一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂及其制备方法，以羧甲基壳聚糖、明胶、β‑甘油磷酸钠复配制得壳聚糖基溶胶‑凝胶体系，即减缓植物叶面水分蒸发速率的抑制剂。本发明专利技术制备工艺简单，将制备的溶胶体系喷施于叶面上，可快速自铺展形成一层无色透明的溶胶膜层，夏季环境温度升高，溶胶膜层转变为凝胶薄层，凝胶的三维网状结构能够有效锁住水分，抑制叶面水分的蒸发。本发明专利技术制备的产品能够有效延长叶面水分停留时间，尤其在西北高温干旱地区有良好应用可行性。若将本品结合农药使用，能够大大延长农药作用时间，增强农药作用力度，在农药减量增效上有极高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物保湿领域，涉及防止植物叶面水份蒸发，由其是一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂及其制备方法。
技术介绍
中国干旱地区的区域面积占全国总面积的60％，干旱造成的经济损失占各类自然灾害总经济损失的35％。植物在种植生长过程中，需要大量的水分，而植物叶面因蒸腾作用会丢失大量水分，若不能及时有效的补充水分会导致植物枯萎、病虫害爆发等问题，植物难以生长存活。我国西北地区水资源匮乏、气候干燥、日照时间长，水分蒸发速度更快，不利于作物的生长，且病虫害极易发生，采用化学农药防治是目前农业解决病虫害问题不可避免的方法。在喷药过程中，由于水分蒸发过快，无法准确判断喷洒进程，极易造成重复喷洒或局部漏喷的现象，给田间定量喷药操作带来困难。同时，环境气温过高，农药喷施在植物叶面上因水分蒸发而未渗透至虫害部位就已干化呈粉化脱落，农药施用效率过低，不得不提升其施加量，导致植物及土壤农药残留超标问题。对我国食品安全及水土资源污染带来了很大的威胁，同时农残超标也严重地影响我国农作物出口，影响我国经济发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂及其制备方法，本抑制剂能最大限度地抑制液体危化品的挥发，及时有效地减少泄漏所造成的人身危害及环境污染。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂的制备方法，步骤如下：(1)室温下将壳聚糖加入到氢氧化钠溶液中，碱化10～20小时，加入无水乙醇，得5％～20％(w/v)的壳聚糖溶液。(2)将氯乙酸溶解于无水乙醇中，充分溶解，得浓度为20％～65％(w/v)氯乙酸乙醇溶液，搅拌下逐滴滴加入壳聚糖溶液中，室温下反应2～8小时，50～75℃继续反应0.5～4小时。(3)冷却后用冰醋酸调节溶液pH为6～8，冷却后减压抽滤，产物用乙醇水溶液洗涤至滤液中无Cl-残留。烘箱干燥产物得羧甲基壳聚糖。(4)室温搅拌下，将制备的羧甲基壳聚糖加入酸溶液中缓慢溶解，继续搅拌1～2小时，得浓度为1％～5％(w/v)澄清透明的羧甲基壳聚糖溶液。(5)将明胶溶于去离子水中，充分溶解，滴加入羧甲基壳聚糖溶液中，得明胶-羧甲基壳聚糖混合溶液。(6)将β-甘油磷酸钠溶于去离子水中，充分溶解，得浓度为20％～40％(w/v)的β-甘油磷酸钠溶液。(7)室温持续搅拌下，将β-甘油磷酸钠溶液缓慢滴加入明胶-羧甲基壳聚糖混合溶液中，持续搅拌20～40分钟，得澄清透明的明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系。(8)将明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系置于温度为30～70℃的环境中，体系发生溶胶-凝胶转变，形成明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物凝胶体系。