劉勇良，楊 奎，楊征宇，楊葉楠

(浙江泰達(dá)作物科技有限公司，浙江紹興 312000)

丙硫菌唑是由拜耳作物公司發(fā)現(xiàn)、開發(fā)和生產(chǎn)的三唑硫酮類殺菌劑，為甾醇脫甲基化(麥角甾醇生物合成)抑制劑，主要用于防治麥類、谷類和豆類作物的多種真菌病害[1]。戊唑醇是一種高效、廣譜、內(nèi)吸性三唑類殺菌劑農(nóng)藥，具有保護(hù)、治療、鏟除三大功能，其可抑制麥角甾醇的生物合成。40%丙硫·戊唑醇懸浮劑的藥效試驗(yàn)已有報(bào)道，如張?zhí)嵉萚2]用于對(duì)草莓白粉病的防治，防效達(dá)80%以上；姚曉麗等[3]用于小麥赤霉病防治，病穗率防效和病情指數(shù)防效分別為74.5%和80.9%；鄭翠霞[4]發(fā)現(xiàn)40%丙硫·戊唑醇懸浮劑對(duì)小麥葉銹病病株防效和病情指數(shù)防效分別為87.4%和97.6%。

40%丙硫·戊唑醇懸浮劑在藥效方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，然而該產(chǎn)品在生產(chǎn)、銷售和使用過(guò)程中會(huì)遇到膏化、懸浮率下降的質(zhì)量問(wèn)題。為此，筆者針對(duì)這些問(wèn)題，開展了相關(guān)研究，開發(fā)了質(zhì)量穩(wěn)定的合格配方。

1 材料與方法

1.1 原藥與助劑

98%丙硫菌唑原藥(山東海利爾化工有限公司)、98%戊唑醇原藥(江蘇七洲綠色化工股份有限公司)；分散潤(rùn)濕劑：Soprophor FD、Soprophor SC、Soprophor K77S、Soprophor DA1349 (索爾維化工集團(tuán))，Agrilan 788、Ethylan 324、Ultralzine NA、500LQ、Morwet-D425 (南京捷潤(rùn)科技有限公司)，Tersperse 2700 (Indorama)，PE6400 (巴斯夫中國(guó)有限公司)，Dispersogen LFS [科萊恩化工科技(上海)有限公司]；防凍劑：乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素；增稠劑：氣相白炭黑、硅酸鎂鋁、黃原膠；防腐劑：卡松；消泡劑：SG1522 (邁圖高新材料集團(tuán))。

1.2 主要儀器

立式砂磨機(jī)(江陰市卓英干燥工程技術(shù)有限公司)、激光粒度分布儀(珠海歐美克儀器有限公司)、恒溫水浴鍋(金壇區(qū)白塔新寶儀器廠)、DHG-9023A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、高效液相色譜[安捷倫科技(中國(guó))有限公司]、電子天平(常數(shù)雙杰電子天平有限公司)、冰箱。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 制備方法

采用濕法砂磨工藝，按比例加入丙硫菌唑原藥、戊唑醇原藥、分散潤(rùn)濕劑、防凍劑、防腐劑、部分消泡劑、水，經(jīng)高速剪切混合得到均勻的漿料。將配制好的漿料倒入立式砂磨機(jī)的砂磨桶中，加入適量的鎬珠進(jìn)行砂磨，砂磨至粒徑D90小于5 μm后，按比例加入增稠劑和剩余消泡劑，攪拌20 min左右后得到配制好的試樣。

1.3.2 質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定

⑴ 粒徑測(cè)定：采用激光粒度分布儀進(jìn)行測(cè)定，粒徑D90小于5 μm。

⑵ 懸浮率的測(cè)定：按照GB/T 14825—2006進(jìn)行檢測(cè)，懸浮率不小于90%。

⑶ 熱貯穩(wěn)定性：按照GB/T 19136—2003進(jìn)行試驗(yàn)，熱貯14 d后析水分層小于5%，能保持較好的流動(dòng)性，底部無(wú)物料沉淀，懸浮率不小于90%，粒徑D90小于5 μm，分解率小于5%。

⑷ 冷貯穩(wěn)定性：按照GB/T 19137—2003進(jìn)行試驗(yàn)，冷貯7 d后試樣不凝固，外觀無(wú)變化，懸浮率和粒徑均能達(dá)到指標(biāo)要求。

⑸ 凍融穩(wěn)定性：將試樣封存于安瓿瓶，置于冰箱冷凍室(溫度約-18 ℃) 18 h，然后取出解凍6 h，如此循環(huán)4次。每次解凍后試樣有較好的流動(dòng)性，無(wú)析水分層，底部無(wú)沉淀。

