邱俊云,李文剛,何 練,任天瑞
(上海師范大學 生命與環境科學學院 資源化學教育部重點實驗室,上海 200234)
近年來,隨著人們環保意識不斷增強,農藥劑型應用性能要求也在不斷提高,尋求加工簡單,穩定性高,環境友好的新型農藥劑型迫在眉睫。干懸浮劑(Dry Flowable,DF)是在可濕性粉劑、懸浮劑和水分散粒劑基礎上發展而來的固體顆粒產品。其以水為介質進行研磨,先制成懸浮液,再進行噴霧干燥制得[1]。干懸浮劑的優勢在于:首先,與懸浮劑相比,長期貯存時制劑的穩定性不下降,不存在懸浮劑因沉積或團聚現象而造成的使用不便缺點;其次,與水分散粒劑相比,其在加工過程中因采用濕法粉碎,避免了水分散粒劑干法粉碎時的粉塵飛揚[2]。干懸浮劑在經濟、環保等方面綜合性能明顯優于懸浮劑、水分散粒劑等傳統劑型,是農藥劑型研發者們青睞的具有廣闊市場前景的農藥新劑型[3]。
吡唑醚菌酯(pyraclostrobin)又名唑菌胺酯,目前具有的制劑劑型有 20%顆粒劑、20%水分散粒劑、20%可濕性粉劑[4]。霜脲氰又名 1-(2-氰基-2-甲氧基亞胺基)-3-乙基脲,目前主要的劑型以復配為主,大致為18%、25%、36%、40%百菌清·霜脲氰懸浮劑、可濕性粉劑;40%、48%、50%琥銅·霜脲氰可濕性粉劑;23%氫銅·霜脲氰可濕性粉劑;85%波爾多液·霜脲氰可濕性粉劑[5]。可見,吡唑嘧菌酯和霜脲氰大多以可濕性粉劑、水分散粒劑為主,復配制得的干懸浮劑相關報道較少。因此,研制吡唑醚菌酯和霜脲氰復配的干懸浮劑不僅具有巨大的市場價值,而且具有很好的科研前景。
吡唑醚菌酯原藥(95%,研新股份有限公司);霜脲氰原藥(98%,利民化工股份有限公司);SD-661、SD-816、SD-819、亞甲基雙萘磺酸鈉(NNO)、SR-05(≥95%,上海是大高分子材料有限公司);木質素磺酸鈉(南非進口,南京棋成新型材料有限公司);AFE-1410有機硅消泡劑(山東優索化工科技有限公司);高嶺土(1 250目);卡爾費休試劑(AR,天津賽孚瑞科技有限公司);甲苯(AR,國藥集團化學試劑有限公司);乙腈(≥99.9%,賽默飛世爾科技(中國)有限公司);去離子水(實驗室自制);氧化鋯珠(≥95%,
浙江湖州雙林恒星拋光器材廠)。
FA1004型電子天平(上海精科天平);UPH-IV-10T優普系列超純水器(成都超純科技有限公司);高效液相色譜儀(日本島津公司);DHG-9240A電熱恒溫鼓風干燥箱(上海齊欣科學儀器有限公司);BILON-6000Y實驗型噴霧干燥機(上海比朗儀器有限公司);AKF-1plus全自動卡爾費休水分測定儀(上海禾工科學儀器有限公司);氣流粉碎機(江蘇宜興聚能超細粉碎設備有限公司);JL-1156型激光粒度分布測試儀(成都精新粉體測試設備有限公司);GL-802型微型臺式真空泵(海門市其林貝爾儀器制造有限公司);具塞量筒(上海禾氣玻璃儀器有限公司);自制圓底砂磨機。
按照配方比例(具體工藝如圖1),將各類助劑在砂磨罐中加水先混合均勻后再加入原藥配成35%左右固含量的漿液,加入等質量的鋯珠,然后將電動攪拌機轉速調至1 200 r/min,攪拌剪切至粒徑D90為 5 μm、平均粒徑小于 3 μm (大致需要 2.5 h),隨后停止攪拌,過濾去除鋯珠,收集物料,用噴霧干燥機進行干燥制粒。設置進口溫度為140 ℃,出口溫度為58 ℃左右,噴霧干燥后所得產品置于60 ℃烘箱烘2 h,最終產品含水率1%以下。隨后測定其各項物理性能指標。