所述步骤(1)中壳聚糖分子量为15～35万，脱乙酰度为90.0％～99.9％。所述步骤(1)中氢氧化钠浓度为30％～60％，壳聚糖碱溶液浓度为10％～40％。所述步骤(2)中氯乙酸与壳聚糖质量比为1：(0.5～1.2)。所述步骤(3)中乙醇水溶液浓度为75％～85％(v/v)。所述步骤(4)中羧甲基取代度为0.10～0.65。所述步骤(4)中酸溶液为0.1～1mol·L-1的盐酸或乙酸溶液。所述步骤(5)中明胶的浓度为20％～50％。所述步骤(5)中明胶与壳聚糖质量比为1：(1～3)。所述步骤(7)中β-甘油磷酸钠溶液缓慢滴加速度为3～5秒每滴。所述步骤(7)中明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系中羧甲基壳聚糖与β-甘油磷酸钠的质量比为1：(0.2～2)。按照本专利技术制备的壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂在植物叶面保水方面的应用。本专利技术的优点和积极效果是：1、本抑制剂将温度响应溶胶-凝胶相转化应用于植物叶面保水，减少叶面水分蒸发的方面，抑制剂在界面张力作用下可在叶片表面快速自铺展形成一层致密且无色透明的溶胶膜层，外界环境温度达到相转变点时，抑制剂由溶胶转化为凝胶，其三维网状结构能够牢牢锁住水分，可有效延缓叶面水分蒸发速率，有效延长叶面水分停留时间，尤其在西北高温干旱地区有良好应用可行性。2、本抑制剂在叶面形成的薄膜，只抑制叶片表面水分蒸发，不影响植物叶片氧气和二氧化碳的透过，对植物的光合作用无影响。3、本抑制剂采用壳聚糖为原料，是一种资源丰富且廉价易得的天然高分子，具有良好的生物安全性和化学稳定性，抑制剂能够在自然环境下降解，不会对环境和植物造成不良影响。4、本抑制剂具有良好的配伍性能，实际测试表明可与常用杀虫药和叶面肥混合使用，不影响药效和肥效。5、本抑制具有良好的生物安全性和化学稳定性，不会对环境和植物造成不良影响。若将本品结合农药使用，能够大大延长农药作用时间，增强农药作用力度，在农药减量增效上有极高的应用价值。附图说明图1为本抑制剂凝胶体系SEM图像；图2不同温度条件下抑制剂的作用时间；图3不同风力条件下抑制剂的作用时间；图4不同温度条件下抑制剂的水分保留率；图5不同温度条件下抑制剂的抑制水分蒸发率；图6不同温度条件下抑制剂的蒸发速率。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。实施例1(1)室温下将5g壳聚糖加入到50g30％的氢氧化钠溶液中，碱化12小时，加入30mL无水乙醇，得7.7％(w/v)的壳聚糖溶液。(2)将5g氯乙酸溶解于10mL无水乙醇中，充分溶解，得浓度为50％(w/v)氯乙酸乙醇溶液，搅拌下逐滴滴加入壳聚糖溶液中，室温下反应2小时，50℃继续反应1小时。(3)冷却后用冰醋酸调节溶液pH为6.5，冷却后减压抽滤，产物用75％乙醇水溶液洗涤至滤液中无Cl-残留。烘箱干燥产物得羧甲基壳聚糖。(4)室温搅拌下，将1g羧甲基壳聚糖加入50mL0.1mol·L-1的盐酸溶液中缓慢溶解，继续搅拌1小时，得浓度为2％(w/v)澄清透明的羧甲基壳聚糖溶液。(5)将5g明胶溶于20mL去离子水中，充分溶解，滴加入羧甲基壳聚糖溶液中，得明胶-羧甲基壳聚糖混合溶液。(6)将0.6gβ-甘油磷酸钠溶于3mL去离子水中，充分溶解，得浓度为20％(w/v)的β-甘油磷酸钠溶液。(7)室温持续搅拌下，将β-甘油磷酸钠溶液以3秒每滴速度、缓慢滴加入明胶-羧甲基壳聚糖混合溶液中，持续搅拌20分钟，得澄清透明的明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系。