王本上，陳明艷，吳新雷，邵彥坡

(美豐農(nóng)業(yè)科技(上海)有限公司，上海 200135)

甲基二磺隆是磺酰脲類(lèi)除草劑，作用機(jī)制主要是經(jīng)過(guò)植物莖葉吸收后在植物的韌皮部和木質(zhì)部傳導(dǎo)，同時(shí)還有少量通過(guò)土壤吸收后進(jìn)入植物體內(nèi)，抑制敏感植物體內(nèi)乙酰乳酸合成酶活性，使植物支鏈氨基酸的合成受到抑制，從而抑制植物細(xì)胞分裂，導(dǎo)致植物死亡。一般情況下，施藥2~4 h后，敏感雜草的吸收值達(dá)到高峰，2 d 后停止生長(zhǎng)，4~7 d 后葉片開(kāi)始變黃，產(chǎn)生黃化現(xiàn)象，隨后出現(xiàn)葉片枯萎，2~4 周后死亡?？梢苑莱←溙镆把帑湣⑷耕?、節(jié)節(jié)麥、看麥娘、日本看麥娘、多花黑麥草、罔草、棒頭草、早熟禾、硬草等多種禾本科雜草[1-2]。

炔草酯是一種含氟、具有光學(xué)活性的內(nèi)吸傳導(dǎo)性芳氧苯氧丙酸酯類(lèi)除草劑，主要用于小麥、黑麥和黑小麥等谷物田，苗后莖葉處理防除野燕麥、黑燕麥草、狗尾草和看麥娘等一年生禾本科雜草，其由植物的葉片和葉鞘吸收，經(jīng)韌皮部傳導(dǎo)并在植物體的分生組織內(nèi)累積，從而抑制乙酰輔酶A羧化酶，使脂肪酸合成停止，細(xì)胞生長(zhǎng)分裂受到影響，含脂膜系統(tǒng)受到破壞，最后導(dǎo)致植物死亡[3]。

目前已有不少企業(yè)獲得甲基二磺隆·炔草酯混劑登記證，且已登記并上市的也很多。但是由于2 者復(fù)配存在著制劑穩(wěn)定性和甲基二磺隆容易分解的問(wèn)題，市場(chǎng)上的產(chǎn)品質(zhì)量一直不穩(wěn)定?；诖耍P者開(kāi)展了配方優(yōu)化探索，成功研制出穩(wěn)定的22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑(OD)。現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)情況報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

原藥：甲基二磺隆(市售，含量≥95%)；炔草酯(市售，含量≥95%)；

潤(rùn)濕分散劑：Zephyrm PD7000 LQ、ATLOX 4912、ATLOX 4916、ATLOX 1086(禾大作物保護(hù)有限公司)。乳化劑：700#(烷基酚甲醛樹(shù)脂聚氧乙基醚)、BY125(蓖麻油聚氧乙烯醚)、601(烷基酚聚氧乙烯醚)、EL360 [克萊恩化工(中國(guó))有限公司]、AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)、ECO-20(蓖麻油聚氧乙烯醚)、JFC(脂肪醇聚氧乙烯醚)、6200S、6219-Y、6215-N(南京太化化工有限公司)；安全劑：吡唑解草酯(質(zhì)量分?jǐn)?shù)95%，江蘇聯(lián)凱生物科技有限公司)。穩(wěn)定劑GL/N(自制)。增稠劑：有機(jī)膨潤(rùn)土698、有機(jī)膨潤(rùn)土OF-102、白炭黑AEROSIL 380。溶劑：油酸甲酯1299、油酸甲酯1507、大豆油。以上助劑均為工業(yè)品，均為市售。

1.2 主要儀器設(shè)備

JH3102 電子天平(上海精密儀器廠生產(chǎn))；SF04KW 型攪拌砂磨分散多用機(jī)(萊州化工機(jī)械廠)；PHS-3E 精密pH 計(jì)(上海雷磁儀器廠)；DC-2006 型低溫恒溫槽(上海衡平儀器有限公司)；9070A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(北京陸希科技有限公司)；BT-9300ST激光粒度儀(丹東百特儀器有限公司)；MCR-102 型流變儀[奧地利安東帕(中國(guó))有限公司]；NDJ-1B 旋轉(zhuǎn)黏度儀(上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司)；高效液相色譜儀(安捷倫科技有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑制備

