本發(fā)明屬于農(nóng)藥高效利用，具體涉及一種生物降解纖維及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、農(nóng)藥作為農(nóng)業(yè)投入品，在保障糧食生產(chǎn)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。作物葉片表面角質(zhì)層主要由不溶性結(jié)構(gòu)聚酯組成，對(duì)用于遞送有效成分的載體有重大影響。例如，水稻葉片表面具有乳突狀突起結(jié)構(gòu)，它賦予了葉片各向流動(dòng)性、超疏水性和低粘附性，對(duì)水稻葉片表面的農(nóng)藥沉積構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)。并且，由于環(huán)境因素特別是降雨因素，加劇了農(nóng)藥液滴在作物葉片表面沉積不良的問題，農(nóng)藥利用率會(huì)大幅降低至25％以下。事實(shí)上，60～90％的農(nóng)藥會(huì)在噴灑后流動(dòng)而偏離作物葉片。
2、生物材料及其微納加工技術(shù)在農(nóng)藥輸送載體開發(fā)中的應(yīng)用，為提高農(nóng)藥利用率提供了機(jī)會(huì)。基于角質(zhì)層的微納米尺度形態(tài)特征和化學(xué)性質(zhì)來調(diào)節(jié)載體，以增強(qiáng)非共價(jià)力或?qū)崿F(xiàn)拓?fù)淦ヅ洌殉蔀殛P(guān)鍵的研究策略。目前，能夠與葉片表面的微納結(jié)構(gòu)形成拓?fù)淦ヅ涞牟牧希饕小懊弊印毙蚸anus載體、海膽狀聚合物納米載體、帶刺的絲蛋白微膠囊和帶刺的空心硅，這些載體增強(qiáng)了對(duì)葉片的粘附力，提高了抗雨水沖刷能力。并且，這些載體表面的官能團(tuán)可以與脂肪酸、醇類或葉蠟層中的醛形成非共價(jià)鍵，從而增強(qiáng)其對(duì)葉表面的親和力。雖然上述載體在葉片中的持留性得到了提高，但是持留率還不太理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種生物降解纖維及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的生物降解纖維在葉片中的持留率高。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種生物降解纖維，包括聚羥基丁酸酯和通過酰胺鍵修飾在所述聚羥基丁酸酯上的脂肪烴基團(tuán)；所述脂肪烴基團(tuán)的末端含有一個(gè)氨基；所述脂肪烴基團(tuán)的碳原子數(shù)為6個(gè)；所述生物降解纖維的長徑比為6.7～14。
4、優(yōu)選的，所述聚羥基丁酸酯的重均分子量為700000～900000，直徑可以為1～2μm，平均長度為10.1～19.6μm。
5、本發(fā)明還提供了上述方案所述生物降解纖維的制備方法，包括以下步驟：
6、將聚羥基丁酸酯和烴溶劑混合后依次進(jìn)行靜置和靜電紡絲，得到靜電紡絲纖維薄膜；
7、將所述靜電紡絲纖維薄膜、1,6-己二胺和異丙醇混合進(jìn)行氨解反應(yīng)，得到所述生物降解纖維。
8、優(yōu)選的，所述聚羥基丁酸酯的質(zhì)量和烴溶劑的體積之比為600～800mg:10ml。
9、優(yōu)選的，所述靜置的時(shí)間為6～12h。
10、優(yōu)選的，所述靜電紡絲的正電壓為4～6kv，負(fù)電壓為-2.6～-2.8kv，推注速度為0.12～0.2mm/min，針頭與接收器距離為20～23cm，溫度為25～29℃，相對(duì)濕度為48～52％。
11、優(yōu)選的，所述靜電紡絲纖維薄膜和1,6-己二胺的質(zhì)量比為250:625～1250；所述1,6-己二胺的質(zhì)量和異丙醇的體積之比為(625～1250)mg:25ml。
12、優(yōu)選的，所述氨解反應(yīng)在油浴條件中進(jìn)行；所述氨解反應(yīng)的溫度為35～50℃，保溫時(shí)間為6.5～20h。
13、本發(fā)明還提供了上述方案所述生物降解纖維或上述方案所述制備方法得到的生物降解纖維作為農(nóng)用化學(xué)品遞送載體的應(yīng)用。
