新型綠色農(nóng)藥微乳劑的研究進(jìn)展

楊 帆，隋 新，謝 洋，付 東，李 鵬

（黑龍江省科學(xué)院高技術(shù)研究院，哈爾濱 150020）

在農(nóng)林病蟲害的防治過程中，化學(xué)農(nóng)藥功不可沒，然而農(nóng)藥的大量使用，給自然環(huán)境帶來了嚴(yán)重危機(jī)，隨著社會(huì)的發(fā)展,人們?cè)诤侠硎褂棉r(nóng)藥的同時(shí)，更加注重農(nóng)藥的安全性，科技工作者們也在不斷研究和開發(fā)新型綠色農(nóng)藥,以減少或避免農(nóng)藥對(duì)環(huán)境造成的污染［1］。

目前，國內(nèi)外農(nóng)藥新劑型研究的熱點(diǎn)主要是水基性制劑，如懸浮劑、水乳劑、微乳劑等，逐步替代有機(jī)溶劑用量大的傳統(tǒng)乳油劑。其中，農(nóng)藥微乳劑是近年發(fā)展起來的一種較安全、綠色環(huán)保的新農(nóng)藥劑型，成為新型綠色農(nóng)藥發(fā)展的方向［2］。

1 新型綠色農(nóng)藥微乳劑的特點(diǎn)

微乳劑(miroemulsion，ME)是透明或半透明的均一液體，是由基質(zhì)水與液體農(nóng)藥原藥，在表面活性劑或助表面活性劑（乳化劑、分散劑、防凍劑、穩(wěn)定劑等)存在下，自發(fā)形成的各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定分散體系，其粒子半徑一般在10～100n m。由于農(nóng)藥微乳劑不用或少用有機(jī)溶劑，對(duì)環(huán)境污染大大減少，相較其他農(nóng)藥劑型有諸多優(yōu)點(diǎn)，被視為新型綠色農(nóng)藥制劑［3-6］。

1.1 穩(wěn)定性

農(nóng)藥制劑從配制成到使用前，通常需要較長的保存期。使用時(shí)，為了有利于噴霧器噴施，需要加水稀釋和攪拌以保持均勻狀態(tài)。相較其他不穩(wěn)定的劑型（懸浮劑、可濕性粉劑等配制的稀釋液和各種乳劑），農(nóng)藥微乳劑是熱力學(xué)穩(wěn)定體系，可以長期放置而不發(fā)生相分離，其配制成的稀釋液也具有非常好的穩(wěn)定性。

1.2 增溶作用

農(nóng)藥中的有效成分通常是難溶或不溶于水的，而表面活性劑或助表面活性劑可以對(duì)農(nóng)藥起到增溶作用。增溶不僅可以增加農(nóng)藥的溶解速度，還有利于農(nóng)藥中的有效成分傳遞穿過生物組織的半透膜，提高藥效。農(nóng)藥微乳劑相較于其他劑型對(duì)農(nóng)藥有效成分的增溶作用更加明顯。

1.3 高的傳遞效率

農(nóng)藥在使用過程中，通常采用稀釋噴灑的方式，要求噴灑的霧滴大小適中，以免影響液滴在葉面上黏附。一方面，農(nóng)藥微乳劑含有高濃度的表面活性劑，用水稀釋得到的噴霧液中也含有較高的濃度表面活性劑，因而可以有效降低表面張力，產(chǎn)生大小適中的噴霧液滴。另一方面，農(nóng)藥微乳劑可以改善霧滴和葉面間的相互作用，由于其降低了表面張力，縮小了噴霧液滴與葉面的接觸角，使其增大了農(nóng)藥霧滴在葉面上的鋪展面積，而且由于農(nóng)藥霧滴較小，減少了農(nóng)藥霧滴在葉面上的反彈現(xiàn)象。待農(nóng)藥霧滴蒸發(fā)后，農(nóng)藥微乳劑濃縮時(shí)生成黏度很高的液晶相，可以牢固黏附在葉面上,提高了農(nóng)藥的使用效果。

1.4 促進(jìn)向動(dòng)植物組織內(nèi)部的滲透

農(nóng)藥微乳劑中的有效粒子非常細(xì)小，其表面張力大大降低，微乳劑稀釋后的液滴更容易克服動(dòng)植物表皮組織中的毛細(xì)管阻力，從而使農(nóng)藥中的有效成分更好的向生物組織內(nèi)部滲透，明顯提高了藥效。

