呂文東
農(nóng)藥懸浮劑為不水溶固體農(nóng)藥或不水溶液體農(nóng)藥在水或油中的分散體。該農(nóng)藥懸浮劑是指以水為分散介質(zhì),將原藥、助劑(潤濕分散劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑和消泡劑等)經(jīng)濕法超微粉碎制得的農(nóng)藥劑型。該劑型的優(yōu)點是可與水任意比例均勻混合分散,不受水質(zhì)和水溫的影響,使用方便,不易污染環(huán)境,可直接或稀釋后噴霧的理想劑型。近年來,隨著人們安全意識和環(huán)保意識的不斷增強,農(nóng)藥水基性制劑受到高度重視,其研制技術也成為當前的熱點。
吡唑醚菌酯又稱唑菌胺酯。唑菌胺酯(試驗代號:BAS500F,單劑商品名稱:Headline、Insignia、Cabrio、Attitide、F500,混劑商品名稱:Opear或Bauxit或Coach由唑菌胺酯和氟環(huán)唑組成,Density或Opponent或Optimo由唑菌胺酯和氟環(huán)唑和醚菌酯組成)是巴斯夫公司繼醚菌酯(BAS490F)之后于1993年發(fā)現(xiàn)的另一種新型廣譜甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑。由于其毒性低,對靶標生物安全,對使用者和環(huán)境安全友好,被US-EPA列為“減小風險的候選藥劑”。吡唑醚菌酯純品外觀為白色至淺米色無味結(jié)晶體。熔點:63.7-65.2℃;蒸氣壓(20-25℃);2.6×10-8pa;溶解度(20℃,g/100mL):水(蒸餾水)0.00019,正庚烷0.37,甲醇10,乙腈≥50,甲 苯、二氯甲烷≥57,丙酮、乙酸乙酯≥65,正辛醇2.4, DMF43;正辛醇/水分配系數(shù):logKow4.18(pH6.5); 穩(wěn)定性:純品在水溶液中光解半衰期0.06d(1.44h)。懸浮劑加工方便,成本較低,且藥效較高,加工成懸浮劑更加環(huán)保,利于農(nóng)民的使用,故本課題把吡唑醚菌酯加工成懸浮劑這一綠色環(huán)保的劑型。本文首先對25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的穩(wěn)定劑進行了選擇,在此基礎上對潤濕分散劑、結(jié)構調(diào)節(jié)劑、消泡劑、防腐劑、防凍劑進行了系統(tǒng)的研究,確定了25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的最適配方,并對各項理化性質(zhì)進行了檢測,各項指標合格。
1 實驗材料與方法
1.1 實驗原料
吡唑醚菌酯原藥:含量≥95%;穩(wěn)定劑:BHA、BHT、BBW;潤濕分散劑:苯乙基酚聚氧乙烯醚類(農(nóng)乳601、602)、脂肪醇聚氧乙烯醚(WF)、苯乙烯基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚(寧乳33#)、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物硫酸鹽(sopa-270)、木質(zhì)素磺酸鈣(木鈣)、亞甲基雙萘磺酸鹽(NPF)、亞甲基雙甲基萘磺酸鈉(TDF)、聚苯乙烯丙烯酸羧酸鹽共聚物(DF)高分子嵌段聚醚(P10500);結(jié)構調(diào)節(jié)劑:硅酸鎂鋁、白炭黑、黃原膠、淀粉、羧甲基纖維素鈉;防腐劑:AQ;防凍劑:丙二醇。
1.2 主要儀器設備
0.1L立式砂磨機(沈陽化工研究院),Mastersizer 2000激光粒度儀(英國馬爾文),A201 型旋轉(zhuǎn)式粘度計(美國博力飛),1120安捷倫液相色譜儀(美國安捷倫)。
1.3 試驗方法
1.3.1 穩(wěn)定劑的篩選
