陳新春， 齊 武， 劉德友， 姚明德(.南京紅太陽(yáng)生物化學(xué)有限公司,江蘇南京 0047； .南京第一農(nóng)藥集團(tuán)有限公司,江蘇南京 300)

15%高效氟吡甲禾靈水乳劑的開發(fā)與應(yīng)用

陳新春1， 齊 武2， 劉德友2， 姚明德2
(1.南京紅太陽(yáng)生物化學(xué)有限公司,江蘇南京 210047； 2.南京第一農(nóng)藥集團(tuán)有限公司,江蘇南京 211300)

高效氟吡甲禾靈是選擇性苗后除草劑，具有內(nèi)吸活性，被植物葉片吸收后傳導(dǎo)到其他各部位，對(duì)闊葉草坪或作物如豆科植物、棉花和油料作物等田內(nèi)的一年生或多年生禾本科雜草具有較好防效。同等劑量下,15%高效氟吡甲禾靈水乳劑藥效優(yōu)于108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油。

水乳劑； 高效氟吡甲禾靈； 除草劑

水性化制劑是以水作為介質(zhì)或稀釋劑的一類農(nóng)藥加工劑型，這類劑型具有低藥害、低毒性、易稀釋、非易燃易爆、易使用和對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn)。水乳劑作為水性化制劑的一種，是當(dāng)前農(nóng)藥中技術(shù)含量高，且具開發(fā)前景的一種新劑型，是最具“綠色”特性的劑型之一[1]。因此，不用或少用有害溶劑的水乳劑日益受到重視，發(fā)展速度加快。但是，就目前國(guó)內(nèi)的研究狀況以及市場(chǎng)上的投放品種來(lái)看，我國(guó)水乳劑無(wú)論是質(zhì)量還是數(shù)量都與國(guó)外產(chǎn)品有一定差距。

高效氟吡甲禾靈是一種苯氧羧酸類除草劑，是脂肪酸合成抑制劑，屬新一代氟代雜環(huán)高效除草劑。適用于闊葉作物田，如大豆、花生、棉花、甜菜、油菜等，可有效地防除匍匐草、野燕麥、早雀麥、狗牙根等一年生和多年生禾本科雜草，也可用于苗圃除草。高效氟吡甲禾靈具有高效低毒、殺草譜廣、施藥期長(zhǎng)、對(duì)作物高度安全、傳導(dǎo)性好、持效期長(zhǎng)等特點(diǎn)。目前我國(guó)只有少數(shù)廠家生產(chǎn)，其產(chǎn)品均為乳油制劑。乳油制劑均主要采用芳香族有機(jī)溶劑作為載體配制。由于芳香族有機(jī)溶劑如二甲苯、甲苯、溶劑油等對(duì)環(huán)境有污染，有關(guān)環(huán)保組織已對(duì)此類溶劑的使用進(jìn)行控制，不用或少用芳香族有機(jī)溶劑已成為研制制劑的方向。水包油型乳劑，這種油水分散體系早在19世紀(jì)初期已有人開始在農(nóng)藥制劑開發(fā)中進(jìn)行了研究，但是水包油型乳劑屬于不穩(wěn)定體系，易發(fā)生分層等現(xiàn)象，迄今在常規(guī)農(nóng)藥制劑品種中水乳劑占據(jù)份額極小。

為了不使用或盡量降低芳香類有機(jī)溶劑的使用量，減少有機(jī)溶劑對(duì)環(huán)境污染，保護(hù)生產(chǎn)者、使用者及其他有益生物，開發(fā)高效氟吡甲禾靈水乳劑，以水代替有機(jī)溶劑,提高生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存的安全性。

1 材料與方法

1.1 藥品與試劑

供試除草劑有95%高效氟吡甲禾靈原油(南京紅太陽(yáng)股份有限公司生產(chǎn))、108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油(美國(guó)陶氏益農(nóng)公司生產(chǎn))。乳化劑為工業(yè)級(jí)，有烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、EO-PO嵌段化合物等。溶劑為工業(yè)級(jí)，有二甲苯、植物源溶劑等及其混合體。水為自來(lái)水、去離子水。其他助劑為國(guó)產(chǎn)分析純，有乙二醇、丙二醇等。

1.2 研究方法

1.2.1 溶劑的選擇 取高效氟吡甲禾靈原油分別溶解于二甲苯、植物源溶劑及其混合體，形成油相。利用比重儀器測(cè)定20 ℃時(shí)油相的比重，同時(shí)將此油相密封放入0 ℃冰箱中，低溫冷藏7 d，觀察其結(jié)晶情況。

