15%高效氟吡甲禾靈水乳劑的開發與應用

2010-11-24 01:52:26陳新春劉德友姚明德南京紅太陽生物化學有限公司江蘇南京0047南京第一農藥集團有限公司江蘇南京300

雜草學報 2010年1期

陳新春，齊武，劉德友，姚明德(.南京紅太陽生物化學有限公司,江蘇南京 0047； .南京第一農藥集團有限公司,江蘇南京 300)

15%高效氟吡甲禾靈水乳劑的開發與應用

陳新春1，齊武2，劉德友2，姚明德2
(1.南京紅太陽生物化學有限公司,江蘇南京 210047； 2.南京第一農藥集團有限公司,江蘇南京 211300)

高效氟吡甲禾靈是選擇性苗后除草劑，具有內吸活性，被植物葉片吸收后傳導到其他各部位，對闊葉草坪或作物如豆科植物、棉花和油料作物等田內的一年生或多年生禾本科雜草具有較好防效。同等劑量下,15%高效氟吡甲禾靈水乳劑藥效優于108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油。

水乳劑；高效氟吡甲禾靈；除草劑

水性化制劑是以水作為介質或稀釋劑的一類農藥加工劑型，這類劑型具有低藥害、低毒性、易稀釋、非易燃易爆、易使用和對環境友好的特點。水乳劑作為水性化制劑的一種，是當前農藥中技術含量高，且具開發前景的一種新劑型，是最具“綠色”特性的劑型之一[1]。因此，不用或少用有害溶劑的水乳劑日益受到重視，發展速度加快。但是，就目前國內的研究狀況以及市場上的投放品種來看，我國水乳劑無論是質量還是數量都與國外產品有一定差距。

高效氟吡甲禾靈是一種苯氧羧酸類除草劑，是脂肪酸合成抑制劑，屬新一代氟代雜環高效除草劑。適用于闊葉作物田，如大豆、花生、棉花、甜菜、油菜等，可有效地防除匍匐草、野燕麥、早雀麥、狗牙根等一年生和多年生禾本科雜草，也可用于苗圃除草。高效氟吡甲禾靈具有高效低毒、殺草譜廣、施藥期長、對作物高度安全、傳導性好、持效期長等特點。目前我國只有少數廠家生產，其產品均為乳油制劑。乳油制劑均主要采用芳香族有機溶劑作為載體配制。由于芳香族有機溶劑如二甲苯、甲苯、溶劑油等對環境有污染，有關環保組織已對此類溶劑的使用進行控制，不用或少用芳香族有機溶劑已成為研制制劑的方向。水包油型乳劑，這種油水分散體系早在19世紀初期已有人開始在農藥制劑開發中進行了研究，但是水包油型乳劑屬于不穩定體系，易發生分層等現象，迄今在常規農藥制劑品種中水乳劑占據份額極小。

為了不使用或盡量降低芳香類有機溶劑的使用量，減少有機溶劑對環境污染，保護生產者、使用者及其他有益生物，開發高效氟吡甲禾靈水乳劑，以水代替有機溶劑,提高生產、運輸、貯存的安全性。

1 材料與方法

1.1 藥品與試劑

供試除草劑有95%高效氟吡甲禾靈原油(南京紅太陽股份有限公司生產)、108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油(美國陶氏益農公司生產)。乳化劑為工業級，有烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、EO-PO嵌段化合物等。溶劑為工業級，有二甲苯、植物源溶劑等及其混合體。水為自來水、去離子水。其他助劑為國產分析純，有乙二醇、丙二醇等。

1.2 研究方法

1.2.1 溶劑的選擇取高效氟吡甲禾靈原油分別溶解于二甲苯、植物源溶劑及其混合體，形成油相。利用比重儀器測定20 ℃時油相的比重，同時將此油相密封放入0 ℃冰箱中，低溫冷藏7 d，觀察其結晶情況。

1.2.2 乳化劑的選擇[2-5]農藥配方中應用最多的是陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑，在水乳劑中也不例外，不同的乳化劑組合對水乳劑的物理穩定性有很大的影響，采用的乳化劑單體為目前國內市場容易采購的乳化劑，將乳化劑形成不同的組合，利用高速剪切機進行混合，采用直接配方、重復試驗的方法對乳化劑作了篩選，配制水乳劑。

1.2.3 共乳化劑和抗凍劑及其他成分的選擇二元醇類在水乳劑中即可以作為抗凍劑，又可作為共乳化劑，能夠有助于降低油水之間的表面張力，提高非離子表面活性劑的性能[6]。試驗對丙二醇和乙二醇進行了考察。

1.2.4 水乳劑加工設備、加工方式的選擇將確定好的15%高效氟吡甲禾靈水乳劑的各個組分按照規定量分別使用恒速攪拌器、高速分散均質機和超聲波凈洗機進行混合，利用同一種加工設備使用直接乳化法、反相乳化法和D相乳化法進行加工[7]，得到三個水乳劑樣品。

1.3 分析方法[8-9]