14、優(yōu)選的，所述應(yīng)用的方法包括以下步驟：將聚羥基丁酸酯、農(nóng)用化學(xué)品和烴溶劑混合后依次進(jìn)行靜置和靜電紡絲，得到含農(nóng)用化學(xué)品的靜電紡絲纖維薄膜；將所述含農(nóng)用化學(xué)品的靜電紡絲纖維薄膜、1,6-己二胺和異丙醇混合進(jìn)行氨解反應(yīng)后與水混合制備懸浮液，得到負(fù)載農(nóng)用化學(xué)品的生物降解纖維懸浮液，然后將所述負(fù)載農(nóng)用化學(xué)品的生物降解纖維懸浮液噴施在目標(biāo)作物的葉片上；所述聚羥基丁酸酯和農(nóng)用化學(xué)品的質(zhì)量比為6～9:1。
15、本發(fā)明提供了一種生物降解纖維。本發(fā)明提供的生物降解纖維具有聚羥基丁酸酯骨架，氨基官能團(tuán)的引入賦予了活性成分酸性緩釋特性，具有良好控釋性，增強(qiáng)了活性成分的可噴涂性和精準(zhǔn)輸送。本發(fā)明提供的生物降解纖維長徑比合適，可以在微觀水平上匹配水稻葉片的乳突狀結(jié)構(gòu)，從而有效地錨定在水稻葉片乳突的間隙內(nèi)，有效提高了持留率，同時(shí)提高了抗雨水沖刷性能和潤濕性，在降雨條件下仍然保持良好的抑菌效果。與傳統(tǒng)的微球相比，wilhelmy法測得的持留量提高了3.19倍，40°噴施法測得的持留量提高了1.47倍，熒光強(qiáng)度測得的持留量提高了2.59倍，通過高效液相色譜法測得的持留率提高了1.43倍。
16、本發(fā)明還提供了上述方案所述生物降解纖維的制備方法。本發(fā)明以可生物降解的聚羥基丁酸酯(poly(3hb-co-4hb)，簡記為phb)為原料，首先通過靜電紡絲制備得到纖維材料，然后通過氨解的特異性和溫和性，將纖維材料長度減小到合適長徑比，長徑比可控，同時(shí)氨解過程中引入了親水性基團(tuán)，提高了生物降解纖維的懸浮穩(wěn)定性，使其能夠制備成懸浮液噴施使用。
17、本發(fā)明還提供了上述方案所述生物降解纖維或上述方案所述制備方法得到的生物降解纖維作為農(nóng)用化學(xué)品遞送載體的應(yīng)用。本發(fā)明提供的生物降解纖維能夠作為載體遞送農(nóng)用化學(xué)品，例如殺菌劑，具有更高的抑菌活性和良好的生物安全性，尤其對(duì)黃瓜灰霉病和水稻紋枯病具有良好的抑菌活性，推進(jìn)了精準(zhǔn)農(nóng)藥輸送，解決了農(nóng)藥藥液粘附性差的問題，提高農(nóng)藥利用率的同時(shí)減小了環(huán)境影響。本發(fā)明為材料設(shè)計(jì)和微界面工程提供了一種創(chuàng)新的方法，有望裝載生物農(nóng)藥、昆蟲信息素、植物生長調(diào)節(jié)劑和rnai等農(nóng)用化學(xué)品，為農(nóng)藥高效利用提供綠色安全的解決方案。
1.一種生物降解纖維，包括聚羥基丁酸酯和通過酰胺鍵修飾在所述聚羥基丁酸酯上的脂肪烴基團(tuán)；所述脂肪烴基團(tuán)的末端含有一個(gè)氨基；所述脂肪烴基團(tuán)的碳原子數(shù)為6個(gè)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解纖維，其特征在于，所述聚羥基丁酸酯的重均分子量為700000～900000，直徑可以為1～2μm，平均長度為10.1～19.6μm。
3.權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述生物降解纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述聚羥基丁酸酯的質(zhì)量和烴溶劑的體積之比為600～800mg:10ml。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述靜置的時(shí)間為6～12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲的正電壓為4～6kv，負(fù)電壓為-2.6～-2.8kv，推注速度為0.12～0.2mm/min，針頭與接收器距離為20～23cm，溫度為25～29℃，相對(duì)濕度為48～52％。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲纖維薄膜和1,6-己二胺的質(zhì)量比為250:625～1250；
8.根據(jù)權(quán)利要求3或7所述的制備方法，其特征在于，所述氨解反應(yīng)在油浴條件中進(jìn)行；所述氨解反應(yīng)的溫度為35～50℃，保溫時(shí)間為6.5～20h。
9.權(quán)利要求1～2任一項(xiàng)所述生物降解纖維或權(quán)利要求3～8任一項(xiàng)所述制備方法得到的生物降解纖維作為農(nóng)用化學(xué)品遞送載體的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用的方法包括以下步驟：