采用濕法研磨，先將一定量的介質(zhì)、乳化劑、分散劑、增稠劑、原藥按順序進(jìn)行投料。然后將混合物倒入砂磨機(jī)研磨腔研磨1.5~2.5 h，激光粒度分析儀檢測(cè)至物料D90≤5 μm，便停止研磨，過(guò)濾，即得到22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑。

1.3.2 22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑儲(chǔ)存物理穩(wěn)定性測(cè)定

以析油率(析油體積占總體積的百分比)表示儲(chǔ)存物理穩(wěn)定性。熱儲(chǔ)存為在(54±2)℃條件下儲(chǔ)存14 d，常溫儲(chǔ)存為在室溫(20±5)℃下靜置60 d，冷儲(chǔ)存為在(0±2)℃下靜置7 d，測(cè)定析油率和熱儲(chǔ)分解率，并觀察其外觀、流動(dòng)性及其他指標(biāo)[4-5]。

1.3.3 22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑流變學(xué)性能測(cè)定

采用MCR-102 型流變儀對(duì)油懸浮劑的流變學(xué)性能進(jìn)行測(cè)定。剪切速率范圍為0~120 s-1，剪切時(shí)間為120 s，100 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，按照儀器操作規(guī)程進(jìn)行操作，所測(cè)得數(shù)據(jù)由流變儀軟件自動(dòng)擬合，繪制黏度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線以及剪切力與剪切速率的關(guān)系曲線，以此判定懸浮體系的流變特性。

1.3.4 22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑其他指標(biāo)的測(cè)定

懸浮率測(cè)定：參照GB/T14825—2006 方法進(jìn)行。黏度測(cè)定：參照GB/T22235—2008 方法進(jìn)行。熱儲(chǔ)穩(wěn)定性測(cè)定：參照GB/T19136—2003 方法進(jìn)行。冷儲(chǔ)穩(wěn)定性測(cè)定：參照GB/T19137—2003 方法進(jìn)行。

1.3.5 田間藥效試驗(yàn)

對(duì)上述22%甲基二磺隆·炔草酯OD 配方進(jìn)行田間藥效試驗(yàn)。試驗(yàn)地塊選在江蘇淮安試驗(yàn)田。供試作物為蘇麥188。試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)4 次，共計(jì)16 個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為20 m2。藥前定點(diǎn)調(diào)查各處理區(qū)內(nèi)雜草株數(shù)，每小區(qū)取3 點(diǎn)，每點(diǎn)面積0.25 m2；藥后7、15、30 d 調(diào)查定點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的硬草和豬殃殃等雜草株數(shù)，藥后30 d 加測(cè)雜草鮮重，并計(jì)算對(duì)雜草的株防效。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

所得原始數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 處理后，采用IBMSPSS Statistics 20 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化劑的篩選

乳化劑在可分散油懸浮劑中的主要作用是在兌水稀釋時(shí)能夠充分乳化，形成穩(wěn)定的乳狀液以供噴霧使用。一般為2 種或多種乳化劑復(fù)配效果最佳[6]。根據(jù)文獻(xiàn)記載，乳化劑不僅對(duì)制劑的乳化效果有明顯影響，且不同乳化劑對(duì)樣品的熱儲(chǔ)析油量和熱儲(chǔ)變色情況有顯著影響。因此實(shí)際加工過(guò)程中除了關(guān)注乳化劑的乳化性能外，還應(yīng)關(guān)注其對(duì)樣品穩(wěn)定性能的影響[7]。

本研究考察了幾種常用乳化劑在添加量為15%時(shí)對(duì)制劑乳化性能的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同乳化劑對(duì)制劑乳化性能的影響

由表1 可知：?jiǎn)我蝗榛瘎┚荒苤苽淙榛粤己玫挠蛻腋?，原因是由于單一乳化劑不能完全滿(mǎn)足體系對(duì)HLB 值的要求，因此需要對(duì)其進(jìn)行復(fù)配組合以滿(mǎn)足產(chǎn)品對(duì)HLB 值的需求[8]。將篩選出來(lái)的幾個(gè)效果較好的乳化劑進(jìn)行復(fù)配組合，并對(duì)其乳化性能及物理穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同乳化劑復(fù)配對(duì)制劑性能的影響

