2025年11月13日，在AgroPages世界农化网主办的第六届国际农化制剂与应用技术高峰论坛 (FAT 2025)上，河北农信集团股份有限公司常务副总经理罗湘仁做了题为《微囊悬浮剂CS破局：以底层机理为核心，搭建配方、工艺与场景应用的全链路联动体系》的报告。
报告指出，当前微胶囊技术面临原药理化缺陷、产业化工艺复杂、评价体系不完善等痛点，用户需求正从缓释向控释转变，并强调速效与持效兼顾。通过解析微胶囊的制备方法（如原位聚合与界面聚合）与释放机制，提出以场景为导向的研发路径，并结合叶面喷施、地下防治和果蔬保鲜等具体案例，展示了如何通过壁材设计、粒径控制与工艺参数优化实现性能突破。产业化方面，罗总重点指出了原位聚合和界面聚合两种工艺在生产中易出现的问题，强调通过精确控制聚合工艺参数并建立自动化生产体系，解决微胶囊从实验室研发到规模化生产过程中的质量控制与工艺放大难题，来确保大规模生产的产品质量稳定、可控。最后，报告展望了微胶囊技术在智能化、响应型释放及系统化生产方面的未来发展方向。
罗湘仁，河北农信集团股份有限公司 常务副总经理
一、技术痛点与市场需求变革
微囊悬浮剂作为当前农业制剂领域的热点剂型，虽前景广阔，但仍面临诸多亟待解决的问题，主要集中在三个方面。其一，制剂化合物普遍存在理化性能缺陷，如辛硫磷、噻唑膦等易分解，功夫菊酯、联苯菊酯等对皮肤有刺激性，1-MCP 运输不便，吡唑醚菌酯对水生生物具有高毒性等，这些问题亟需通过剂型创新予以破解。其二，产业化落地面临困局，壁材合成反应剧烈且难以控制，工序复杂对操作要求极高，多数制剂企业缺乏自动化控制系统，熟练工人培养周期长，严重制约了规模化生产。其三，评价体系与法规监管尚不健全，释放标准、包覆率检测方法及环境风险评估标准等仍需完善。
从市场需求来看，四大变革趋势日益凸显。应用场景呈现多元化特征，微胶囊已广泛用于地上防治（封闭类、叶喷类）、地下防治（缓释药肥、种子处理剂）及保鲜处理（防病与缓熟）等多个领域；技术需求从传统缓释向精准控释升级，形成了机械力释放、环境应激释放及特定条件释放（酶响应、磁响应、红外线响应等）的多元化释放体系；施药方式不断革新，从传统喷雾、喷粉、拌种，发展到飞防、滴灌、树干注射等新型方式；用户期望持续提升，不仅要求药效优于传统制剂，更追求速效性与持效期的双重保障，尤其对于叶喷杀虫剂，既希望施药后快速见效，又要求长期维持防效。面对这些需求，我们提出 "用户思维，场景导向" 的开发理念，为不同应用场景量身定制解决方案。
二、底层机理：释放机制与性能突破
微胶囊的制备方法多样，主要分为聚合反应法、相分离法、物理及机械法和新型制备方法（如纳米微胶囊、聚乳酸微球）四大类。其中，产业化应用最广泛的是原位聚合法和界面聚合法。
微胶囊的释放机制核心遵循费克扩散定律，释放速率受囊壁表面积、厚度、结构、扩散系数、分配系数及囊壁内外浓度差等多重因素影响。其释放响应方式灵活多样，包括温度响应、pH 响应、近红外响应、磁响应和酶响应等。
微胶囊之所以能实现速效性与持效期并存，主要基于三大特性：一是囊壁孔径存在大小差异，大孔可实现有效成分快速释放，小孔则保障缓慢释放；二是不同颗粒间囊壁的致密度及交联度不完全一致，致密度松的颗粒迅速破裂释放成分保证速效性，致密度紧的颗粒通过溶蚀作用缓慢释放延长持效期；三是具备合适的粒径分布，较小且均匀的粒径符合生物摄食最佳粒径（BOD），保证作物或害虫上的展布面积，同时释放机理呈现阶段性特征，前期为零级释放保障速效性，后期为一级释放维持持效期。
三、场景导向的全链路研发路径
我们围绕叶面喷施、地下防治、保鲜处理三大核心场景，构建了全链路研发体系，开发出多款针对性产品。
