楊 帆,李 鵬,付 東,謝 洋,隋 新,張曉臣,任偉東
(黑龍江省科學(xué)院 高技術(shù)研究院,黑龍江 哈爾濱150020)
烷基糖苷(APG)是以葡萄糖和脂肪醇為原料,在酸性催化劑作用下經(jīng)羥醛縮合反應(yīng)得到的產(chǎn)物,是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的一種溫和無(wú)毒、綠色環(huán)保的新型非離子表面活性劑。APG 具有很多優(yōu)良的特性,如表面活性高,去污能力強(qiáng),對(duì)人體皮膚無(wú)刺激,能夠完全生物降解,生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境無(wú)污染等,不僅可應(yīng)用于化妝品、生物化工、食品加工、紡織印染等領(lǐng)域,還可應(yīng)用于農(nóng)藥劑型中,作農(nóng)藥乳化劑、可濕性粉劑等。但APG 在農(nóng)藥微乳劑中的應(yīng)用尚少有文獻(xiàn)報(bào)道[1-6]。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外研究者致力于研究環(huán)境友好的表面活性劑在農(nóng)藥制劑加工中的應(yīng)用,這些表面活性劑表現(xiàn)出很好的界面性能,對(duì)提高農(nóng)藥生物活性、減少用藥量、降低成本、減輕對(duì)環(huán)境的污染有重要作用。
本文根據(jù)高效氯氰菊酯的理化特點(diǎn),選用APG作為乳化劑,對(duì)溶劑、表面活性劑的用量進(jìn)行了對(duì)比與篩選,通過(guò)制劑質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)的測(cè)定,確定了5%高效氯氰菊酯微乳劑的最佳配方。通過(guò)APG 在農(nóng)藥微乳劑中的應(yīng)用,制備出了一種環(huán)保型劑型,以滿足人們對(duì)綠色農(nóng)藥的需求。
95%高效氯氰菊酯原藥(山東澳得利化工有限公司);APG(黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院);環(huán)己酮(C.P.);甲苯(C.P.);去離子水。
DHG-9245AD 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱;島津LC-20AT 型高效液相色譜儀,C18色譜柱,UV98-1可變波長(zhǎng)紫外檢測(cè)器;BSA224S 電子分析天平;As3120 超聲波振蕩器;PHS-3C 型pH 計(jì)。
1.2.1 5%高效氯氰菊酯微乳劑的配制 采用可乳化油法(見(jiàn)圖1),室溫下將高效氯氰菊酯原藥溶解于適當(dāng)有機(jī)溶劑中,加入表面活性劑烷基糖苷混合成油相,然后將油相滴入水中,攪拌分散成透明的O/W 型微乳劑。
1.2.2 微乳劑質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)的測(cè)定
(1)外觀 農(nóng)藥微乳劑要求外觀為透明或近似透明的均相液體,這一特征反映了體系中農(nóng)藥液滴的分散度或粒徑,是保證制劑物理穩(wěn)定性的先決條件,外觀的測(cè)定方法主要是目測(cè)。
(2)pH 值 在微乳劑中,pH 值往往是影響化學(xué)穩(wěn)定性的重要因素,必須通過(guò)試驗(yàn)尋找最適宜的pH 值范圍,在試驗(yàn)中必須嚴(yán)加控制。測(cè)定方法按GB/T 1601-1993《農(nóng)藥pH 值測(cè)定方法》進(jìn)行。
(3)乳液穩(wěn)定性 按農(nóng)藥乳油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1603-2001 規(guī)定的乳液穩(wěn)定性的測(cè)試方法進(jìn)行,用342mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)硬水將微乳劑樣品稀釋后,于30℃下靜置1h,保持透明狀態(tài),無(wú)油狀物懸浮或固體物沉淀,并能與水以任何比例混合,視為乳液穩(wěn)定。
(4)熱儲(chǔ)穩(wěn)定性 將制得的農(nóng)藥微乳劑樣品裝入安瓿瓶中,在(54±2)℃的恒溫箱里貯存兩周,要求外觀保持均相透明,若出現(xiàn)分層,于室溫振搖能恢復(fù)原狀。分析有效成分含量,計(jì)算分解率。分解率的計(jì)算根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HG/T2467.10-2003,對(duì)制得的農(nóng)藥微乳劑進(jìn)行高效液相色譜分析。
(5)冷儲(chǔ)穩(wěn)定性 農(nóng)藥微乳劑在低溫時(shí)不產(chǎn)生不可逆的結(jié)塊或渾濁視為合格,因此進(jìn)行冰凍- 融化試驗(yàn)。取樣品約30mL,裝在透明無(wú)色玻璃磨口瓶中,密封后置于-10~0℃冰箱中冷貯,24h 后取出,在室溫下放置,觀察外觀情況,若結(jié)塊或渾濁現(xiàn)象漸漸消失,能恢復(fù)透明狀態(tài)則為合格。