1.5 安全經(jīng)濟(jì)

農(nóng)藥微乳劑以水作為分散介質(zhì),很少用或不用有機(jī)溶劑，可以抑制有毒有害氣體的揮發(fā),減少對(duì)動(dòng)植物、生產(chǎn)使用者以及環(huán)境的毒害，安全高效利于生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的改善。同時(shí),農(nóng)藥微乳劑的配制資源豐富，產(chǎn)品易包裝,閃點(diǎn)高，安全穩(wěn)定，具有很好的經(jīng)濟(jì)性，不僅可以降低生產(chǎn)和運(yùn)輸成本,而且能夠節(jié)省大量的石化資源。

2 新型綠色農(nóng)藥微乳劑的配制技術(shù)

微乳劑的三個(gè)基本組分為有效成分、乳化劑和水，通常為了達(dá)到更好的藥效，符合一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的微乳劑產(chǎn)品，還需要加入適量的溶劑、助溶劑、增效劑和穩(wěn)定劑等。根據(jù)農(nóng)藥微乳劑的配方組成特點(diǎn)及類型要求，為使體系達(dá)到最穩(wěn)定的狀態(tài)，可選擇相應(yīng)適合的配制技術(shù)［7-8］。

2.1 直接法

將乳化劑和水混合成水相，將油溶性的農(nóng)藥加入水相，并不斷攪拌，復(fù)配成透明的水包油型農(nóng)藥微乳劑。（如圖1）

圖1 直接法配制微乳劑示意圖Fig.1 Sketch of preparation of microemulsion with the direct method

2.2 可乳化油法

將乳化劑溶解于農(nóng)藥油相中，形成透明溶液，后將油相加入水中或?qū)⑺嗉尤胗椭?，不斷攪拌，?fù)配成透明的水包油型農(nóng)藥微乳劑或油包水型農(nóng)藥微乳劑。（如圖2）

圖2 可乳化油法配制微乳劑示意圖Fig.2 Sketch of the lipophilic post-emulsification process

2.3 轉(zhuǎn)相法

將有機(jī)溶劑、農(nóng)藥原藥和乳化劑混合成均勻透明的油相，緩慢加入水相，不斷攪拌，形成油包水型乳狀液，繼續(xù)攪拌加熱，使其迅速轉(zhuǎn)相成水包油型乳狀液，冷卻至室溫使之達(dá)到平衡，最后過濾得到穩(wěn)定的水包油型農(nóng)藥微乳劑。（如圖3）

圖3 轉(zhuǎn)相法配制微乳劑示意圖Fig.3 Sketch of preparation of microemulsion with methods of phaseinversion

2.4 二次乳化法

當(dāng)農(nóng)藥體系中存在油溶性和水溶性兩種不同性質(zhì)的農(nóng)藥時(shí)，可將農(nóng)藥水溶液和低HL B值的乳化劑混合成油相，通過強(qiáng)烈攪拌，得到粒子在100n m以下的油包水乳狀液，再將其加入高HL B值乳化劑的水溶液中，平穩(wěn)混合，得到油包水水包油型農(nóng)藥微乳劑。（如圖4）

圖4 二次乳化法配制微乳劑示意圖Fig.4 Sketch of preparation of microe mulsion with the twice emulsification methods

3 新型綠色農(nóng)藥微乳劑的發(fā)展與展望

新型綠色農(nóng)藥微乳劑是與環(huán)境相容性較好的一種綠色環(huán)保新劑型，早在20世紀(jì)70年代國外就有農(nóng)藥微乳劑的相關(guān)報(bào)道，我國農(nóng)藥微乳劑的開發(fā)較晚，實(shí)際應(yīng)用也相對(duì)較少。但在日益重視改善環(huán)境的今天,農(nóng)藥微乳劑等新型綠色農(nóng)藥將逐步取代傳統(tǒng)乳油。新型綠色農(nóng)藥微乳劑在我國屬于相對(duì)較新的研究領(lǐng)域，該劑型提高了農(nóng)藥有效成分在乳劑中的分散度，增強(qiáng)了農(nóng)藥有效成分對(duì)動(dòng)植物的通透能力，不僅提高了藥效，而且減低了毒害殘留，它安全高效、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)，給農(nóng)藥微乳劑的發(fā)展帶來了巨大的潛力，值得表面活性劑和農(nóng)藥研究人員深入研發(fā)。

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