0.3kg的氯化1-丁基-3-甲基咪唑配成溶液，加热至135℃，均匀搅拌2h至淀粉完全溶解，得到均匀透明的淀粉溶液；然后将淀粉溶液的温度降至70℃，加入0.0036kg的乙酸酐，在氮气的氛围下反应5h，将反应后的混合液用过量无水乙醇在3000rpm下离心沉淀、洗涤，在45℃下真空干燥至恒重，得到的淀粉醋酸酯；
(3)将0.06kg步骤(1)中的缓释微胶囊、0.2kg步骤(2)中的淀粉醋酸酯以及1.2kg的麦芽糖(食品级，吉林天成有限公司)溶于8kg去离子水配制成水溶液，并加入质量分数为0.01kg的月桂醇硫酸酯钠(阿拉丁公司)，然后加热至40℃，均匀搅拌2h至充分溶解，然后超声处理30min，超声频率为50KHZ，得到纺丝液；
(4)采用无针静电纺丝方法，用上述纺丝液进行纺丝，纺丝时，纺丝所用的金属丝置于平铺有无纺布支撑层的金属板的下方，纺丝的环境湿度为40％，环境温度为25℃，上下工作电压差为85KV，纺丝液在钢丝上的涂抹速度为25cm/s，接收距离为20m，收集，，制得复合纳米纤维膜即缓释型防虫害纳米纤维膜。
实施例4
(1)首先配制质量分数为30％的乙醇溶液，称取0.9kg；快速搅拌(200r/min)，加入0.08kgβ-环糊精，将温度上升到40℃并继续搅拌8min，用注射器吸取0.02kg的芳樟醇(浓度为95％的精制溶液，江西恒诚天然香料油有限公司)，缓慢滴加(30滴/min)，且在滴加过程中匀速搅拌(70r/min)，滴加完毕后保持30℃继续反应1.5h；反应结束后将溶液在10℃下冷却，使微胶囊晶体慢慢析出，24h后减压抽滤，晶体用去离子水洗涤3次，后于35℃鼓风干燥1h，制得白色缓释微胶囊；
(2)将0.25kg高链玉米淀粉(食品级，吉林天成有限公司)和0.4kg的氯化1-丁基-3-甲基咪唑配成溶液，加热至135℃，均匀搅拌2h至淀粉完全溶解，得到均匀透明的淀粉溶液；然后将淀粉溶液的温度降至70℃，加入0.0035kg的乙酸酐，在氮气的氛围下反应4h，将反应后的混合液用过量无水乙醇在3000rpm下离心沉淀、洗涤，在45℃下真空干燥至恒重，得到淀粉醋酸酯；
(3)将0.06kg步骤(1)中的缓释微胶囊、0.2kg步骤(2)中的淀粉醋酸酯以及1kg的麦芽糊精(食品级，吉林天成有限公司)溶于8kg去离子水配制成水溶液，并加入质量分数为0.008kg的月桂醇硫酸酯钠(阿拉丁公司)，然后加热至40℃，均匀搅拌2h至充分溶解，然后超声处理30min，超声频率为50KHZ，得到纺丝液；
(4)采用无针静电纺丝方法，用上述纺丝液进行纺丝，纺丝时，纺丝所用的金属丝置于平铺有无纺布支撑层的金属板的下方，纺丝的环境湿度为40％，环境温度为15℃，上下工作电压差为75KV，纺丝液在钢丝上的涂抹速度为20cm/s，接收距离为25m，收集，，制得复合纳米纤维膜即缓释型防虫害纳米纤维膜。
实施例5
本实施例中未加入表面活剂，其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例6
本实施例中加入的表面活剂为磺酸钠，其含量为纺丝液质量的0.1％，其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例7
本实施例中加入的表面活剂为月桂醇硫酸酯钠，其含量为纺丝液质量的0.1％，其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例8
本实施例中未加入淀粉糖，其他步骤和条件与实施例1相同。
实施例9
本实施例中加入的淀粉糖为葡聚糖，其含量为纺丝液质量的12％，其他步骤和条件与实施例1相同。
纺丝液组分的对纤维外貌的影响评价
(1)乳化剂对纤维表面光滑性的影响
将实施例5～7所制备的缓释型防虫害纳米纤维膜进行扫描电镜表征测试，测试结果分别如图3-5所见。图3为实施例5制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图，放大10000倍。图4为实施例6制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图，放大10000倍。图5为实施例7制得的缓释型防虫害纳米纤维膜的扫描电镜图，放大10000倍。
如图3所示，不添加表面活性剂的纤维表面粗糙，并出现分叉。加入表面活性剂能够明显的改善纤维表面的粗糙度，如图4、5所示，表面变得规整光滑，柔顺。
(2)淀粉糖对纤维水溶性的影响