⑹ 其他指標(biāo)測(cè)定：包括pH、持久起泡性、傾倒性均按照國(guó)標(biāo)的方法和指標(biāo)要求進(jìn)行檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 分散潤(rùn)濕劑篩選

在復(fù)配制劑中分散潤(rùn)濕劑對(duì)不同的有效成分產(chǎn)生的吸附作用存在差異，在這種情況下需要加入不同的分散潤(rùn)濕劑進(jìn)行復(fù)配，從而對(duì)2種有效成分同時(shí)起到較好的分散穩(wěn)定的效果。本文對(duì)8種不同分散潤(rùn)濕劑組合進(jìn)行了篩選，結(jié)果見表1。

使用分散潤(rùn)濕劑FLK+K77S、LFS+ACP120配制的試樣在砂磨過(guò)程中物料膏化；以FD+D425、FD+D425+2700、SC+D425作為分散潤(rùn)濕劑配制的試樣，熱貯后粒徑都急劇增大，比較懸浮率發(fā)現(xiàn)，熱貯后丙硫菌唑的懸浮率下降幅度較大，而戊唑醇的懸浮率幾乎無(wú)變化，由此可見在熱貯后粒徑增大主要是由于丙硫菌唑的粒徑增大引起的。FD+DA1349分散潤(rùn)濕劑組合配制的試樣，熱貯14 d后試樣完全固化，失去流動(dòng)性。FD+PE6400分散潤(rùn)濕劑組合配制的試樣，熱貯14 d后粒徑增大，并且丙硫菌唑和戊唑醇的懸浮率均下降，其中丙硫菌唑的懸浮率下降幅度較大，戊唑醇的懸浮率下降幅度較小。分散潤(rùn)濕劑為SC+788的試樣，熱貯14 d后粒徑(D90)增大了1.56 μm，仍符合小于5 μm的控制指標(biāo)要求，2種有效成分的懸浮率熱貯前后幾乎無(wú)變化。

由此可見，使用Soprophor SC+Agrilan 788作為分散潤(rùn)濕劑可以有效控制粒徑增大，保證有效成分的高度潤(rùn)濕分散，防止物料膏化。

2.2 增稠劑篩選

合理分散潤(rùn)濕劑組合可以保證原藥粒子在水中有效的分散懸浮，但是原藥粒子始終會(huì)受重力作用下沉，從而引起懸浮劑產(chǎn)品在存放過(guò)程中出現(xiàn)析水分層，甚至出現(xiàn)沉淀結(jié)塊的問(wèn)題。配方中加入增稠劑可以有效地解決這一問(wèn)題。不同種類的增稠劑對(duì)解決產(chǎn)品的析水分層問(wèn)題的表現(xiàn)不同，本研究對(duì)增稠劑的篩選結(jié)果見表2。

從表2可以看出，黃原膠的添加量從0.1%增加至0.2%，可以減少析水量，但是析水量仍然較多，黃原膠添加0.2%時(shí)物料黏度已經(jīng)較大，如果再增加黃原膠的量，會(huì)嚴(yán)重影響物料的傾倒性。黃原膠與硅酸鎂鋁或者氣相白炭黑組合使用可以顯著減少析水分層，且當(dāng)黃原膠與硅酸鎂鋁或者氣相白炭黑以 0.1%+0.8%用量加入，試樣熱貯14 d后幾乎不析水分層。由于使用氣相白炭黑的成本較高，因此選擇黃原膠與硅酸鎂鋁組合作為增稠劑，用量分別為0.1%、0.8%。

表2 增稠劑篩選試驗(yàn)結(jié)果

2.3 防凍劑篩選

在我國(guó)東北、俄羅斯及北歐等地區(qū)銷售及貯存懸浮劑產(chǎn)品期間，由于冬季的極寒氣候影響會(huì)引起產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間凝固，而在這些地區(qū)的春季回暖期由于晝夜溫差大的原因，又會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品在白天融化，夜間凝固的反復(fù)凍融現(xiàn)象。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)這種凍融過(guò)程后，往往會(huì)出現(xiàn)在高溫下不能恢復(fù)流動(dòng)、黏度變大、膏化等問(wèn)題。為此筆者進(jìn)行了低溫凍融試驗(yàn)，對(duì)防凍劑進(jìn)行篩選，同時(shí)對(duì)試樣進(jìn)行0 ℃冷貯，觀察產(chǎn)品冷貯試驗(yàn)結(jié)果(表3)。

表3 防凍劑篩選試驗(yàn)結(jié)果

從表3可以看出，使用尿素作為防凍劑，產(chǎn)品的0 ℃冷貯的穩(wěn)定性較好，但產(chǎn)品-18 ℃凍融穩(wěn)定性差。1,2-丙二醇和丙三醇作為防凍劑對(duì)產(chǎn)品的冷貯穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性的影響無(wú)差異，但1,2-丙二醇的黏度小于丙三醇，在生產(chǎn)過(guò)程中便于生產(chǎn)過(guò)程中投料操作，因此優(yōu)選1,2-丙二醇，用量為6%。