1.2.2 乳化劑的選擇[2-5]農(nóng)藥配方中應(yīng)用最多的是陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，在水乳劑中也不例外，不同的乳化劑組合對(duì)水乳劑的物理穩(wěn)定性有很大的影響，采用的乳化劑單體為目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容易采購(gòu)的乳化劑，將乳化劑形成不同的組合，利用高速剪切機(jī)進(jìn)行混合，采用直接配方、重復(fù)試驗(yàn)的方法對(duì)乳化劑作了篩選，配制水乳劑。

1.2.3 共乳化劑和抗凍劑及其他成分的選擇 二元醇類在水乳劑中即可以作為抗凍劑，又可作為共乳化劑，能夠有助于降低油水之間的表面張力，提高非離子表面活性劑的性能[6]。試驗(yàn)對(duì)丙二醇和乙二醇進(jìn)行了考察。

1.2.4 水乳劑加工設(shè)備、加工方式的選擇 將確定好的15%高效氟吡甲禾靈水乳劑的各個(gè)組分按照規(guī)定量分別使用恒速攪拌器、高速分散均質(zhì)機(jī)和超聲波凈洗機(jī)進(jìn)行混合，利用同一種加工設(shè)備使用直接乳化法、反相乳化法和D相乳化法進(jìn)行加工[7]，得到三個(gè)水乳劑樣品。

1.3 分析方法[8-9]

1.3.1 乳液穩(wěn)定性的測(cè)定 將供試水乳劑用標(biāo)準(zhǔn)硬水稀釋200倍，于30 ℃恒溫水浴中靜置1 h取出，觀察乳液的分離情況，若上無(wú)浮油下無(wú)沉淀，則穩(wěn)定性合格。

1.3.2 析水率的測(cè)定 將10 mL樣品裝入10 mL安瓿瓶中，封口，在54 ℃恒溫箱放置14 d，取出后觀察乳液的分離情況。有油相析出為不合格。只有水相與白色乳液分離的樣品用直尺測(cè)量水相的高度與整個(gè)樣品的高度，二者相除再乘以100%,即得析水率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溶劑及其加入量對(duì)高效氟吡甲禾靈溶解性的影響

根據(jù)高效氟吡甲禾靈在各種溶劑中的溶解情況及測(cè)定其比重(表1)，確定選用的溶劑品種和溶劑用量。試驗(yàn)表明，15%高效氟吡甲禾靈水乳劑中使用植物源溶劑與二甲苯混合體(2 ∶1)，其油相密度趨近于水的密度，可以更好地防止水乳劑出現(xiàn)因密度差異太大造成乳析的產(chǎn)生。

表1 高效氟吡甲禾靈在溶劑中的溶解情況

2.2 不同乳化劑組合對(duì)水乳劑穩(wěn)定性的影響

農(nóng)藥水乳劑中乳化劑的作用是降低表面和界面張力,將油相分散乳化成微小油珠,懸浮于水相中,形成乳狀液。農(nóng)藥配方中應(yīng)用最多的是陰離子和非離子表面活性劑。在水乳劑中,大部分陰離子表面活性劑都會(huì)引起水乳劑配方不穩(wěn)定 ,易引起分層,包括析水或析油 (水乳劑允許有少量水析出，而不允許有析油)[10]。一個(gè)例外是分子量較大的磷酸酯類表面活性劑,它可以有效的控制水乳劑的聚結(jié)和絮凝現(xiàn)象。另外，HLB值在12～18以上的非離子表面活性劑應(yīng)用較多，如33#、HLB值較大的烷基聚氧乙烯醚、烷基苯基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯等乳化劑[2，9，11]。采用直接配制、重復(fù)試驗(yàn)的方法對(duì)乳化劑作了篩選,結(jié)果見表2。

從表2可知,9、10號(hào)配方較合理,用其配制出的產(chǎn)品流動(dòng)性好,無(wú)熱貯，無(wú)析水,沒(méi)有絮凝。

表2 乳化劑篩選試驗(yàn)結(jié)果

注：表中析水率為在 54 ℃± 2 ℃,14 d的體積比。評(píng)價(jià)欄中，“-”表示“差”，“ +”表示“一般”，“++”表示“較好”。

2.3 不同加工設(shè)備、不同加工方式對(duì)水乳劑的影響

2.3.1 水乳劑加工設(shè)備的選擇 用不同的加工設(shè)備制備水乳劑，得到三個(gè)樣品，由于制劑的析水率是水乳劑物理穩(wěn)定性的一個(gè)直觀表現(xiàn)，所以對(duì)這些樣品進(jìn)行熱貯14 d、冷貯7 d后測(cè)定其析水率(表3)。

