固化温度对防蚊蚊帐表面防蚊剂含量的影响研究

王　浩,郭建生,陈　翀

(东华大学，上海 201620)

固化温度对防蚊蚊帐表面防蚊剂含量的影响研究

王浩,郭建生,陈翀

(东华大学，上海 201620)

文章采用涂层法对蚊帐进行防蚊整理，通过高效液相色谱法(HPLC)检测防蚊蚊帐表面防蚊剂的含量。固化温度能影响防蚊整理过程，为寻找最适的固化温度，在防蚊整理过程中设置固化温度梯度实验。

防蚊性能；固化温度；水洗；高效液相色谱法

世界卫生组织规定长效防蚊蚊帐表面防蚊剂的含量在2.5g/kg(±25%)为标准有效，在此范围内对蚊虫触杀效果好，并且具有低毒、高效、低残留等特点[1-2]。

偶联剂预整理使蚊帐表面形成一层网状结构，有助于药物与蚊帐粘合得更加牢固。胶黏剂则是在药物整理过程中与防蚊剂混合成溶液，使防蚊剂更加容易和牢固地粘附在蚊帐表面。蚊帐预整理使用的偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷，药物整理使用的是聚氨酯类胶黏剂，偶联剂和胶黏剂的作用效果直接影响防蚊蚊帐表面防蚊剂的含量和粘附牢度，进而影响蚊帐防蚊性能好坏。固化温度就是影响偶联剂和胶黏剂作用效果的关键因素。

长效防蚊蚊帐的防蚊性能是指蚊帐表面防蚊剂的粘附量以及防蚊剂的粘附牢度，防蚊剂粘附牢度用蚊帐洗涤后表面药物残留率表示。采用正相高效液相色谱法—内标法检测蚊帐表面的含药量。

1　实验原料与实验方法

1.1蚊帐

实验用蚊帐由11.1tex/24f涤纶丝经编制成，白色，网眼数平均在24～26个/cm2[3]，实验用样布规格为50cm×25cm长条。

1.2药品(见表1)

表1　药品

1.3蚊帐整理工艺

蚊帐(经前处理)→预整理(一浸一轧，轧液率40%～50%，烘干)→药物整理(一浸一轧，轧液率40%～50%，烘干)

前处理：去油灵1.4g/L，纯碱2g/L，冰醋酸0.5g/L。将混合溶液放入大烧杯，用酒精灯将溶液煮沸，蚊帐布样放进煮沸的溶液中处理15min，随后将蚊帐布在去离子水中清洗2～3次，去除蚊帐表面油污等杂质。

预整理：用去离子水配制偶联剂的水溶液，电磁搅拌器搅拌溶液至均匀。将蚊帐布样平铺在30cm×50cm倒有偶联剂溶液的搪瓷托盘中，布样经导布辊导入轧车，轧液后放入烘箱，1min后取出布样。

药物整理：配置含有胶黏剂和防蚊剂的整理液，用超声波分散震荡混合溶液，直至胶黏剂和杀虫剂完全分散在去离子水中。将预整理过的蚊帐布样平铺在倒有整理液的搪瓷托盘中，布样经导布辊导入轧车，轧液后放入烘箱，1min后取出布样。

1.4水洗方法

根据国际农药协作分析委员会(CIPAC)规定的长效防蚊蚊帐洗涤方法，一个洗涤循环：洗涤剂洗→水洗(两次)→烘干。

1.4.1洗涤剂制备

将适量聚乙二醇单硬脂酸酯加入小烧杯中，将烧杯放入50℃的恒温水浴锅，聚乙二醇单硬脂酸酯开始熔融，粘性降低。在盛有80mL去离子水的烧杯中加入12g油酸钠并搅拌均匀。待聚乙二醇单硬脂酸酯熔融均匀后，称取8g熔融聚乙二醇单硬脂酸酯加入准备好的油酸钠溶液中。最后将盛有混合溶液的烧杯放在电磁搅拌器搅拌，温度50℃，直至搅拌均匀，即是洗涤用标准洗涤剂。

1.4.2洗涤过程

洗涤剂洗：将待洗蚊帐布放入盛有500mL去离子水的螺旋口容量瓶中，向容量瓶加入2.5mL配置好的标准洗涤剂，扭紧瓶盖，将瓶子上下翻转10次，确保待洗样完全浸湿。将容量瓶放在往复式水浴恒温振荡仪上洗涤，水温保持30℃±2℃，120rpm。10min后用镊子取出样品，甩动样品，去除表面残留洗涤剂。