（一）叶喷场景导向：22% 功夫・噻虫嗪微囊悬浮 – 悬浮剂（ZC）
叶喷场景对产品的核心需求是速效性好、持效期长、剂型差异化显著，同时需解决高效氯氟氰菊酯转位、致痒问题及飞防桶混时的絮凝、膏化、分层风险。我们选择界面聚合法进行制备，该方法具有生产效率高、成本可控、工艺易调控等优势，可通过调节搅拌速率、单体配比等参数精准控制壳层厚度与结构。
在配方开发中，通过壁材比例筛选确定 8% 囊材用量、1:10 配比为最优方案，此时包封率达 95.8%，囊体大小均匀，游离率仅 0.2%；表面活性剂筛选中，EO-PO2#、磷酸酯、共聚物等助剂表现优异，可有效提升体系兼容性；同时对噻虫嗪进行纳米化处理，进一步优化桶混性能。
生产工艺上，在 EW 阶段调节剪切做功控制粒径，CS 成囊过程调节搅拌速度，水性囊材加入时精准控制滴加速度，最终形成微米级与纳米级共存的粒径分布体系（EW 体系 D90=3.0μm，CS 体系 D90=0.7μm）。
田间试验结果显示，该产品稀释 1500 倍喷施后，1 天对蚜虫防效达 54.62%，与常规 SC 剂型（53.58%）相当，体现出优异速效性；3 天防效提升至 77.43%，7 天达 94.97%，20 天仍维持 93.62% 的高防效，较常规 SC 剂型（72.38%）持效期延长 5 天左右，完美实现了速效与持效的平衡。
（二）地下处理导向：10% 阿维・高氯微囊悬浮 – 水乳剂
地下防治场景主要针对地蛆、地老虎、蝼蛄等地下害虫，核心需求是持效期达 15 天以上，实现引诱杀虫（引诱害虫向地面聚集），同时解决高效氯氟氰菊酯转位问题。我们的研发策略是加大囊壁厚度（壁材比例提升 20%），通过变频搅拌控制粒径（D90=5.1μm），并筛选专用引诱剂。
胡萝卜地蛆防治试验表明，该产品 100 倍灌根后，24 小时死虫聚集在胡萝卜中上部危害区，对中下部危害区地蛆仍保持较高活性；1 天防效达 94.33%，3 天达 96.56%，7 天达 92.88%，20 天仍有 90.54% 的防效，较传统水乳剂持效期延长 7 天以上，显著优于常规剂型。
（三）保鲜导向：20% 咪鲜胺微囊悬浮剂（CS）
保鲜场景对产品的核心要求是无有机溶剂味道、无化学气味，持效期满足冷库存储至少 4 个月，且浸果安全。我们通过优化囊材（调整多元胺含量比例）、改进生产工艺（实现更小粒径与更丰富表活体系），使产品粒径 99.99% 集中在 0.000-1.000μm 区间，接近纳米级。
葡萄保鲜试验结果显示，该产品 1500 倍液处理后，室温条件下 15 天烂果率仅 1.6%，30 天为 2.4%，45 天为 5%，显著低于常规 EW 剂型（分别为 3%、6%、20%）；冷藏条件下保鲜效果更优，15 天烂果率 1%，30 天 1.6%，45 天 2%，且无任何有机溶剂气味，冷藏条件下持效期可达 120 天以上，完美满足保鲜存储需求。
四、产业化攻坚：工艺放大与精准控制
微胶囊技术从实验室走向产业化，面临显著的放大效应挑战，需针对原位聚合和界面聚合两种主流工艺的核心难点制定精准控制策略。
（一）原位聚合工艺控制
以 23% 功夫菊酯微胶囊为例，其生产流程涉及预聚体制备、乳化、调酸、聚合、固化等多个环节，核心控制要点如下：
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赋型剂选择：加入氯化钠作为赋型剂可使囊壁光滑致密，而不加赋型剂则囊壁粗糙疏松，差异显著。
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油相加入速度：550kg/h 为适宜速度，过快导致有机相液滴分散不及时，囊壁黏连甚至整釜固化；过慢则粒径分布宽，后期固化难操作。