1.3.1 乳液穩定性的測定將供試水乳劑用標準硬水稀釋200倍，于30 ℃恒溫水浴中靜置1 h取出，觀察乳液的分離情況，若上無浮油下無沉淀，則穩定性合格。

1.3.2 析水率的測定將10 mL樣品裝入10 mL安瓿瓶中，封口，在54 ℃恒溫箱放置14 d，取出后觀察乳液的分離情況。有油相析出為不合格。只有水相與白色乳液分離的樣品用直尺測量水相的高度與整個樣品的高度，二者相除再乘以100%,即得析水率。

2 結果與分析

2.1 不同溶劑及其加入量對高效氟吡甲禾靈溶解性的影響

根據高效氟吡甲禾靈在各種溶劑中的溶解情況及測定其比重(表1)，確定選用的溶劑品種和溶劑用量。試驗表明，15%高效氟吡甲禾靈水乳劑中使用植物源溶劑與二甲苯混合體(2 ∶1)，其油相密度趨近于水的密度，可以更好地防止水乳劑出現因密度差異太大造成乳析的產生。

表1 高效氟吡甲禾靈在溶劑中的溶解情況

2.2 不同乳化劑組合對水乳劑穩定性的影響

農藥水乳劑中乳化劑的作用是降低表面和界面張力,將油相分散乳化成微小油珠,懸浮于水相中,形成乳狀液。農藥配方中應用最多的是陰離子和非離子表面活性劑。在水乳劑中,大部分陰離子表面活性劑都會引起水乳劑配方不穩定 ,易引起分層,包括析水或析油 (水乳劑允許有少量水析出，而不允許有析油)[10]。一個例外是分子量較大的磷酸酯類表面活性劑,它可以有效的控制水乳劑的聚結和絮凝現象。另外，HLB值在12～18以上的非離子表面活性劑應用較多，如33#、HLB值較大的烷基聚氧乙烯醚、烷基苯基聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯等乳化劑[2，9，11]。采用直接配制、重復試驗的方法對乳化劑作了篩選,結果見表2。

從表2可知,9、10號配方較合理,用其配制出的產品流動性好,無熱貯，無析水,沒有絮凝。

表2 乳化劑篩選試驗結果

注：表中析水率為在 54 ℃± 2 ℃,14 d的體積比。評價欄中，“-”表示“差”，“ +”表示“一般”，“++”表示“較好”。

2.3 不同加工設備、不同加工方式對水乳劑的影響

2.3.1 水乳劑加工設備的選擇用不同的加工設備制備水乳劑，得到三個樣品，由于制劑的析水率是水乳劑物理穩定性的一個直觀表現，所以對這些樣品進行熱貯14 d、冷貯7 d后測定其析水率(表3)。

從表3可以看出，不同加工設備提供的機械能各不相同，恒速攪拌器不能提供足夠的能力形成所需的液滴，所以配制的樣品析水率在熱貯、冷貯前后都比較高。高速分散均質機中的定子-轉子構造可供給較高的機械能。超聲波提供給水乳劑的能量可能更高，但是超聲波由于其過高的能量可能使表面活性劑產生某種化學變化，使水乳劑出現析水，且超聲波設備價格較為昂貴，不適合大生產。

表3 不同加工設備加工水乳劑的析水率

2.3.2 水乳劑加工方式的選擇由試驗所取得的3個不同加工方式的水乳劑樣品，進行熱貯14 d、冷貯7 d后測定對比析水率，結果如表4。從表4可知，直接乳化形成的水乳劑析水率均高于反相乳化和D相乳化法生產的水乳劑，而反相乳化法和D相乳化法樣品析水率相近。從加工過程看，反相乳化中當加入一定的水時體系會形成凝膠狀，不利于攪拌。而D相乳化沒有這種現象，可應用于大生產。

表4 不同加工方式加工水乳劑的析水率

2.4 水乳劑的配方確定

綜合以上影響15%高效氟吡甲禾靈水乳劑穩定性的各種因素，經反復篩選試驗確定其配方見表5。

按照此配方配制的水乳劑各項指標符合水乳劑的質量要求(表6)。

表5 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑最佳配方

注：加工設備為高速分散均質機，加工方式為D相乳化。

表6 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑各項質量指標

2.5 15%高效氟吡甲禾靈水乳劑防除禾本科雜草田間藥效試驗

高效氟吡甲禾靈乳油已經被大量應用于防除闊葉作物如油菜、大豆等田中的禾本科雜草，并且藥效優異于當前其他常規藥劑。本試驗將15%高效氟吡甲禾靈水乳劑與108 g/L高效氟吡甲禾靈乳油(高效蓋草能)對比，試驗地禾本科雜草以稗草、狗尾草、金狗尾草、馬唐、野燕麥、牛筋草等為主，以篩選出合適的15%高效氟吡甲禾靈水乳劑使用濃度。試驗設5個處理：10.8%高效氟吡甲禾靈乳油900 mL/hm2,15%高效氟吡甲禾靈水乳劑900 mL/hm2、600 mL/hm2、450 mL/hm2,以噴清水為對照，試驗結果見表7。