段曉宏,劉瑞華,方國斌
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螺威水分散粒劑制備工藝探討
段曉宏1,劉瑞華1*,方國斌2
(1 武漢紡織大學 化學工程學院,湖北 武漢 430073;2 湖北省植保總站,湖北 武漢 430073)
本文對登記農藥殺螺劑“螺威/TDS”粉劑的水分散顆粒劑的制備工藝進行了探討,就水分散顆粒劑制備工藝條件、助劑進行試驗,為“螺威/TDS”用藥方式改變提供可行性探討。
螺威;滅螺劑;水分散粒劑
水分散粒劑(water dispersible granules,代碼WG),國際農藥工業協會(GIFAR)將其定義為:在水中崩解和分散后使用的顆粒劑,是20世紀80年代初在歐美發展起來的一種農藥新劑型,也稱干懸劑。較之粉劑具有運輸貯存方便、使用中無粉塵飛揚,對于環境和使用者得到更好的保護[1]。
殺螺劑螺威粉劑系由山茶科植物油茶榨油后所剩的茶籽餅(粕)中提取轉化的植物殺螺劑,其主要成分為含五環三萜類物質——螺威,4%螺威經農業部試驗批準農藥臨時登記,登記號為LS20080128,登記劑型為粉劑。由于在水源較遠的灘頭或者山地滅螺時粉劑施用不便,而水分散顆粒劑能克服此類不便,而且水分散顆粒劑比粉劑具有一定的緩釋作用,利于提高殺螺效果。本文探討利用螺威粉劑制備水分散顆粒劑的工藝方法,為螺威的擴展使用方法提供更多的可能性。
1.1材料
54.7%螺威殺螺母藥粉劑(TDS)(湖北金海潮科技有限公司)
潤濕劑:十二烷基苯磺酸鈉(LAS)(南京金陵化工有限公司)
分散劑:萘磺酸甲醛縮合物(NNO)(安陽市雙環助劑有限公司)
崩解劑:尿素、硫酸銨、硫酸鈉(上海化學試劑有限公司)
填充料:提取螺威有效成份后的茶籽粕粉(湖北金海潮科技有限公司)
1.2儀器
造粒機:CD4XITS,華南理工大學科技實業總廠
干燥箱:上海索譜儀器有限公司
HR2864三合一攪拌機(飛利浦公司)
HP1100型高效液相色譜儀(美國惠普)
PB-10 pH計(德國賽多利斯北京有限公司)
2.1制備工藝路線
螺威粉劑由茶籽粕中提取,其填充物為300目的茶籽粕粉末,含有一定量的淀粉,加水適量捏合有較好的黏性,無需添加黏合劑[2]。采用干法造粒工藝,流程圖如圖1所示。

圖1 干法造粒工藝流程圖
2.2性能指標測定
有效成分含量測定:按照企業標準Q/JHC01-2007規定方法進行;
分散性:按CIPAC MT174方法測定;
懸浮率:參考GB/T4825-1993,農藥可濕性粉劑懸浮率測定方法;
潤濕性:參考GB/T5451-2001,農藥可濕性粉劑潤濕性測定方法;
崩解性:參考文獻1;
殺螺活性:參照文獻3。
3.1加水量、捏合時間與成型率關系
加水量的選擇是顆粒成型的基礎,螺威具有一定的吸濕性,加大了水量選擇的難度,而且水量與捏合時間也有一定的關聯。水量不足時,顆粒多不是圓柱形,顆粒短,表面不圓,捏合時間拉長。水量偏大,捏合時間相對縮短,但是,顆粒發黏,互相黏附,而且不利于干燥,篩分、整粒困難。水量與捏合時間對顆粒成型率影響見表1。

表1 水量和捏合時間對顆粒成型影響
由表1可知,加水量在28-30%為宜,水量減少,會造成成型率減小和捏合時間加長,水量過多,雖然捏合時間減小,但是會造成成型率顯著下降。
3.2潤濕劑用量與潤濕時間
潤濕時間一般要求小于30s,圖2表示十二烷基苯磺酸鈉(LAS)用量與潤濕時間影響[4]。由圖3可知,潤濕劑用量以質量百分數計,以0.7%為宜。
3.3分散劑用量與懸浮率
懸浮率要求不小于90%,懸浮率與分散劑在顆粒中含量有關聯,本實驗選用萘磺酸甲醛縮合物(NNO)。由圖3可知,當NNO用量小于3%時,懸浮率小于90%,當用量大于3%時,懸浮率為92.7%,繼續增加NNO用量,懸浮率增加不明顯,而且實驗表明,添加量過大,影響造粒,因此,確定NNO的用量為3%[5]。