将实施例8和9所制备的纳米纤维膜在蒸馏水中浸滞10min，然后干燥并通过扫描电镜表征测试，测试结果分别如图6、7所见。图6为实施例8制得的缓释型防虫害纳米纤维膜浸滞在蒸馏水10分钟后，干燥得到的扫描电镜图，放大10000倍；图7为实施例9制得的缓释型防虫害纳米纤维膜浸滞在蒸馏水10分钟后，干燥得到的扫描电镜图，放大5000倍。
可以看到，不加淀粉糖的纤维其溶解性差，分布不均，相反加入淀粉糖的纤维其溶解性优异，各个纤维都呈现均匀的膨胀现象。因此，淀粉糖的加入能极大的改善纤维的溶解度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之。

Claims (10)

1.一种缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：主要包括如下步骤:
（1）将β-环糊精和乙醇溶液进行升温，搅拌，滴加抑菌化合物，反应，冷却析出，抽滤，洗涤，干燥，得到缓释微胶囊；
（2）将步骤（1）得到的缓释微胶囊、淀粉醋酸酯、淀粉糖与水混合均匀，加热搅拌，超声处理，得到纺丝液；
（3）将步骤（2）的纺丝液进行静电纺丝，得到纳米纤维膜；
步骤（2）中所述淀粉糖为葡萄糖、麦芽糖、麦芽糊精、麦芽低聚糖和果葡糖中的一种以上；
步骤（1）中所述抑菌化合物为反式-2-己烯醛、香茅醛、1-辛烯-3-醇、芳樟醇和1-戊烯-3-醇中的一种以上；
步骤（1）中所述乙醇溶液的质量分数为30%-50%；步骤（1）中所述的β-环糊精为乙醇溶液、β-环糊精和抑菌化合物总质量的8%-15%，抑菌化合物为乙醇溶液、β-环糊精和抑菌化合物总质量的2%-10%；
步骤（2）中所述缓释微胶囊为纺丝液质量的0.5%-1.1%，淀粉醋酸酯为纺丝液质量的1%-3.5%，淀粉糖为纺丝液质量的7%-15%。
2.根据权利要求1所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：
步骤（2）中所述的淀粉醋酸酯通过以下方法得到：
以淀粉为溶质，加入溶剂，加热搅拌，配成淀粉溶液，然后将淀粉溶液降温后加入乙酸酐进行反应，将反应后的混合液离心沉淀，洗涤，干燥，得到淀粉醋酸酯。
3.根据权利要求2所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述淀粉为蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉和高链玉米淀粉中的一种以上；
步骤（2）中所述溶剂为氯化1-丁基-3-甲基咪唑、1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中一种以上；
步骤（2）中所述淀粉溶液中淀粉的质量分数为20%-40%；所述乙酸酐为淀粉溶液质量的0.2%-0.8%；
步骤（2）中所述加热的温度为110-135℃；所述加热搅拌的时间为1-2h；所述将淀粉溶液降温为将温度降至60-75℃；
步骤（2）中所述反应是指在氮气的氛围下反应；反应的时间为3-5h；
步骤（2）中所述洗涤为采用无水乙醇洗涤；
步骤（2）中所述干燥为真空条件下进行干燥，温度为35-50℃。
4.根据权利要求1所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：
步骤（3）所述静电纺丝采用无针静电纺丝方法。
5.根据权利要求1所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述升温的温度为30-50℃，所述反应的温度为20-40℃；
步骤（1）中所述搅拌时间为5-10min；步骤（1）中所述反应时间为1-2h；
步骤（1）中所述冷却温度为5-10℃；步骤（1）中所述冷却析出时间为18-24h；
步骤（1）中所述洗涤为用离子水洗涤；步骤（1）中所述干燥为35℃-50℃干燥1-3h；
步骤（2）中所述加热搅拌的温度为30-50℃；步骤（2）中所述加热搅拌的时间为0.5-2h；
步骤（2）中所述超声处理时间为10-30min；超声频率为20KHZ-60KHZ；
步骤（3）中所述纺丝的环境湿度为25%-75％；环境温度为15-30℃；上下工作电压差为70-99KV；
步骤（3）中所述纺丝液涂抹速度为20-30cm/s；接收距离为20-35cm。
6.根据权利要求1所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述纺丝液还包括表面活性剂。
7.根据权利要求6所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐和磷酸酯盐中的一种以上，所述盐为钠盐或钾盐。