圖1 42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑的工藝流程圖
按GB/T5451-2001中方法進行測定。
要求在 20 ℃時能夠自動分散或稍加搖晃即可分散,且能與水任意混合并能夠被稀釋成穩定的懸浮液[6]。
25 ℃時,稱取0.5 g樣品置于具塞量筒內,加入250 mL標準硬水,1 min后,以30次/min的速度顛倒混合,以顆粒全部崩解所需的顛倒次數表示[1]。
按GB/T14825-2006中方法進行測定。
按HG/T2467.5-2003中4.11進行測定。
按HG/T2467.2-2003中4.11進行測定。
利用高效液相色譜儀測定吡唑醚菌酯和霜脲氰的含量。測定條件為流動相:乙腈-水(體積比為60∶40);色譜柱:C18不銹鋼柱150 mm×4.6 mm(i.d),柱溫為室溫;檢測波長275 nm[7]。
采用MT30卡爾費休法測定[8]。
將原藥粉碎到一定細度存放于廣口瓶中密封保存備用。將潤濕分散劑分別配成5%的水溶液,振蕩溶解后存放于容量瓶中備用。用電子天平稱重50 mL小燒杯并記錄小燒杯的質量,向小燒杯里加入5.000 0 g已粉碎的原藥,用滴管慢慢將5%潤濕分散劑水溶液滴加到裝有原藥的小燒杯中,其間用玻璃棒不斷攪拌使其成為漿狀物,直至液滴可以從玻璃棒上自由滴下為止。記錄滴加水溶液的質量(精確至0.000 1 g),重復 3次取平均值[9]。各潤濕分散劑流點測定結果見表1。
潤濕分散劑對原藥的流點=滴加5%表面活性劑
水溶液的質量/原藥的質量

表1 潤濕分散劑流點測定結果
流點的高低與潤濕分散劑對農藥的活性和固體物的細度有關。潤濕分散劑與原藥理化性質匹配時,則活性越高,流點越低;固體物越細,流點越高[10]。因此,對于相同原藥,潤濕分散性對其性能越好,所對應的流點則越低。由表1的流點測試結果可知,SD-819、SD-661、NNO的流點相對較低,可作為進一步試驗的材料。而SR-02和SR-05為小分子潤濕劑,潤濕性能較好,SR-05的流點相對較低,因此,也將SR-05選擇作為進一步試驗的材料。
由于潤濕分散劑種類和結構不同,通常會表現出多重性能,比如分散性、潤濕性、乳化性等。在實際配方研制過程中,不同助劑潤濕分散性能各有不同,有的偏重分散性,有的偏重潤濕性[11]。根據表面活性劑的協同效應理論,在配方研制中,將助劑進行復配通常具有用量少,分散穩定性能好等優點。
通過各個配方組合的懸浮率、潤濕分散性以及崩解性的測定,對比選出最優配方組合,并對該配方組合的其他理化性能進行進一步的測試。具體結果如表2所示。
通過表2結果可知,加入分散劑SD-819、SD-661、SR-05和NNO后,產品的懸浮率均大于90%,說明通過流點法篩選出來的潤濕分散劑對42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑體系具有較好的分散性能。可以看出,當使用分散劑的種類較單一時,也就是分散劑SD-819、SD-661和NNO的比例差距較大時,體系的懸浮率相對較低,而在使用比例相近的助劑復配配方中,體系的懸浮率都相對較高,尤其是8#配方,懸浮率高達99%。同時,當以高嶺土作為填料,體系的潤濕性不好,崩解性差,無法正常搖開,可能原因是高嶺土對該體系表現出較差的吸附性,體系中的高嶺土無法吸附原藥粒子,制劑出現團聚凝結,從而表現出較差的潤濕性和崩解性。