水洗：将经过洗涤剂洗后的样品，放入盛有500mL去离子水的螺旋口容量瓶中，扭紧瓶盖，将瓶子上下翻转10次，确保待洗样完全浸湿。将容量瓶放在往复式水浴恒温振荡仪上洗涤，水温保持30℃±2℃，120rpm。10min后用镊子取出样品。重新换取500mL去离子水，重复上述步骤再次水洗。

烘干：经过水洗后的蚊帐布，在室温条件下晾干30min，要避免阳光直射。将晾干的蚊帐布放入40℃烘箱，时间22h±2h，取出后进行下一次洗涤循环。

1.5检测方法

整理样品的防蚊剂含量采用正向高效液相色谱法—内标法检测，邻苯二甲酸二丙酯为检测用内标。

1.5.1操作条件

流量1.3mL/min，匀速流动；分析柱:AthenaSilica，5μm，4.6×150mm；柱温35℃；进样量20μL；检测波长236nm；检测时间10min。

1.5.2试剂

流动相(MP)：异辛烷+1，4二氧六环：(V:V=95：5)；内标(IS)：溶于萃取剂中浓度为0.5mg/mL的邻苯二甲酸二丙酯；萃取剂(ES):异辛烷+1，4-二氧六环:(V:V=95：5)；溴氰菊酯标准液(DS)：溶于萃取剂中浓度为0.6mg/mL的溴氰菊酯标准品。

1.5.3内标-防蚊剂标准品的保留时间

使用高效液相色谱仪依次检测内标溶液以及溴氰菊酯标准液，分别得到内标以及溴氰菊酯标准品的色谱图，得到各自的出峰时间如图1、图2所示。

图1　内标色谱图

图2　防蚊剂色谱图

根据图1、图2色谱图得知内标和防蚊剂的保留时间分别是3.8min和5.4min。

1.5.4标准曲线制备

通过制备标准曲线不仅可以计算待测样的上药浓度，也可以验证实验操作的准确性。根据表2配置不同浓度的溴氰菊酯标准品溶液C1、C2、C3、C4、C5，在高效液相色谱仪中进样检测，分别得到对应的色谱图。

表2　不同浓度溴氰菊酯溶液配方

其中，标准品溶液C1对应的色谱图如图3所示。

图3　标准品溶液C1色谱图

根据测得的HPLC谱图，以防蚊剂与内标峰面积之比为纵坐标，防蚊剂浓度为横坐标计算得出峰面积对标准溶液的质量浓度回归方程：y=0.0309x+0.0546，相关系数R2为0.999。防蚊剂标准曲线如图4所示。

图4　防蚊剂标准曲线

2　温度梯度实验

实验中影响防蚊蚊帐表面防蚊剂含量的其它因素保持恒定，例如偶联剂浓度、交联剂浓度、防蚊剂浓度等。蚊帐预整理过程中预设的偶联剂固化温度为65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃，药物整理过程中预设的胶黏剂固化温度为90℃、100℃、110℃、120℃、130℃。

2.1待测样及样品溶液制备

将药物整理后的蚊帐沿对角线取样，取到待测样的各个部位[4]。检测分析用的蚊帐网片为1～2cm2的正方形。向100mL容量瓶中加入0.4g待测样，将1mL内标标准液(溶于萃取剂中的浓度为0.5mg/mL的邻苯二甲酸二丙酯)，14mL萃取剂(异辛烷+1,4-二氧六环=95：5)依次加入容量瓶。将盛有待测样的容量瓶放入超声波震荡器中常温处理15min，取出后再放入35℃往复式水浴恒温振荡器振荡30min，转速160rpm，保证样品上有效成分被充分萃取。每个温度梯度需要3块样布，最后取3次检测的平均值作为检测结果[5]。将所测样品洗涤一次后，检测样品表面药物含量，计算表面药物残留率。