從表3可以看出，不同加工設(shè)備提供的機(jī)械能各不相同，恒速攪拌器不能提供足夠的能力形成所需的液滴，所以配制的樣品析水率在熱貯、冷貯前后都比較高。高速分散均質(zhì)機(jī)中的定子-轉(zhuǎn)子構(gòu)造可供給較高的機(jī)械能。超聲波提供給水乳劑的能量可能更高，但是超聲波由于其過(guò)高的能量可能使表面活性劑產(chǎn)生某種化學(xué)變化，使水乳劑出現(xiàn)析水，且超聲波設(shè)備價(jià)格較為昂貴，不適合大生產(chǎn)。

表3 不同加工設(shè)備加工水乳劑的析水率

2.3.2 水乳劑加工方式的選擇 由試驗(yàn)所取得的3個(gè)不同加工方式的水乳劑樣品，進(jìn)行熱貯14 d、冷貯7 d后測(cè)定對(duì)比析水率，結(jié)果如表4。從表4可知，直接乳化形成的水乳劑析水率均高于反相乳化和D相乳化法生產(chǎn)的水乳劑，而反相乳化法和D相乳化法樣品析水率相近。從加工過(guò)程看，反相乳化中當(dāng)加入一定的水時(shí)體系會(huì)形成凝膠狀，不利于攪拌。而D相乳化沒(méi)有這種現(xiàn)象，可應(yīng)用于大生產(chǎn)。

表4 不同加工方式加工水乳劑的析水率

2.4 水乳劑的配方確定

綜合以上影響15%高效氟吡甲禾靈水乳劑穩(wěn)定性的各種因素，經(jīng)反復(fù)篩選試驗(yàn)確定其配方見表5。

按照此配方配制的水乳劑各項(xiàng)指標(biāo)符合水乳劑的質(zhì)量要求(表6)。

表5 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑最佳配方

注：加工設(shè)備為高速分散均質(zhì)機(jī)，加工方式為D相乳化。

表6 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)

2.5 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑防除禾本科雜草田間藥效試驗(yàn)

高效氟吡甲禾靈乳油已經(jīng)被大量應(yīng)用于防除闊葉作物如油菜、大豆等田中的禾本科雜草，并且藥效優(yōu)異于當(dāng)前其他常規(guī)藥劑。本試驗(yàn)將15%高效氟吡甲禾靈水乳劑與108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油(高效蓋草能)對(duì)比，試驗(yàn)地禾本科雜草以稗草、狗尾草、金狗尾草、馬唐、野燕麥、牛筋草等為主，以篩選出合適的15%高效氟吡甲禾靈水乳劑使用濃度。試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理：10.8%高效氟吡甲禾靈乳油900 mL/hm2,15%高效氟吡甲禾靈水乳劑900 mL/hm2、600 mL/hm2、450 mL/hm2,以噴清水為對(duì)照，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑對(duì)大豆田禾本科雜草防效

由表7可知，15%高效氟吡甲禾靈水乳劑對(duì)大豆田禾本科雜草防除效果較好，持效性長(zhǎng)，藥后30 d達(dá)到最佳效果。試驗(yàn)中未見15%高效氟吡甲禾靈水乳劑對(duì)大豆產(chǎn)生藥害。

3 結(jié)論

15%高效氟吡甲禾靈水乳劑是高效氟吡甲禾靈乳油的替代品種，能夠節(jié)省大量的溶劑，降低了加工成本。在生產(chǎn)過(guò)程中降低了可燃性、危險(xiǎn)性大的芳烴類的大量使用，可以達(dá)到清潔生產(chǎn)和安全生產(chǎn)。在使用過(guò)程中可以避免大量溶劑對(duì)土壤、地下水等的污染。所以水乳劑將產(chǎn)生比乳油更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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S482.4+1

A

1003-935X(2010)01-0024-03

2009-10-30

陳新春(1971—)，男，江蘇高淳人，工程師，從事化工工藝技術(shù)研究。Tel:(025)57888680。