圖2 潤濕劑與潤濕時間關系圖

圖3 NMO用量與懸浮率關系
3.4崩解劑與崩解時間
選用尿素、硫酸銨、硫酸鈉進行對比試驗,試驗表明硫酸鈉對于螺威顆粒劑的崩解性能較好,其適宜的質量分數為7%。具體見表2。

表2 崩解劑用量與水分散顆粒劑崩解時間
3.5最佳配方和加工工藝
3.5.1最佳配方
經過上述配方篩選試驗,確定4%螺威WG的最佳配方(以質量分數計)為:54.7%螺威殺螺母藥粉劑為7.4%,潤濕劑十二烷基苯磺酸鈉為0.7%,分散劑萘磺酸甲醛縮合物為3%,崩解劑硫酸鈉為7%,以提
取螺威有效成份后的茶籽粕粉作填充劑補至100%。
3.5.2加工工藝
將54.7%螺威殺螺母藥粉劑與選定的潤濕劑、分散劑、崩解劑混合均勻,用三合一攪拌機粉碎。加入經過粉碎的提取螺威有效成份后的茶籽粕粉(325目過篩),再混合均勻。加入捏合機中,加水捏合,制成軟材。將軟材送入造粒機造粒,在干燥箱中100℃干燥20min,篩分得目標產品。

表3 螺威4%WG性能指標
3.6產品主要性能指標
加工所得螺威水分散顆粒劑各項性能指標檢測結果見表3,生物活性指標——2.5ppm濃度浸殺釘螺24h死亡率與4%螺威粉劑指標相同,說明螺威WG沒有影響其生物活性。
本實驗采用干法制造螺威水分散性顆粒劑,該方法快速、簡單、易于控制、成粒比率高、粒徑均勻、生產成本低,而且由于螺威母藥及采用填料中含有淀粉、粗纖維等,無需添加黏合劑,較之其它農藥更具有成本優勢。螺威WG較之同等含量的粉劑貯藏體積大大減小,便于貯藏和運輸,使用中有效避免了粉塵飛揚,保護環境和使用者。
殺滅釘螺活性是螺威WG成敗的關鍵性指標,實驗數據表明,同樣濃度的WG和DP滅螺活性沒有差距,其余物理化學穩定性WG顯然高于DP。由此可以看出:螺威WG一定程度上優于DP。
[1] 劉步林. 農藥劑型加工技術[M]. 北京: 化學工業出版社,1998. 293-300.
[2] 華乃震. 農藥水分散粒劑的開發和進展[J]. 現代農藥, 2006, (4): 32-37.
[3] 中華人民共和國農業行業標準. 農藥登記用殺釘螺劑藥效試驗方法和評價(2008) [P].
[4] 李遵峰. 表面活性劑在農藥水分散粒劑開發中的應用[J]. 日用化學工業, 2009, (2):50-54.
[5] 江定心. 20%印楝素水分散粒劑的配方研究[J]. 農藥學學報,2008, 10(2): 247-250.
Research on the Preparation Technology of “TDS”Water Dispersible Granule
duan xiao-hong1, liu rui-hua1, FANG Guo-bin2
(1 College of Chemical Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China; 2 Hubei Plant Protection Station, Wuhan Hubei 430073, China)
This paper mainly focused on the preparation technology of the Water Dispersible Granule (WG) that is the powder of the registered pesticide-molluscicide “TDS”, and concretely tested the conditions and the accessory ingredient of the preparation technology, which provides the feasible research in changing the way of “TDS” use.
TDS; molluscacide; Water Dispersing Granule (WG)
S482.99
A
1009-5160(2011)03-0048-03
*通訊作者:劉瑞華(1966-),男,高級工程師,研究方向:生物農藥.
科技部農業成果轉化基金(2009GB2330485).