固化溫度對防蚊蚊帳表面防蚊劑含量的影響研究

王　浩,郭建生,陳　翀

(東華大學，上海 201620)

固化溫度對防蚊蚊帳表面防蚊劑含量的影響研究

王浩,郭建生,陳翀

(東華大學，上海 201620)

文章采用涂層法對蚊帳進行防蚊整理，通過高效液相色譜法(HPLC)檢測防蚊蚊帳表面防蚊劑的含量。固化溫度能影響防蚊整理過程，為尋找最適的固化溫度，在防蚊整理過程中設置固化溫度梯度實驗。

防蚊性能；固化溫度；水洗；高效液相色譜法

世界衛生組織規定長效防蚊蚊帳表面防蚊劑的含量在2.5g/kg(±25%)為標準有效，在此范圍內對蚊蟲觸殺效果好，并且具有低毒、高效、低殘留等特點[1-2]。

偶聯劑預整理使蚊帳表面形成一層網狀結構，有助于藥物與蚊帳粘合得更加牢固。膠黏劑則是在藥物整理過程中與防蚊劑混合成溶液，使防蚊劑更加容易和牢固地粘附在蚊帳表面。蚊帳預整理使用的偶聯劑為氨丙基三乙氧基硅烷，藥物整理使用的是聚氨酯類膠黏劑，偶聯劑和膠黏劑的作用效果直接影響防蚊蚊帳表面防蚊劑的含量和粘附牢度，進而影響蚊帳防蚊性能好壞。固化溫度就是影響偶聯劑和膠黏劑作用效果的關鍵因素。

長效防蚊蚊帳的防蚊性能是指蚊帳表面防蚊劑的粘附量以及防蚊劑的粘附牢度，防蚊劑粘附牢度用蚊帳洗滌后表面藥物殘留率表示。采用正相高效液相色譜法—內標法檢測蚊帳表面的含藥量。

1　實驗原料與實驗方法

1.1蚊帳

實驗用蚊帳由11.1tex/24f滌綸絲經編制成，白色，網眼數平均在24～26個/cm2[3]，實驗用樣布規格為50cm×25cm長條。

1.2藥品(見表1)

表1　藥品

1.3蚊帳整理工藝

蚊帳(經前處理)→預整理(一浸一軋，軋液率40%～50%，烘干)→藥物整理(一浸一軋，軋液率40%～50%，烘干)

前處理：去油靈1.4g/L，純堿2g/L，冰醋酸0.5g/L。將混合溶液放入大燒杯，用酒精燈將溶液煮沸，蚊帳布樣放進煮沸的溶液中處理15min，隨后將蚊帳布在去離子水中清洗2～3次，去除蚊帳表面油污等雜質。

預整理：用去離子水配制偶聯劑的水溶液，電磁攪拌器攪拌溶液至均勻。將蚊帳布樣平鋪在30cm×50cm倒有偶聯劑溶液的搪瓷托盤中，布樣經導布輥導入軋車，軋液后放入烘箱，1min后取出布樣。

藥物整理：配置含有膠黏劑和防蚊劑的整理液，用超聲波分散震蕩混合溶液，直至膠黏劑和殺蟲劑完全分散在去離子水中。將預整理過的蚊帳布樣平鋪在倒有整理液的搪瓷托盤中，布樣經導布輥導入軋車，軋液后放入烘箱，1min后取出布樣。

1.4水洗方法

根據國際農藥協作分析委員會(CIPAC)規定的長效防蚊蚊帳洗滌方法，一個洗滌循環：洗滌劑洗→水洗(兩次)→烘干。

1.4.1洗滌劑制備

將適量聚乙二醇單硬脂酸酯加入小燒杯中，將燒杯放入50℃的恒溫水浴鍋，聚乙二醇單硬脂酸酯開始熔融，粘性降低。在盛有80mL去離子水的燒杯中加入12g油酸鈉并攪拌均勻。待聚乙二醇單硬脂酸酯熔融均勻后，稱取8g熔融聚乙二醇單硬脂酸酯加入準備好的油酸鈉溶液中。最后將盛有混合溶液的燒杯放在電磁攪拌器攪拌，溫度50℃，直至攪拌均勻，即是洗滌用標準洗滌劑。

1.4.2洗滌過程

洗滌劑洗：將待洗蚊帳布放入盛有500mL去離子水的螺旋口容量瓶中，向容量瓶加入2.5mL配置好的標準洗滌劑，扭緊瓶蓋，將瓶子上下翻轉10次，確保待洗樣完全浸濕。將容量瓶放在往復式水浴恒溫振蕩儀上洗滌，水溫保持30℃±2℃，120rpm。10min后用鑷子取出樣品，甩動樣品，去除表面殘留洗滌劑。

水洗：將經過洗滌劑洗后的樣品，放入盛有500mL去離子水的螺旋口容量瓶中，扭緊瓶蓋，將瓶子上下翻轉10次，確保待洗樣完全浸濕。將容量瓶放在往復式水浴恒溫振蕩儀上洗滌，水溫保持30℃±2℃，120rpm。10min后用鑷子取出樣品。重新換取500mL去離子水，重復上述步驟再次水洗。

