[发明专利]一种乙酰化木质素两亲聚合物纳米胶体球及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及两亲聚合物胶体球，具体涉及一种乙酰化木质素基两亲聚合物纳米胶体球及其制备方法，属于精细化工技术领域。

技术背景

木质素广泛存在在于植物细胞壁中，是陆地植物中含量仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物。地球上每年可通过植物的光合作用合成大约1500亿吨；而来源于制浆造纸废液的工业木质素，每年产量约为5000万吨，其中只有不足10％得到有效的利用，其它大部分都通过碱回收装置烧掉，造成了巨大的资源浪费。酸法制浆废液中的木质素磺酸盐是工业中木质素应用的主要形式，由于其分子中含有苯丙烷结构单元为主的疏水骨架和亲水的磺酸基以及少量的羧基，因此木质素磺酸盐分子具有明显的表面活性及物理化学特性。广泛用作三次采油牺牲剂，混凝土添加剂，农用化学品、工业粘合剂等得以回收利用。而占主导地位的碱法制浆产生大量的碱木质素因应用性能差，且化学反应活性低，缺乏应用途径，通常迫于环境的压力，通过燃烧以利用热和回收碱。开发碱木质素利用新途径，不但推动制浆造纸行业“清洁生产和循环经济”工作的开展，更有利于鼓励对可再生能源的综合利用。

将碱木质素乙酰化加水改变微相制备胶体球是一项原创性工作。研究发现，乙酰化木质素自然存在于一些硬木和非木材植物如洋麻韧皮木质素中，乙酰化基团主要存在于紫丁香基支链γ-碳上(Journal of Agricultural and Food Chemistry，2007，55：5461-5468)。但是，制浆以及传统木质素提取过程中碱化，导致酰基水化脱落。而碱木质素分子中存在羧基及酚羟基，只有小分子级分溶于四氢呋喃等有机溶剂。减少木质素分子中的亲水基团可以增加碱木质素在有机溶剂中的溶解性，将木质素乙酰化即是一种有效途径。虽然国内外已有尝试木质素乙酰化的报道(Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54：9696-9705)，但是，制备的乙酰化木质素主要用于其光谱研究，没有涉及木质素胶体化领域。

阿维菌素是由日本北里大学大村智等和美国Merck公司首先开发的一类具有杀虫、杀螨、杀线虫活性的十六元大环内酯化合物，由链霉菌中灰色链霉菌Streptomyces avermitilis发酵产生，是一种高效、广谱的抗生素类杀虫杀螨剂。它是由一组大环内酯类化合物组成，活性物质为AVERMECTIN，对螨类和昆虫具有胃毒和触杀作用。喷施叶表面可迅速分解消散，渗入植物薄壁组织内的活性成份可较长时间存在于组织中并具有传导作用，对害螨和植物组织内取食危害的昆虫有长残效性。主要用于家禽、家畜体内外寄生虫和农作物害虫，如寄生红虫、双翅目、鞘翅目、鳞翅目和有害螨等。自从1991年害极灭(abamectin)进入我国农药市场以后，阿维菌农药在我国的害虫防治体系中占有较重要地位。传统的阿维菌农药制剂在使用过程中易受紫外光和农药作用光解或分解，影响药效发挥或失活的问题。将阿维菌素微胶囊化，可以让阿维菌素药效倍增，如果以木质素基材料为囊壁，还可以吸收紫外光，避免微胶囊受紫外光作用分解。马丽杰等以壳聚糖和木质素磺酸钠为囊材，以阿维菌素为囊芯，采用复凝聚法制备了微胶囊。最佳制备工艺条件为：壳聚糖粘度度为1500pcs、壳聚糖浓度为0.5％、木质素磺酸钠浓度为2％、乳化剂Twene80/Spna80配比为：21、乳化剂用量为6mL、壳芯比为6、反应温度为45℃、成囊pH为5.1、搅拌速度为300r/min、复凝聚时间为15min、交联剂用量为4mL、交联时间为Ih，所得空白微胶囊的粒径集中在3-15μm(85％)，平均粒径为5.80μm；微胶囊的载药量为12.6％(马丽杰，赵静.壳聚糖/木质素磺酸钠复凝聚法制备生物农药微胶囊.北京化工大学学报，2006，33(6)：51-56)。周斌则通过层层自组装的方法制备了微米级壳聚糖/木质素磺酸钠微胶囊(周斌，赵静.层层自组装制备阿维菌素微胶囊及其释药行为.精细化工)。付为金等采用原为聚合法制备木质素脲醛树脂为壁材的阿维菌素微胶囊，载药量提高到30.9％(付为金，张倩，张淑婷.木质素脲醛树脂为壁材的农药微胶囊制备.2011年全国高分子学术论文报告会.大连)。

木质素磺酸盐/壳聚糖胶束的制备，一方面需要将碱木质素磺化，增强其水溶性；另一方面还要引入壳聚糖等聚阳离子，加入其它反应助剂，使体系变的复杂。木质素脲醛树脂胶束也存在类似的问题。高成本的原材料，复杂的制备方法以及单一的微米级空心胶束制约了木质素基胶体物质的应用领域，也制约了木质素胶体材料的研究及大规模推广应用。

发明内容