方 峰,韋茂春,賴開平,葉一強(qiáng),梁元耀,馬就慶
(廣西壯族自治區(qū)化工研究院,廣西 南寧 530001)
近年來農(nóng)藥水基化、粒狀、緩釋、多功能、高含量及環(huán)保型綠色農(nóng)藥劑型逐漸取代乳油,成為農(nóng)藥制劑技術(shù)開發(fā)的主流。農(nóng)藥油懸浮劑(Oil miscible flowable concentrate, OF)是農(nóng)藥新劑型發(fā)展的一個(gè)方向,它是用植物油或其他生物溶劑作載體,通過加入分散劑及乳化劑等助劑,使原藥在載體中形成穩(wěn)定的懸浮體系,具有環(huán)保特點(diǎn)。由于油性助劑黏著性好,與水懸浮劑相比,藥效發(fā)揮更充分[1~2]。
莠滅凈是一種三嗪類選擇性輸導(dǎo)型莖葉處理劑,具有土壤封閉的特點(diǎn),易溶于有機(jī)溶劑,殺草譜廣,對(duì)闊葉、禾本科、莎草科雜草均有效,適用于甘蔗、柑橘、玉米等多種作物田的雜草防治[3]。目前,莠滅凈劑型有可濕性粉劑(WP)、水分散粒劑(WDG)和懸浮劑(SC)[4],但尚未見油懸浮劑的相關(guān)報(bào)道。筆者對(duì)40%莠滅凈油懸浮劑的溶劑和助劑進(jìn)行了篩選,以期為莠滅凈油懸浮劑的開發(fā)提供理論依據(jù)。
1.1.1 藥劑與試劑
95%莠滅凈原藥,分散劑:D-1002、DSC-2002、D-425、MF;乳化劑:農(nóng)乳504#(十二烷基苯磺酸鈣)、602#(苯乙基酚聚氧乙烯醚)、1601#(三苯乙烯基酚聚氧乙烯聚丙烯醚)、BY-125(蓖麻油聚氧乙烯醚)、700#(烷基酚甲醛樹脂聚氧乙烯醚)、NP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)、AEO-3(脂肪醇聚氧乙烯醚)、S-80(失水山梨醇單油酸酯);增稠劑:膨潤土、黃原膠、白炭黑;消泡劑:S(有機(jī)硅乳化體);溶劑:大豆油、油酸甲酯、脂肪酸甲酯。
1.1.2 儀器
BS600H型電子天平,JRJ-300- Ⅰ高速剪切乳化攪拌機(jī),超聲波清洗器,LS-POP(Ⅲ)激光粒度儀,小型立式砂磨機(jī),冰箱,水浴鍋,恒溫箱。
1.2.1 工藝流程
1.2.2 操作步驟
按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配比分別稱取原藥、助劑及油等各組分共200g,加入砂磨釜中混合,用高速剪切攪拌機(jī)進(jìn)行預(yù)分散3~5min,再加入500mL直徑為1~2mm的氧化鋯珠,轉(zhuǎn)速1500r·min-1,研磨中加入少許消泡劑,室溫下砂磨3 h,用LS-POP (Ⅲ)激光粒度儀檢測(cè),直至達(dá)到所要求的粒度為止,過濾,進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的分析檢測(cè)。
1.2.3 油懸浮劑理化性能的測(cè)定
1.2.3.1 粒度
用LS-POP(Ⅲ)激光粒度儀測(cè)試,保證平均粒徑小于5μm。
1.2.3.2 懸浮率
一般要求固體有效成分懸浮率大于90%[5~7]。按GB/T 14825-93農(nóng)藥可濕性粉劑懸浮率測(cè)定方法進(jìn)行。
1.2.3.2 熱貯穩(wěn)定性測(cè)定
參照文獻(xiàn)[5],將30mL試樣封入安瓿瓶中,然后放入(54±2)℃恒溫箱中,放置14d后取出,質(zhì)量未發(fā)生變化的在24h內(nèi)對(duì)其進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。
1.2.3.3 冷貯穩(wěn)定性測(cè)定
將50mL試樣置于100mL燒杯中冷卻至(0±1)℃,保持1h,期間經(jīng)常用玻璃棒攪拌,無固體和油狀物析出為合格。