2.4 最佳配方

通過(guò)對(duì)分散潤(rùn)濕劑、增稠劑和防凍劑進(jìn)行篩選，消泡劑和防腐劑選擇常規(guī)懸浮劑配方中使用的SG1522和卡松，用量分別0.3%和0.1%，得到最佳配方：丙硫菌唑20%、戊唑醇20%、Soprophor SC 4%、Agrilan 788 1.5%、1,2-丙二醇6%、黃原膠0.1%、硅酸鎂鋁0.8%、卡松0.1%、SG1522 0.3%、去離子水補(bǔ)足至100%。

對(duì)冷、熱貯試樣的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表4。

表4 40%丙硫·戊唑醇懸浮劑冷、熱貯質(zhì)量指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

2.5 產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)確定

通過(guò)對(duì)最佳配方的各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定，最終確定該配方的各項(xiàng)指標(biāo)要求(表5)。

表5 40%丙硫·戊唑醇懸浮劑質(zhì)量指標(biāo)及要求

續(xù)表5

3 結(jié)論與討論

通過(guò)上述篩選試驗(yàn)確定了40%丙硫·戊唑醇SC的最佳配方：丙硫菌唑20%、戊唑醇20%、 Soprophor SC 4%、Agrilan 788 1.5%、1,2-丙二醇6%、黃原膠0.1%、硅酸鎂鋁0.8%、卡松0.1%、SG1522 0.2%、去離子水補(bǔ)足至100%。該配方有效克服了熱貯膏化，粒徑增大等問(wèn)題，同時(shí)保證了產(chǎn)品的凍融穩(wěn)定性，可以有效確保產(chǎn)品在貨架期內(nèi)的穩(wěn)定性。

在該產(chǎn)品配方開發(fā)過(guò)程中，難點(diǎn)問(wèn)題在于解決砂磨和熱貯過(guò)程中膏化和熱貯后丙硫菌唑懸浮率下降的問(wèn)題。丙硫菌唑在熱貯前后懸浮率下降幅度較大，主要是因?yàn)榱皆龃笠鸬?表1)。這與熱貯過(guò)程中丙硫菌唑的晶型發(fā)生變化有關(guān)。美國(guó)專利US5789430A[5]中公開丙硫菌唑存在2種晶型，晶型I在室溫下存在熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)，晶型Ⅱ在室溫下是熱力學(xué)穩(wěn)定的。熱力學(xué)亞穩(wěn)態(tài)在儲(chǔ)藏過(guò)程中，會(huì)部分或全部變成另一種多晶型，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)引起粒徑的增大，甚至物料的膏化[6]。而在配方中合理的分散潤(rùn)濕劑組合，可以在晶型I的整個(gè)變化過(guò)程中保持對(duì)丙硫菌唑粒子吸附分散，從而有效地阻止粒子間聚合引起粒徑增大，甚至膏化。

本產(chǎn)品配方中使用的分散潤(rùn)濕劑Soprophor SC是一種三苯乙烯基聚氧乙烯醚磷酸酯銨鹽，Agrilan 788是一種聚羧酸鹽，具有梳狀的親油端和多位點(diǎn)羧酸根親水端。這2種分散潤(rùn)濕劑組合一方面可以保證親油端對(duì)有效成分牢固的吸附，形成強(qiáng)大的化學(xué)空間位阻，同時(shí)親水端在水中電離形成靜電斥力，從而可以保證有效成分在水中能夠有效的分散。

黃原膠和硅酸鎂鋁是增稠機(jī)理不同的2種增稠劑。黃原膠增稠主要是通過(guò)聚多糖中糖單元含有3個(gè)羥基與水分子相互作用形成三維水化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而起到增稠作用[7]。硅酸鎂鋁或者氣相二氧化硅在水中時(shí)，金屬離子從片晶向水中擴(kuò)散，隨著水合作用發(fā)生溶脹，片晶表面間電荷減少，片晶之間的靜電斥力轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻尕?fù)電荷和邊角正電荷之間的吸引力，片晶相互垂直地交聯(lián)在一起形成所謂的“紙盒式間格”結(jié)構(gòu)，從而增加體系黏度。黃原膠與硅酸鎂鋁或者氣相二氧化硅2種不用增稠機(jī)理的增稠劑在水中形成不同的凝膠體系，二者之間相互協(xié)作有效的阻止有效成分粒子受重力下沉，從而解決析水分層問(wèn)題。