功能性纤维素膜材料的制备及其在缓控释农药中的应用

功能性纤维素膜材料的制备及其在缓控释农药中的应用纤维素是自然界含量最为丰富的天然高分子材料,它具有良好的生物相容性和降解性,是一种非常具有潜力的石油化工产品的替代物。通过对纤维素进行改性,并根据实际需求,为农药量身打造功能性纤维素膜材料,可以进一步拓宽纤维素的应用范围。本论文制备出两种功能性纤维素材料(抗紫外纤维素膜材料和荧光性纤维素膜材料),并研究了两种膜材料在缓控释农药上的应用性能。(1)我们以LiCl/DMAc溶剂体系溶解微晶纤维素，以4,4-二羟基苯甲酮(DHBP历紫外线吸收剂,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为交联剂,制备出具有抗紫外性能的纤维素膜材料。通过红外和荧光谱图对该材料的化学结构进行确定,并对该膜材料的力学性能、热力学性能、抗紫外性能、亲疏水性进行探讨。结果表明，DHBP的引入，为纤维素添加了抗紫外的能力。通过增加交联剂的用量,可以提高纤维素材料的交联度,从而对膜的力学性能、热力学性能、抗紫外性能、亲疏水性能进行调节。(2)以上述具有抗紫外功能的改性纤维素膜为研究对象,通过紫外照射实验,对纤维素膜的紫外吸收能力进行表征。并在渗透扩散池中,对改性纤维素膜的控释性能进行表征。结果表明,改性后的纤维素膜材料表现出良好的紫外线保护能力,四种生物农药降解很少。根据太阳光照射下的四种生物农药的对比实验,可以大体估计改性纤维素膜材料可以对农药实现长效防护。通过渗透实验,改性纤维素膜的渗透速率可以根据交联度进行调控,交联度越大渗透越慢。(3)我们以荧光素和萘乙酸首先合成出荧光素二萘乙酸酯(FNE),并将其通过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)接到乙基纤维素上,制备出具有荧光效应的纤维素膜材料。根据FNE的水解实验,发现其在中性条件下水解受蔡乙酸浓度影响。通过对其力学性能、热力学性能进行测试,发现交联后的纤维素膜材料力学性能和耐热性比未交联的更好，FNE的加入对这些性质没有太大影响。(4)以上述荧光性纤维素膜材料为研究对象,通过对其化学控释、物理控释、低浓度指示作用进行了研究。结果表明,改性后的纤维素膜具有一定的化学释放萘乙酸的能力;萘乙酸的渗透速率与膜两侧的浓度差相关;当萘乙酸浓度过低时,改性纤维素膜的荧光开始恢复,并能通过肉眼进行观察。本论文的研究结果表明,纤维素膜材料通过改性后可以为农药量身打造合适的缓控释包膜。同时,改性纤维素膜材料在光引发、发光材料等方面,也具有良好的发展前景。由于缺乏相应的包膜技术,将纤维素膜材料进行进一步的实际应用,仍有待更多的研究