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调酸介质与过程控制：5% 氯化铵溶液为最优调酸介质，可使平均粒径 D50 达 6.87μm，粒径分布均匀；调酸过程需采用 "前高后低" 的浓度策略，滴加速度控制在 1-2 小时，终点 pH 值稳定在 3.5-4.5，避免浓度过高导致爆聚或过低影响生产效率。
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固化条件：最佳固化温度为 40-45℃，固化时间 3-5 小时，温度过高易爆聚，过低则反应不完全，囊壁易开裂；固化后需加入乳化剂和分散剂，解决游离有机相乳化不完全和颗粒分散问题。
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关键风险控制：针对生产过程中的 pH 延迟和温度延迟问题，需配备在线 pH 监测仪和插入体系中部的温度探头，采用 DCS 连锁控制，最大程度降低延迟效应影响。
（二）界面聚合工艺控制
界面聚合生产效率高，反应相对温和，但仍存在系列关键问题：
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常见问题及原因：剪切时膏化多因油相溶解反应、异氰酸酯反应过快或温度与剪切速度不当；水相囊皮加入时膏化源于剪切破乳、稀释倍数不足或反应过速；粒径不增大则与异氰酸酯反应黏连、乳化分散体系不合适相关；热储结块分层多由剪切粒径过粗或囊芯反应不完全导致；后期胀气则与粒径过大、搅拌时间不足或反应骤冷有关。
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核心控制要素：壁材选择需匹配反应速率常数，优先选择反应速率适中的芳香族异氰酸酯与多元胺，避免反应过快难以控制或过慢影响效率；反应温度控制在 60-100℃为宜，溶剂需具备良好的异氰酸酯溶解性。
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异常处理方法：出现膏化时，及时加入表面活性剂水溶液降低体系黏度与温度，便于后续砂磨；粒径不合格时，延长 EW 阶段剪切时间，或采用多批次协同处理；反应过程中若出现剧烈反应导致体系膏化，立即加入表面活性剂水溶液作为反应终止剂，稀释体系阻断反应，避免整釜固化。
五、未来展望：智能化、精准化与系统化
微囊悬浮剂技术的未来发展将围绕 "控释化、多元化、智能化" 三大方向展开。在技术层面，将实现从缓释到精准控释的跨越，进一步优化速效性与持效期的平衡，拓展酶响应、pH 响应、机械力响应等多元化响应机制，推动纳米微囊、凝胶微囊、微球微囊等新型产品研发；在研发模式上，拥抱人工智能与大数据技术，通过高通量筛选、实验机器人与智能监控，结合 AI 数据分析，大幅提升研发效率；在产业化层面，构建系统化、数据化、智能化的生产管理体系，整合 DCS 与 MES 系统，精准控制搅拌速度、催化条件等关键参数，实现工艺优化；在应用场景上，依托 AI 技术实现病虫害智能识别、精准用药指导，推动智慧农业发展，为农民提供更高效、更安全、更便捷的农业解决方案。
微囊悬浮剂技术的创新与突破，始终以 "为农民服务" 为使命，以 "做一个创造幸福的企业" 为愿景。我们坚信，通过持续的技术攻关与场景化创新，微囊悬浮剂将在农业绿色发展中发挥更大作用，为保障粮食安全、提升农产品品质、促进农民增收贡献更多力量。
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