烘干：經過水洗后的蚊帳布，在室溫條件下晾干30min，要避免陽光直射。將晾干的蚊帳布放入40℃烘箱，時間22h±2h，取出后進行下一次洗滌循環。

1.5檢測方法

整理樣品的防蚊劑含量采用正向高效液相色譜法—內標法檢測，鄰苯二甲酸二丙酯為檢測用內標。

1.5.1操作條件

流量1.3mL/min，勻速流動；分析柱:AthenaSilica，5μm，4.6×150mm；柱溫35℃；進樣量20μL；檢測波長236nm；檢測時間10min。

1.5.2試劑

流動相(MP)：異辛烷+1，4二氧六環：(V:V=95：5)；內標(IS)：溶于萃取劑中濃度為0.5mg/mL的鄰苯二甲酸二丙酯；萃取劑(ES):異辛烷+1，4-二氧六環:(V:V=95：5)；溴氰菊酯標準液(DS)：溶于萃取劑中濃度為0.6mg/mL的溴氰菊酯標準品。

1.5.3內標-防蚊劑標準品的保留時間

使用高效液相色譜儀依次檢測內標溶液以及溴氰菊酯標準液，分別得到內標以及溴氰菊酯標準品的色譜圖，得到各自的出峰時間如圖1、圖2所示。

圖1　內標色譜圖

圖2　防蚊劑色譜圖

根據圖1、圖2色譜圖得知內標和防蚊劑的保留時間分別是3.8min和5.4min。

1.5.4標準曲線制備

通過制備標準曲線不僅可以計算待測樣的上藥濃度，也可以驗證實驗操作的準確性。根據表2配置不同濃度的溴氰菊酯標準品溶液C1、C2、C3、C4、C5，在高效液相色譜儀中進樣檢測，分別得到對應的色譜圖。

表2　不同濃度溴氰菊酯溶液配方

其中，標準品溶液C1對應的色譜圖如圖3所示。

圖3　標準品溶液C1色譜圖

根據測得的HPLC譜圖，以防蚊劑與內標峰面積之比為縱坐標，防蚊劑濃度為橫坐標計算得出峰面積對標準溶液的質量濃度回歸方程：y=0.0309x+0.0546，相關系數R2為0.999。防蚊劑標準曲線如圖4所示。

圖4　防蚊劑標準曲線

2　溫度梯度實驗

實驗中影響防蚊蚊帳表面防蚊劑含量的其它因素保持恒定，例如偶聯劑濃度、交聯劑濃度、防蚊劑濃度等。蚊帳預整理過程中預設的偶聯劑固化溫度為65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃，藥物整理過程中預設的膠黏劑固化溫度為90℃、100℃、110℃、120℃、130℃。

2.1待測樣及樣品溶液制備

將藥物整理后的蚊帳沿對角線取樣，取到待測樣的各個部位[4]。檢測分析用的蚊帳網片為1～2cm2的正方形。向100mL容量瓶中加入0.4g待測樣，將1mL內標標準液(溶于萃取劑中的濃度為0.5mg/mL的鄰苯二甲酸二丙酯)，14mL萃取劑(異辛烷+1,4-二氧六環=95：5)依次加入容量瓶。將盛有待測樣的容量瓶放入超聲波震蕩器中常溫處理15min，取出后再放入35℃往復式水浴恒溫振蕩器振蕩30min，轉速160rpm，保證樣品上有效成分被充分萃取。每個溫度梯度需要3塊樣布，最后取3次檢測的平均值作為檢測結果[5]。將所測樣品洗滌一次后，檢測樣品表面藥物含量，計算表面藥物殘留率。

蚊帳樣品洗滌處理前后纖維表面變化如圖5所示。

圖5　蚊帳樣品洗滌處理前后纖維表面變化

通過掃描電鏡照片可直觀看出，經過藥物整理后蚊帳布表面藥物顆粒的變化，洗滌后藥物顆粒明顯減少。

2.2實驗數據分析

根據國際農藥分析會CIPAC關于防蚊劑標準要求并且結合高效液相色譜圖得到防蚊劑含量計算方程。

式中，

C1：防蚊劑濃度μg/mL

V1：萃取劑體積mL

W：樣品質量g

SDM：溴氰菊酯峰面積

SIs：內標峰面積

2.2.1偶聯劑固化溫度對防蚊性能的影響

偶聯劑固化溫度對防蚊性能影響的實驗結果如表3所示。

表3　防蚊劑含量和耐洗率隨偶聯劑固化溫度的變化

防蚊蚊帳表面防蚊劑含量隨偶聯劑固化溫度的變化如圖6所示。

圖6　防蚊劑含量隨偶聯劑固化溫度變化圖

由圖6可知，預處理溫度由65℃升到85℃，蚊帳表面防蚊劑含量增加，溫度繼續增長，防蚊劑含量降低。未經洗滌的蚊帳表面防蚊劑含量和洗滌一次的蚊帳表面防蚊劑含量變化規律相同。