(8)将明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系置于温度为32℃的环境中，体系发生溶胶-凝胶转变，形成明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物凝胶体系。实施例2(1)室温下将5g壳聚糖加入到50g40％的氢氧化钠溶液中，碱化14小时，加入20mL无水乙醇，得10％(w/v)的壳聚糖溶液。(2)将5g氯乙酸溶解于10mL无水乙醇中，充分溶解，得浓度为50％(w/v)氯乙酸乙醇溶液，搅拌下逐滴滴加入壳聚糖溶液中，室温下反应3小时，60℃继续反应2小时。(3)冷却后用冰醋酸调节溶液pH为7，冷却后减压抽滤，产物用80％乙醇水溶液洗涤至滤液中无Cl-残留。烘箱干燥产物得羧甲基壳聚糖。(4)室温搅拌下，将1g羧甲基壳聚糖加入40mL0.1mol·L-1的盐酸溶液中缓慢溶解，继续搅拌1小时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂的制备方法，步骤如下：(1)室温搅拌下，将制备的羧甲基壳聚糖加入酸溶液中缓慢溶解，继续搅拌1～2小时，得浓度为1％～5％，w/v，澄清透明的羧甲基壳聚糖溶液；(2)将明胶溶于去离子水中，充分溶解，滴加入羧甲基壳聚糖溶液中，得明胶‑羧甲基壳聚糖混合溶液；(3)将β‑甘油磷酸钠溶于去离子水中，充分溶解，得浓度为20％～40％，w/v，的β‑甘油磷酸钠溶液；(4)室温持续搅拌下，将β‑甘油磷酸钠溶液缓慢滴加入明胶‑羧甲基壳聚糖混合溶液中，持续搅拌20～40分钟，得澄清透明的明胶‑羧甲基壳聚糖/β‑甘油磷酸钠配合物溶胶体系；(5)将明胶‑羧甲基壳聚糖/β‑甘油磷酸钠配合物溶胶体系置于温度为30～70℃的环境中，体系发生溶胶‑凝胶转变，形成明胶‑羧甲基壳聚糖/β‑甘油磷酸钠配合物凝胶体系，即为本抑制剂。

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂的制备方法，步骤如下：(1)室温搅拌下，将制备的羧甲基壳聚糖加入酸溶液中缓慢溶解，继续搅拌1～2小时，得浓度为1％～5％，w/v，澄清透明的羧甲基壳聚糖溶液；(2)将明胶溶于去离子水中，充分溶解，滴加入羧甲基壳聚糖溶液中，得明胶-羧甲基壳聚糖混合溶液；(3)将β-甘油磷酸钠溶于去离子水中，充分溶解，得浓度为20％～40％，w/v，的β-甘油磷酸钠溶液；(4)室温持续搅拌下，将β-甘油磷酸钠溶液缓慢滴加入明胶-羧甲基壳聚糖混合溶液中，持续搅拌20～40分钟，得澄清透明的明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系；(5)将明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物溶胶体系置于温度为30～70℃的环境中，体系发生溶胶-凝胶转变，形成明胶-羧甲基壳聚糖/β-甘油磷酸钠配合物凝胶体系，即为本抑制剂。2.根据权利要求1所述的壳聚糖基植物叶面水分蒸发抑制剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中羧甲基壳聚糖的制备方法为：步骤如下：①室温下将分子量为15～35万，脱乙酰度为90.0％～99.9％的壳聚糖加入到浓度为30％～60％氢氧化钠溶液中，碱化10～20小时，壳聚糖碱溶液浓度为10％～40％，碱化后加入无水乙醇，得5％～20％，w/v，的壳聚糖溶液；②将氯乙酸溶解于无水乙醇中，充分溶解，得浓度为20％～65％，w/v，氯乙酸乙醇溶液，搅拌下逐滴滴...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴燕，律喆，王丹丹，彭啸，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12