加入同一分散劑與不同的穩(wěn)定劑將吡唑醚菌酯加工成懸浮劑,熱貯后測定吡唑醚菌酯的分解率。
1.3.2 流點法
首先將吡唑醚菌酯原藥粉碎至25μm左右,貯存于廣口瓶中密封備用。將各種分散劑分別配成5%的水溶液,充分振蕩使之溶解,放入容量瓶中備用,將50ml小燒杯置于電子天平上稱重,加入5.0g(精確至0.0001g)粉碎好的原藥,然后用滴管慢慢滴加配制好的5%分散劑的水溶液,邊滴加邊用小玻璃棒仔細研磨攪拌,直至呈漿狀物,可以從玻璃棒上自由滴下為止,記錄滴加水溶液的質(zhì)量(精確至0.0001g),重復4次,用如下公式計算分散劑對供試原藥流點:
1.3.3 粒徑的測定
將吡唑醚菌酯、水和潤濕分散劑(吡唑醚菌酯25%、分散劑固定用量2%、余量為水)按照一定比例配好,與物料按照體積比1∶1.2加入鋯珠,于立式砂磨機中砂磨2小時,采用激光粒度儀測定體系粒徑,并按照GB/T19137-2003進行低溫貯存,按照GB/T19136-2003方法進行熱貯,測定冷貯和熱貯對粒徑的影響,根據(jù)懸浮劑粒徑的分布和變化來選擇潤濕分散劑。
1.3.4 粘度的測定
選用A201型旋轉(zhuǎn)粘度計測定懸浮液的粘度值,平行測定兩次取其平均值。
1.3.5 結(jié)構調(diào)節(jié)劑的篩選
按照1.3.3的方法,加入結(jié)構調(diào)節(jié)劑,分別測定冷貯、熱貯和常溫下制劑的外觀變化及析水率。
2 配方篩選
2.1 穩(wěn)定劑的篩選
吡唑醚菌酯在水溶液中光解半衰期0.06d(1.44h),添加穩(wěn)定劑后吡唑醚菌酯的分解率見表1。
由表1可以看出,添加BBW后吡唑醚菌酯的分解率最小,因此在三種穩(wěn)定劑中,BBW的效果最好,因此選擇BBW作為吡唑醚菌酯的穩(wěn)定劑。
2.2 分散劑流點測定
流點法系用含有5%潤濕分散劑的溶液,使一定細度不溶于該溶液的單位質(zhì)量固體粉末成糊狀至形成液滴滴下所需溶液的最少量,顯然,流點與潤濕分散劑的活性和固體物的細度有關,即分散劑的活性越高,流點越低;固體活性物越細,其流點越高。因此,對某一農(nóng)藥來說,濕潤分散劑對其性能越優(yōu)越,所用分散劑量就越少;固體活性物粉碎得越細,其用量越接近懸浮劑所需濕潤分散劑的量。
用這種方法可以測出不同潤濕分散劑和同一固體活性物的流點。流點最小的一個就是該制劑所需的最好的潤濕分散劑。試驗結(jié)果表明:WF、601、602、分散劑NPF、TDF、DF、P10500的流點均在較低范圍內(nèi),可以作為進一步選擇的對象,見表2。
流點法比較直觀和具體,但對分散效果相近的潤濕分散劑不易區(qū)分,在流點測定的基礎上還需要測定分散劑對粒徑影響。
2.3分散劑粒徑的測定
懸浮劑是熱力學上不穩(wěn)定體系,分散在懸浮液中的粒子必然會在重力作用下發(fā)生自由下沉,導致分層和沉淀現(xiàn)象的發(fā)生。研磨粒子的粒徑當然愈小愈好,當粒子小到布朗運動擴散足以抵消粒子沉降時,該體系應該最穩(wěn)定??墒菍嶋H上,加工這樣的懸浮劑是難以做到的。經(jīng)過試驗,粒子研磨太小,能耗也高,時間長,設備也不一定能達到要求。粒子太大,易于沉降或加入結(jié)構調(diào)節(jié)劑量太多,容易影響產(chǎn)品流動性和傾倒性,還相應增加了成本。控制吡唑醚菌酯懸浮劑的平均粒徑在1~2μm以下為好。
加入不同分散劑砂磨所得25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的粒徑結(jié)果如表3,結(jié)果顯示:各種分散劑均能加工成流動性比較好的懸浮液,但農(nóng)乳601,農(nóng)乳602,分散劑NPF所得25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的粒徑比較大或是熱貯后粒徑變大,不適合作為吡唑醚菌酯懸浮劑的分散劑。因此,選取WF、TDF、P10500進行進一步的篩選。