表2 42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑配方篩選結果
綜上所述,8#配方具有較優的潤濕性、崩解性和較高的懸浮率,因此選擇該配方作為42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑的最佳配方,并進一步測試其理化性能。
通過對42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑配方的篩選,獲得了性能優良,黏度適中,穩定性好的產品。同時,測定了其懸浮性、分散性、崩解性、潤濕性、含水率、持久起泡性、有效成分含量以及熱貯穩定性等性能。42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑各項性能指標均符合要求(表3)。
經過54 ℃熱貯14 d后,42%吡唑醚菌酯·霜脲氰的穩定性均較好,分解率均在1%以下,符合指標要求(低于5%)。

表3 42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑的性能指標

圖2 粒徑變化圖
為了進一步考察 42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑的穩定性能,測試了其熱貯前后的粒徑變化(平均粒徑),同時為了進一步說明對助劑進行復配具有更好的性能,設置了幾組對比試驗。1號作為參照,沒有添加任何助劑,它的粒徑變化比較大;2號為最優配方的測定結果,粒徑沒有明顯的變化;3、4、5號分別為只添加 SD-819、SD-661、NNO作為助劑時,粒徑的測定結果,可以看出它們的粒徑變化均較明顯(圖2)。
首先,通過流點法對潤濕分散劑進行篩選,其次,通過潤濕性、崩解性、懸浮率進行了綜合篩選,最終得到了體系穩定、懸浮率高的 42%吡唑醚菌酯·霜脲氰干懸浮劑的配方,并測試了各項理化性能,均符合性能指標。
參 考 文 獻
[1] 許逸飛, 秦敦忠, 曹小麗, 馮建國. 國內農藥干懸浮劑的研究開發概況[J]. 現代農藥, 2018, 17(1): 1-4, 31.
[2] 華乃震. 干懸浮劑——水分散粒劑的頂級產品[J]. 世界農藥, 2018,40(2): 1-8.
[3] 劉勇良, 周磊, 張宗儉, 等. 50%醚菌酯水分散粒劑的研制[J]. 農藥,2012, 51(12): 881-883.
[4] 饒楠, 夏紅英, 湯璐. 70%吡唑醚菌酯·丙森鋅干懸浮劑配方的研制[J]. 農藥, 2017, 56(10): 725-727, 741.
[5] 過戌吉. 復配殺菌劑配角品種霜脲氰與乙霉威發展概況[J]. 農藥市場信息, 2004, (20): 27.
[6] 張婧, 黃治強, 王丹婷, 等. 苯甲酰脲類殺蟲劑在農藥復配物中的應用進展[J]. 農藥, 2015, 54(10): 703-708.
[7] 成妙金. 70%嘧菌·霜脲氰水分散粒劑液相色譜定量分析[J]. 世界農藥, 2014, 36(1): 49-50, 55.
[8] 金向紅, 張登科, 黃松其, 等. 50%苯醚菌酯干懸浮劑配方研制[J]. 農藥, 2014, 53(1): 23-25.
[9] 張樹鵬, 郭振豪, 李新忠, 等. 50%二氰蒽醌懸浮劑的研制[J]. 農藥科學與管理, 2016, 37(4): 31-35.
[10] 孫倩, 葉進剛, 吳志杰, 等. 吡蚜酮·噻蟲嗪30%水懸浮劑配方的研究[J]. 農藥科學與管理, 2013, 34(8): 25-27.
[11] 李剛, 王強. 50%烯酰嗎啉懸浮率的研制[J]. 農藥研究與應用, 2012,16(2): 6-9.