為使油懸劑中已分散的粒子保持其單獨(dú)狀態(tài),消除聚集和凝聚,增加制劑的穩(wěn)定性,通常需加入一定量的分散劑[8~10]。分散劑初步篩選采用流點(diǎn)法[11],測(cè)定結(jié)果表明分散劑D-1002、DSC-2002、D-425及MF對(duì)供試莠滅凈原藥的流點(diǎn)都相對(duì)較低,在0.626~0.756之間。因此選擇這4種分散劑進(jìn)行進(jìn)一步的配方篩選試驗(yàn),觀察油懸浮劑的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。結(jié)果表明DSC-2002能在用量較少的情況下很好地乳化分散莠滅凈原藥,其用量(質(zhì)量百分比)為1.5%(表1)。
表1 分散劑篩選結(jié)果
油懸浮劑中常用的溶劑有植物油如大豆油、菜籽油、松節(jié)油、玉米油等,礦物油如甲基萘高級(jí)脂肪烴油等。對(duì)油分散介質(zhì)的要求是被懸浮的活性成分至少在50℃以下是不溶的[12]。
為提高莠滅凈分散性,滿足油懸浮劑應(yīng)用要求,我們選擇了3種溶劑大豆油、油酸甲酯、脂肪酸甲酯進(jìn)行了篩選,結(jié)果表明在大豆油與油酸甲酯體積比為1∶4時(shí),莠滅凈油懸浮體系具有良好的流動(dòng)性,不分層,穩(wěn)定性良好(表2)。
表2 溶劑的篩選
為使油懸浮劑中的液體原油在用水稀釋之后能迅速乳化分散,必須選擇合適的乳化劑。一般情況下,單一乳化劑乳化效果不理想,將親水親油平衡(HLB)值小的乳化劑和HLB值大的乳化劑混配使用,更容易達(dá)到理想效果。油懸浮劑中的乳化劑多由陰離子和非離子復(fù)配組成[13]。因此選擇農(nóng)乳504#為陰離子,非離子通過篩選,初步試驗(yàn)將非離子乳化劑的用量定為10%。
表3 不同乳化劑篩選
通過篩選(表3)得出BY-125對(duì)大豆油和油酸甲酯有一定的乳化效果,水中可自動(dòng)分散,顆粒較小,但放置20~30min后,乳液最上層有少許浮油。為此,采用復(fù)合乳化劑進(jìn)行試驗(yàn),農(nóng)乳504#和BY-125復(fù)配,按比例調(diào)整乳化劑用量以期改善乳化效果。
由表4可知,在農(nóng)乳504#用量4%,BY-125用量6%時(shí),制劑下水可自動(dòng)分散,顆粒較小,乳液有熒光,呈白色,靜止放置1h后,無浮油沉淀出現(xiàn)。
表4 乳化劑用量的篩選
增稠劑可以增加油懸浮體系的粘度,減緩已分散粒子的沉降速度,防止結(jié)塊,主要起助懸作用。一般使用黃原膠作為增稠劑,因其水溶液構(gòu)成類似蜂窩狀(結(jié)構(gòu)),具有支撐、承托固體粒子的作用[13]。通過篩選幾種增稠劑,發(fā)現(xiàn)單一使用黃原膠作為防沉降劑時(shí),用量在0.4%時(shí)體系穩(wěn)定性好,但流動(dòng)性效果不理想,綜合考慮價(jià)格等因素,選取黃原膠與其他粘土類增稠劑協(xié)同使用。當(dāng)黃原膠+白炭黑(質(zhì)量百分比0.1%+2.00%)所制得的油懸浮劑流動(dòng)性和穩(wěn)定性均達(dá)到較好的效果(表5)。
表5 增稠劑及其用量的選擇
外觀為可流動(dòng)性、黏稠狀液體。貯存過程中可有少量沉淀或微弱分層,但置于室溫下經(jīng)搖動(dòng)能恢復(fù)原狀,無結(jié)塊(表6)。
表6 40%莠滅凈油懸浮劑各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)
通過油懸浮劑各種助劑的配方篩選和冷熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn),最終確定40%莠滅凈油懸浮劑的最佳質(zhì)量配比為:莠滅凈原藥40.0%,分散劑DSC-2002 1.5%,農(nóng)乳504# 4.0%,BY-125 6.0%,黃原膠0.1%,白炭黑2.0%。按該配方配制的40%莠滅凈油懸浮劑工藝簡單,所用原料易得,具有良好的穩(wěn)定性,濕展性能好,對(duì)環(huán)境污染小,適應(yīng)現(xiàn)代化植保的要求。
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