防蚊蚊帳防蚊劑含量在溫度為85℃時最高，在此溫度下偶聯劑能促使蚊帳表面粘附更多的防蚊劑，偶聯劑的活性得到充分發揮。防蚊蚊帳耐洗率隨偶聯劑固化溫度變化如圖7所示。

圖7　耐洗率隨偶聯劑固化溫度的變化

由圖可知，溫度由65℃升到90℃時耐洗率逐漸增大，之后隨著溫度升高耐洗率逐漸減小。耐洗率達到最高點時，蚊帳表面粘附的防蚊劑最為牢固，蚊帳在外界條件作用下，表面粘附的防蚊劑不容易脫離。

綜合考慮世界衛生組織對蚊帳表面防蚊劑含量和粘附牢度的要求，防蚊整理采取偶聯劑的固化溫度為85℃，此溫度作用下蚊帳表面不僅能粘附更多的防蚊劑而且表面防蚊劑粘附得更加牢固。

2.2.2膠黏劑固化溫度對防蚊性能的影響

膠黏劑固化溫度對防蚊性能的影響如表4所示。

表4　防蚊劑含量和耐洗率隨膠黏劑固化溫度的變化

防蚊蚊帳表面防蚊劑含量隨膠黏劑固化溫度的變化如圖8所示。

圖8　防蚊劑含量隨膠黏劑固化溫度的變化

由圖8所知，固化溫度由90℃上升到120℃，蚊帳表面防蚊劑含量隨之增大，溫度繼續增長，防蚊劑含量降低。未經洗滌的蚊帳表面防蚊劑含量和洗滌一次的蚊帳表面防蚊劑含量變化規律相同。

防蚊蚊帳表面防蚊劑含量在溫度為120℃時最高，蚊帳表面膠黏劑對于防蚊劑的粘附效果最好。固化溫度低，膠黏劑性能得不到充分發揮；固化溫度過高，蚊帳在烘干過程中表面會有藥劑散失，并且蚊帳表面手感干硬。

防蚊蚊帳耐洗率隨膠黏劑固化溫度的變化如圖9所示。

圖9　耐洗率隨膠黏劑固化溫度的變化

由圖9可知，溫度由90℃升到120℃時耐洗率逐漸增大，隨著溫度升高耐洗率趨于穩定。耐洗率達到最高點時，蚊帳表面粘附的防蚊劑最牢固，蚊帳表面防蚊劑在外界條件作用下不易散失。

結合世界衛生組織對蚊帳表面防蚊劑含量、蚊帳耐洗率的要求以及蚊帳處理后的手感等因素，最終采用的膠黏劑固化溫度為120℃。防蚊蚊帳表面的防蚊劑粘附牢固，而且蚊帳也較柔軟。

3　結論

根據世界衛生組織推薦的檢測方法，通過優化偶聯劑和膠黏劑的固化溫度，當偶聯劑固化溫度85℃時，膠黏劑的固化溫度為120℃時，蚊帳表面防蚊劑的粘附量和蚊帳的耐洗性能得到顯著提高，即，經藥物整理的長效防蚊蚊帳的防蚊性能有較大提高。

[1]楊艷,王朝陽.驅蚊蚊帳的制備和表征[J].合成材料老化與應用,2010,39(1):21—24.

[2]汪瓊,左瑩,張聞俊,等.高效液相色譜法測定驅蚊蚊帳中溴氰菊酯的含量[J].農藥,2007,46(7):467—470.

[3]王愛兵,朱小云,楊斌,等.防蚊整理研究進展[J].印染,2010，(4):49—51.

[4]潘健民,董紅霞.防蚊整理劑JYKPL-100的驅蚊及擊倒和致蚊死研究[J].印染助劑,2008,24(12):34—36.

[5]索紅燕,郭建生,周立亞，等.自制防蚊蚊帳殺蟲劑耐洗滌性能測試[J].上海紡織科技,2013,6(06):54—6.

ResearchonEffectofCuringTemperatureonAnti-mosquitoPerformance

Wang Hao, Guo Jiansheng, Chen Chong

(DonghuaUniversity,Shanghai201620,China)

Inthisexperiment,coatingmethodwasappliedtotheanti-mosquitofinishingprocessofthenet,highperformanceliquidchromatography(HPLC)wasusedtodetectthecontentofmosquitorepellentonthesurfaceofthenet.Anti-mosquitofinishingprocesswasaffectedbycuringtemperature,inordertofindthemostsuitablecuringtemperatureandthecuringtemperaturegradientexperimentwasset.

anti-mosquitoperformance;curingtemperature;washing;HPLC

2015-01-04

王浩(1989—)，男，山東青島人，碩士研究生。

TS109

A

1009-3028(2015)02-0052-05