8.根据权利要求7所述缓释型防虫害纳米纤维膜的制备方法，其特征在于： 所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠和月桂醇硫酸酯钠中一种以上。
9.一种由权利要求1~8任一项所述的制备方法得到的缓释型防虫害纳米纤维膜。
10.根据权利要求9所述缓释型防虫害纳米纤维膜的应用，其特征在于：所述缓释型防虫害纳米纤维膜应用于农林业领域。
CN201611090921.7A 2016-12-01 2016-12-01 一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用 Active CN106757778B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611090921.7A CN106757778B (zh) 2016-12-01 2016-12-01 一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611090921.7A CN106757778B (zh) 2016-12-01 2016-12-01 一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106757778A CN106757778A (zh) 2017-05-31
CN106757778B true CN106757778B (zh) 2019-04-23

Family

ID=58915566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611090921.7A Active CN106757778B (zh) 2016-12-01 2016-12-01 一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106757778B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107858856B (zh) * 2017-10-17 2019-11-22 山东冠骏清洁材料科技有限公司 一种耐久性气相防锈无纺布及其制备方法
CN112553786A (zh) * 2020-11-30 2021-03-26 四川农业大学 一种抗菌复合纤维膜及其制备方法和应用
CN113207896B (zh) * 2021-03-24 2022-05-03 贵州省烟草公司遵义市公司 芳樟醇在防治植物土传病害中的应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981741A (en) * 1998-04-20 1999-11-09 Dystar Textilfarben Gmbh & Co. Deutschland Kg Aminated acetate fiber
CN101028521A (zh) * 2007-04-06 2007-09-05 东南大学 基于电纺超细核壳纤维的口服结肠定位给药制剂及制备方法
CN101117755A (zh) * 2007-06-25 2008-02-06 国家纳米科学中心 一种聚碳酸酯无纺布薄膜及其制备方法
CN101538747A (zh) * 2009-04-21 2009-09-23 东华大学 高聚物/离子液体纺丝溶液体系的类干法静电纺丝成形方法
CN101555637A (zh) * 2009-05-06 2009-10-14 东华大学 以静电纺制备海藻酸盐微球/高聚物复合纳米纤维的方法
CN102178640A (zh) * 2011-03-16 2011-09-14 中山大学 将疏水性药物均匀负载于亲水性聚合物电纺纳米纤维的方法
CN102493009A (zh) * 2011-12-08 2012-06-13 东华大学 一种多孔纳米纤维的制备方法
CN102985603A (zh) * 2010-07-02 2013-03-20 宝洁公司 包含活性剂的长丝、非织造纤维网和制备它们的方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5981741A (en) * 1998-04-20 1999-11-09 Dystar Textilfarben Gmbh & Co. Deutschland Kg Aminated acetate fiber
CN101028521A (zh) * 2007-04-06 2007-09-05 东南大学 基于电纺超细核壳纤维的口服结肠定位给药制剂及制备方法