由表2 可知：BY125+601 與EL360+6220S 復(fù)配后均能制備出乳化性能優(yōu)良的油懸浮劑。但不同乳化體系及乳化劑之間不同的添加比例對(duì)制劑的物理穩(wěn)定性和稀釋穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生不同的影響。其中BY125+601 配方常儲(chǔ)及熱儲(chǔ)均無(wú)異常，但冷儲(chǔ)產(chǎn)生析油及黏稠、膏化等現(xiàn)象。而EL360+6220S 組合復(fù)配后冷儲(chǔ)、熱儲(chǔ)、常儲(chǔ)均合格，且同一乳化劑組合不同比例對(duì)其析油率也產(chǎn)生不同的影響，最終選擇EL360 與6220S 復(fù)配，比例控制為4∶1。結(jié)果表明不同乳化體系不僅對(duì)制劑的乳化性能產(chǎn)生影響，而且還會(huì)影響制劑的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。這可能主要是跟乳化劑的類(lèi)型與原藥的匹配性有一定的關(guān)系。

2.2 分散劑的篩選

由于部分原藥等固體顆粒不溶于油相，只是懸浮于其中，在熱力學(xué)上屬于不穩(wěn)定體系且極易發(fā)生顆粒沉降、奧氏熟化等現(xiàn)象。因此，只靠乳化劑很難滿(mǎn)足制劑的物理穩(wěn)定性，還需加入一定量的分散劑。分散劑主要作用是使固體原藥顆粒在油類(lèi)分散介質(zhì)中長(zhǎng)期穩(wěn)定地均勻分散，防止樣品出現(xiàn)絮凝、粒徑長(zhǎng)大、儲(chǔ)存結(jié)塊等現(xiàn)象。因此分散性的使用對(duì)油懸浮劑的物理穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。本研究對(duì)幾種分散劑進(jìn)行篩選，研究了不同分散劑對(duì)22%甲基二磺隆·炔草酯OD 物理穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同分散劑對(duì)22%甲基二磺隆·炔草酯OD 物理穩(wěn)定性的影響

由表3 可知：不同分散劑及同一分散劑不同用量對(duì)制劑的懸浮率及物理穩(wěn)定性均產(chǎn)生不同的影響。以ATLOX 4912 及ATLOX 1086 為分散劑的樣品，懸浮率稍低，但在冷熱儲(chǔ)后均發(fā)生了黏底、膏化、析晶等現(xiàn)象。而以Zephyrm PD7000 LQ 與ATLOX 4916 為分散劑均可獲得良好的懸浮效果，但2 者的儲(chǔ)存穩(wěn)定性卻不盡相同。與Zephyrm PD7000 LQ 相比，ATLOX 4916 在冷熱儲(chǔ)后析油率低，且熱儲(chǔ)樣品未發(fā)生黏稠現(xiàn)象，因此選擇ATLOX 4916 為分散劑，用量為1.5%為宜。

2.3 增稠劑的篩選

增稠劑可以通過(guò)調(diào)節(jié)制劑的黏度來(lái)影響其流變性。根據(jù)Stocks 公式，懸浮制劑中粒子的沉降速率與制劑的黏度成反比。故此，在油懸浮劑中加入一定量的增稠劑，不但可以增加制劑的黏度，而且對(duì)制劑的物理穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。本研究對(duì)幾種增稠劑及其用量進(jìn)行篩選，分別研究不同增稠劑及用量對(duì)22%甲基二磺隆·炔草酯OD 物理穩(wěn)定性的影響，并檢測(cè)了添加不同增稠劑的流變學(xué)性質(zhì)，結(jié)果見(jiàn)表4、圖1。

圖1 添加不同增稠劑時(shí)制劑樣品常溫儲(chǔ)存后黏度變化曲線

表4 增稠劑對(duì)22%甲基二磺隆·炔草酯OD 物理穩(wěn)定性的影響

由表4 可以看出：以白炭黑為增稠劑，制劑的穩(wěn)定性最差，經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存后的樣品均發(fā)生沉淀、凝固等現(xiàn)象。而以膨潤(rùn)土698、OF-102 為增稠劑的配方冷儲(chǔ)、常儲(chǔ)均表現(xiàn)良好，但熱儲(chǔ)條件下，膨潤(rùn)土698更易發(fā)生黏稠、膏化等現(xiàn)象，影響制劑的流動(dòng)性，因此選用OF-102 為增稠劑，添加量為1.0%較為適宜。進(jìn)而從流變學(xué)角度對(duì)不同增稠劑進(jìn)行分析。結(jié)果見(jiàn)圖1。