2.1.1 溶劑的選擇 高效氯氰菊酯為淺黃色固體,難溶解于水,但能溶解于有機(jī)溶劑,例如醇類、氯代烴類、酮類、環(huán)己烷、苯、二甲苯等等。本實(shí)驗(yàn)以高效氯氰菊酯固體為原藥,對(duì)以下溶劑(二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、環(huán)己酮)進(jìn)行溶劑選擇試驗(yàn),最終確定選用溶劑環(huán)己酮和甲苯溶解氯氰菊酯原藥,溶劑的篩選見(jiàn)表1。
表1 溶劑的選擇Tab.1 Selection of solvents
2.1.2 表面活性劑APG 的用量 根據(jù)微乳劑的配制方法,乳化劑的用量決定了微乳劑的各項(xiàng)性質(zhì)和效果,通過(guò)多次試驗(yàn),證明本實(shí)驗(yàn)中APG 的使用量應(yīng)控制在10%~13%為最佳,可以確保5%氯氰菊酯微乳劑的物理穩(wěn)定性。見(jiàn)表2。
表2 表面活性劑APG 用量的選擇Tab.2 Selection of the dosage APG
2.1.3 微乳劑熱貯穩(wěn)定性的評(píng)價(jià) 取一定量樣品,封存于安瓿瓶中,(54±2)℃恒溫箱中貯存14 d,觀察其外觀變化,分別稱量,質(zhì)量未發(fā)生變化的試樣,于24h 內(nèi)對(duì)有效成分含量進(jìn)行測(cè)定。
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HG/T2467.10-2003,對(duì)高效氯氰菊酯微乳劑熱貯前和熱貯后至室溫的同一樣品分別進(jìn)行了高效液相色譜分析。色譜條件為:流動(dòng)相:甲醇/水(體積比60∶40),柱溫:室溫,流速:1.0mL·min-1,檢測(cè)波長(zhǎng)230 nm。采用同樣的分析方法,對(duì)多個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè),得到如下實(shí)驗(yàn)結(jié)果,見(jiàn)表3。
表3 5%氯氰菊酯微乳劑的熱貯穩(wěn)定性Tab.3 Thermal storage stability of the 5.0% betacypermethrin microemulsion
其試驗(yàn)結(jié)果表明,5%氯氰菊酯微乳劑熱貯后平均有效成分分解率<5%,外觀稍有變化,其中有一批樣品熱貯后有極少量分層,搖勻后可常溫下能恢復(fù)正常。
2.1.4 微乳劑低溫穩(wěn)定性的評(píng)價(jià) 取一定量樣品,封存于安瓿瓶中,分別在-10~0℃的恒溫冰箱中貯存7d,觀察其外觀變化。結(jié)果表明,5%氯氰菊酯微乳劑低溫貯存后,無(wú)凍結(jié)現(xiàn)象,在低溫下較穩(wěn)定,見(jiàn)表4。
表4 5%氯氰菊酯微乳劑的低溫穩(wěn)定性Tab.4 Low temperature storage stability of the 5.0%beta-cypermethrin microemulsion
2.1.5 pH 值對(duì)5%氯氰菊酯微乳劑穩(wěn)定性的影響 用安瓿管封存置于(54±2)℃的恒溫箱中,14d 后,分析有效成分的含量,計(jì)算分解率。分解率的計(jì)算根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)HG/T2467.10-2003,對(duì)制得的農(nóng)藥微乳劑進(jìn)行高效液相色譜分析。結(jié)果表明,5%氯氰菊酯微乳劑制劑穩(wěn)定的pH 值范圍在8~9,見(jiàn)表5。
表5 pH 值對(duì)5%氯氰菊酯微乳劑穩(wěn)定性的影響Tab.5 Effect of pH on the stability of the 5.0%beta-cypermethrin microemulsion
2.1.6 配方的確定 對(duì)上述各項(xiàng)篩選試驗(yàn)結(jié)果及熱、冷貯情況進(jìn)行綜合分析,得到5%高效氯氰菊酯微乳劑的最佳配方為:高效氯氰菊酯5%,環(huán)己酮+甲苯:12%+8%,APG:15%,去離子水70%。對(duì)5%高效氯氰菊酯微乳劑進(jìn)行3 次重復(fù)性實(shí)驗(yàn),經(jīng)檢測(cè)其質(zhì)量指標(biāo)結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 5%氯氰菊酯微乳液的質(zhì)量指標(biāo)Tab.6 Quality index of 5.0% beta-cypermethrinmicroemulsion
APG 作為一種新型綠色可降解功能性表面活性劑,可應(yīng)作為農(nóng)藥乳化劑用于高效氯氰菊酯微乳劑中。5%氯氰菊酯微乳劑以水為主要分散介質(zhì),選用APG 為乳化劑,相較于傳統(tǒng)乳化劑,減輕了環(huán)境污染。按本配方制備的微乳劑具有工藝簡(jiǎn)單,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、成本低廉、綠色環(huán)保等特點(diǎn),是一種符合水性化發(fā)展的環(huán)保制劑,具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
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