木质素基脱落酸缓释微胶囊的制备及其在纸基地膜中的应用

作     者：刘超 张威健 李雨 王雨婷 盖晓倩 计磊 卞辉洋 肖惠宁 

作者机构：南京林业大学江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室林产化学与材料国际创新高地 浙江凯丰新材料股份有限公司 Department of Chemical Engineering， University of New Brunswick 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：090403[农学-农药学(可授农学、理学学位）] 080702[工学-热能工程] 082903[工学-林产化学加工工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 09[农学] 0829[工学-林业工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0904[农学-植物保护] 082201[工学-制浆造纸工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(22208161 22208163) 

主　　题：木质素 脱落酸 载药微胶囊 纸基地膜 药物缓释 造纸化学品 

摘      要：对木质素磺酸钠（SL）进行胺基化改性得到了胺基化木质素磺酸钠（ASL），然后，采用十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对ASL进行表面改性制备了ASL/SDBS微球。利用自组装技术将植物生长调节剂脱落酸（ABA）装载于ASL/SDBS微球中，制备了以ASL为壁材、ABA为芯材的木质素基脱落酸微（ABA@ASL）微胶囊。以ABA@ASL微胶囊和棕榈蜡乳液为涂布材料，通过涂布技术制备了功能性纸基地膜。采用纳米粒度及Zeta电位分析仪、SEM、TEM、FTIR考察了m（SDBS）∶m（ASL）对制备的ASL/SDBS微球的Zeta电位、微观形貌、结构组成的影响。通过载药量、包封率测定和药物缓释、抗光解性能测试，探究了壁芯比（即ASL与ABA的质量比，下同）对ABA@ASL微胶囊载药和缓释的影响；采用水蒸气透过率、水接触角测定和模拟土壤环境的温度、相对湿度变化以及降解实验，分析了棕榈蜡涂布量对功能性纸基地膜性能的影响。结果表明，由m（SDBS）∶m（ASL）＝0.14∶1制备的ASL/SDBS微球的Zeta电位为0，微球之间的静电斥力最小，形成的微球得率最高。当壁芯比为1∶1时，制备的ABA@ASL微胶囊载药量为32%，包封率为68%，72 h药物释放率仅为49.3%，72 h的紫外线照射下药物保留率可达75.1%。ABA@ASL微胶囊分散液和棕榈蜡乳液的涂布量分别为2和3 g/m2制备的纸基地膜性能最佳，其水接触角达到103°，干抗张能量吸收值达到50.98 J/m2，湿抗张能量吸收值为11.84 J/m2；经纸基地膜覆盖7 d后的地下5 cm土壤相对湿度保留率高达73%，其地下5 cm土壤保温性能与聚乙烯塑料地膜相当。经土壤埋藏降解实验，纸基地膜在90 d内基本完全降解，降解产物对环境无污染。