從圖1 可以看出：以白炭黑為增稠劑的樣品黏度基本不發(fā)生變化，表現(xiàn)為牛頓流體的性質(zhì)，不具有觸變性，但以膨潤(rùn)土698、OF-102 為增稠劑的樣品，起始黏度較大，隨著剪切速率的增大黏度呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，表現(xiàn)為假塑性流體的性質(zhì)，具有一定的觸變性，而其中又以膨潤(rùn)土698 為增稠劑的樣品起始黏度更大，觸變性更明顯。當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到50 r/min 時(shí)，3 者黏度差別不大，但析油率卻明顯不同，以膨潤(rùn)土698、OF-102、白炭黑為增稠劑的樣品常儲(chǔ)到期后析油率分別為3.8%、28.5%、25.4%。添加1.0%OF-102 后，體系產(chǎn)生了極強(qiáng)的觸變性，對(duì)維持油懸浮劑的物理穩(wěn)定性起到明顯作用。

路福綏等[9]認(rèn)為，觸變性是影響農(nóng)藥懸浮體系穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素，穩(wěn)定性好的懸浮劑均具有一定的觸變性；當(dāng)體系表現(xiàn)出“剪切變稀”的假塑性特征時(shí)，懸浮劑的儲(chǔ)存穩(wěn)定性明顯提高。因此，從這一角度看，加入1.0%OF-102 使得油懸浮劑產(chǎn)生了一定的觸變性，從而有利于提高體系的物理穩(wěn)定性。

2.4 最佳配方的確定

通過(guò)多次篩選試驗(yàn)，最終確定22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑的最佳配方：甲基二磺隆2%、炔草酯20%、安全劑吡唑解草酯3%、乳化劑EL360 12%、6220S 3%，分散劑ATLOX 4916 1.5%，OF-102 1.0%，穩(wěn)定劑GL/N 1%，大豆油補(bǔ)至100%。該產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格(表5)。

表5 22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑的控制指標(biāo)及檢測(cè)結(jié)果

2.5 田間藥效

對(duì)上述研制的22%甲基二磺隆·炔草酯OD 進(jìn)行冬小麥田一年生雜草的防效試驗(yàn)。以30 g/L 甲基二磺隆可分散油懸浮劑、20%炔草酯微乳劑作為對(duì)照藥劑，以清水為空白對(duì)照，試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)4 次，共計(jì)16 個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為20 m2。雜草3~5 葉期進(jìn)行莖葉噴霧處理，分別于施藥后7、15、30 d 調(diào)查雜草株數(shù)，計(jì)算株防效，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 22%甲基二磺隆·炔草酯OD 對(duì)冬小麥田雜草防治效果

由表6 可知：30 g/L 甲基二磺隆OD、20%炔草酯ME 對(duì)冬小麥田的禾本科雜草防效較高，20%炔草酯ME 對(duì)闊葉雜草防效基本為零，相比之下，22%甲基二磺隆·炔草酯OD 對(duì)禾本科雜草及闊葉雜草均具有較高的防效，且藥后30 d，防效明顯高于20%炔草酯ME。說(shuō)明甲基二磺隆和炔草酯復(fù)配擴(kuò)大了殺草譜，且將其制備為油懸浮劑的持效期長(zhǎng)于微乳劑。

3 結(jié)論

油懸浮劑配方中，乳化劑、分散劑及增稠劑共同決定其物理穩(wěn)定性。本研究通過(guò)對(duì)以上幾種助劑的種類(lèi)及用量進(jìn)行篩選，研制出22%甲基二磺隆·炔草酯OD，并以冷、熱、常儲(chǔ)后的外觀、析油率及流變學(xué)性質(zhì)為指標(biāo)，對(duì)各配方的物理穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)定，確定了22%甲基二磺隆·炔草酯可分散油懸浮劑的最佳配方。該制劑不僅加工工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，對(duì)環(huán)境友好，對(duì)使用者安全，而且對(duì)冬小麥田一年生雜草有較好的防治效果，具有良好的創(chuàng)新性和市場(chǎng)前景。