蚊帐样品洗涤处理前后纤维表面变化如图5所示。

图5　蚊帐样品洗涤处理前后纤维表面变化

通过扫描电镜照片可直观看出，经过药物整理后蚊帐布表面药物颗粒的变化，洗涤后药物颗粒明显减少。

2.2实验数据分析

根据国际农药分析会CIPAC关于防蚊剂标准要求并且结合高效液相色谱图得到防蚊剂含量计算方程。

式中，

C1：防蚊剂浓度μg/mL

V1：萃取剂体积mL

W：样品质量g

SDM：溴氰菊酯峰面积

SIs：内标峰面积

2.2.1偶联剂固化温度对防蚊性能的影响

偶联剂固化温度对防蚊性能影响的实验结果如表3所示。

表3　防蚊剂含量和耐洗率随偶联剂固化温度的变化

防蚊蚊帐表面防蚊剂含量随偶联剂固化温度的变化如图6所示。

图6　防蚊剂含量随偶联剂固化温度变化图

由图6可知，预处理温度由65℃升到85℃，蚊帐表面防蚊剂含量增加，温度继续增长，防蚊剂含量降低。未经洗涤的蚊帐表面防蚊剂含量和洗涤一次的蚊帐表面防蚊剂含量变化规律相同。

防蚊蚊帐防蚊剂含量在温度为85℃时最高，在此温度下偶联剂能促使蚊帐表面粘附更多的防蚊剂，偶联剂的活性得到充分发挥。防蚊蚊帐耐洗率随偶联剂固化温度变化如图7所示。

图7　耐洗率随偶联剂固化温度的变化

由图可知，温度由65℃升到90℃时耐洗率逐渐增大，之后随着温度升高耐洗率逐渐减小。耐洗率达到最高点时，蚊帐表面粘附的防蚊剂最为牢固，蚊帐在外界条件作用下，表面粘附的防蚊剂不容易脱离。

综合考虑世界卫生组织对蚊帐表面防蚊剂含量和粘附牢度的要求，防蚊整理采取偶联剂的固化温度为85℃，此温度作用下蚊帐表面不仅能粘附更多的防蚊剂而且表面防蚊剂粘附得更加牢固。

2.2.2胶黏剂固化温度对防蚊性能的影响

胶黏剂固化温度对防蚊性能的影响如表4所示。

表4　防蚊剂含量和耐洗率随胶黏剂固化温度的变化

防蚊蚊帐表面防蚊剂含量随胶黏剂固化温度的变化如图8所示。

图8　防蚊剂含量随胶黏剂固化温度的变化

由图8所知，固化温度由90℃上升到120℃，蚊帐表面防蚊剂含量随之增大，温度继续增长，防蚊剂含量降低。未经洗涤的蚊帐表面防蚊剂含量和洗涤一次的蚊帐表面防蚊剂含量变化规律相同。

防蚊蚊帐表面防蚊剂含量在温度为120℃时最高，蚊帐表面胶黏剂对于防蚊剂的粘附效果最好。固化温度低，胶黏剂性能得不到充分发挥；固化温度过高，蚊帐在烘干过程中表面会有药剂散失，并且蚊帐表面手感干硬。

防蚊蚊帐耐洗率随胶黏剂固化温度的变化如图9所示。

图9　耐洗率随胶黏剂固化温度的变化

由图9可知，温度由90℃升到120℃时耐洗率逐渐增大，随着温度升高耐洗率趋于稳定。耐洗率达到最高点时，蚊帐表面粘附的防蚊剂最牢固，蚊帐表面防蚊剂在外界条件作用下不易散失。

结合世界卫生组织对蚊帐表面防蚊剂含量、蚊帐耐洗率的要求以及蚊帐处理后的手感等因素，最终采用的胶黏剂固化温度为120℃。防蚊蚊帐表面的防蚊剂粘附牢固，而且蚊帐也较柔软。

3　结论

根据世界卫生组织推荐的检测方法，通过优化偶联剂和胶黏剂的固化温度，当偶联剂固化温度85℃时，胶黏剂的固化温度为120℃时，蚊帐表面防蚊剂的粘附量和蚊帐的耐洗性能得到显著提高，即，经药物整理的长效防蚊蚊帐的防蚊性能有较大提高。

[1]杨艳,王朝阳.驱蚊蚊帐的制备和表征[J].合成材料老化与应用,2010,39(1):21—24.

[2]汪琼,左莹,张闻俊,等.高效液相色谱法测定驱蚊蚊帐中溴氰菊酯的含量[J].农药,2007,46(7):467—470.

[3]王爱兵,朱小云,杨斌,等.防蚊整理研究进展[J].印染,2010，(4):49—51.

[4]潘健民,董红霞.防蚊整理剂JYKPL-100的驱蚊及击倒和致蚊死研究[J].印染助剂,2008,24(12):34—36.

[5]索红燕,郭建生,周立亚，等.自制防蚊蚊帐杀虫剂耐洗涤性能测试[J].上海纺织科技,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，山东青岛人，硕士研究生。

TS109

A

1009-3028(2015)02-0052-05