CN101117755A (zh) * 2007-06-25 2008-02-06 国家纳米科学中心 一种聚碳酸酯无纺布薄膜及其制备方法
CN101538747A (zh) * 2009-04-21 2009-09-23 东华大学 高聚物/离子液体纺丝溶液体系的类干法静电纺丝成形方法
CN101555637A (zh) * 2009-05-06 2009-10-14 东华大学 以静电纺制备海藻酸盐微球/高聚物复合纳米纤维的方法
CN102985603A (zh) * 2010-07-02 2013-03-20 宝洁公司 包含活性剂的长丝、非织造纤维网和制备它们的方法
CN102178640A (zh) * 2011-03-16 2011-09-14 中山大学 将疏水性药物均匀负载于亲水性聚合物电纺纳米纤维的方法
CN102493009A (zh) * 2011-12-08 2012-06-13 东华大学 一种多孔纳米纤维的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
离子液体中淀粉醋酸酯的均相合成及特性研究;周子丹;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20130115(第1期);第46-64页

Also Published As

Publication number Publication date
CN106757778A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106757778B (zh) 一种缓释型防虫害纳米纤维膜及其制备方法与应用
Cui et al. Green preparation and characterization of size-controlled nanocrystalline cellulose via ultrasonic-assisted enzymatic hydrolysis
CN1730742A (zh) 壳聚糖/碳纳米管静电纺丝膜的制备方法
CN102823585B (zh) 一种水溶性农药缓控释制剂及其制备方法
CN103242555B (zh) 一种乙酰化木质素两亲聚合物纳米胶体球及其制备方法
CN107279174B (zh) 一种高效氯氟氰菊酯纳米农药的制备方法
CN103382225B (zh) 一种纤维素纳米晶表面酯化的改性方法
CN108993167A (zh) 一种抗菌的静电纺丝纳米纤维空气过滤材料的制备及应用
CN104225670B (zh) 可控性疏水细菌纤维素-玉米醇溶蛋白复合膜的制备方法
CN107115830A (zh) 一种基于高压静电超声雾化制备高分子微球的方法
CN106551806B (zh) 一种渐溶式保湿面膜及其制备方法
CN103225175B (zh) 制备含纳米银和氨基酸聚乙烯醇纳米纤维膜的方法
CN104975366A (zh) 一种含纳米颗粒的Lyocell纤维及其制备方法
CN109053906B (zh) 一种纳米纤维素纤维干粉的制备方法
CN108978219A (zh) 一种过滤水中Hg2+的纳米纤维材料及其制备方法
CN107164820A (zh) 一种高取向复合导电纳米纤维
CN112877384A (zh) 一种细菌纤维素的制法、细菌纤维素-壳聚糖复合凝胶护肤面膜及其制法
CN103980122A (zh) 双亲柱[5]芳烃自组装形成囊泡及其解聚的可逆性、可控性的控制方法
CN110367249B (zh) 一种具有逐级缓释功能的可降解载药膜材料及其制备方法和应用
CN105483179A (zh) 一种孔径可控的细菌纤维素多孔微球的制备方法
CN113842846A (zh) 一种β-环糊精/聚乙烯醇纳米微胶囊的制备方法
Wang et al. Investigation of antibacterial activity of one-dimensional electrospun Walnut green husk extract-PVP nanofibers
CN112724612B (zh) 一种异质型木质素/聚乳酸复合材料的制备方法
CN101914816B (zh) 一种阿魏酸油酸甘油酯聚乙烯比咯烷酮纳米纤维膜及其制备与应用
CN108728929A (zh) 一种过滤重金属离子的纳米纤维材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant