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农药微乳化水悬浮剂的存在和制备

发布时间:2019-10-18 8:27:59 来源:《农药市场信息》传媒 作者:黎金嘉(江西博邦生物药业股份有限公司)

  农药水悬浮剂(SC)是我国上个世纪70年代开发的水基化新剂型,也是联合国粮农组织(FAO)推荐的环保农药剂型之一以及我国农药发展的重点环保剂型。它的基本特点是以水为分散相,把熔点较高的不溶于水或溶解度很少的固体农药原药有效成分,经研磨加工成0.1~10μm左右粒径的粉剂,然后在农药助剂作用下,在水相系统中形成分散悬浮体系。但这个悬浮体系是不稳定的。

  悬浮剂在应用时,用水稀释后有悬浮液和乳状液两种分散体系。绝大多数的悬浮剂的稀释液粒径在5μm以下,其余的都在5μm以上。这两种分散体系也是不稳定的,一般只满足悬浮液标准测定的要求,然后在重力的作用下,用不了多少时间便逐渐产生沉淀。能否把这种不稳定的悬浮剂乳化液,变成稳定的纳米级的透明或半透明的微乳状液呢?

  一、 农药微乳化水悬浮剂的存在

  所谓农药微乳化水悬浮剂,也就是符合制成水悬浮剂的固体农药经湿法超微研磨后,在农药助剂即分散剂、乳化剂、增稠剂、防冻剂、防腐剂、稳定剂等和水的作用下,形成的水悬浮剂,其稀释液成透明或半透明微乳状的液体的特殊农药剂型。

  这种微乳化水悬浮剂是否存在呢?从理论上来说,不溶于或溶解度很少的固体或液体农药原药分子,和加进去的表面活性剂,其他农药助剂,都存在不同程度的偶极矩和分子之间的各种作用力。水是极性最大的溶剂,在上面这些物质的作用下,结果起到分散、乳化、增溶、渗透等复杂的理化作用,有效地促进微乳化。微乳化程度的大小取决于农药原药结构、理化性质以及农药助剂的作用。现以20%呋虫胺水悬浮剂(SC)为例,来探讨这个看似不可能而变成可能的课题。

  1. 呋虫胺简介

  呋虫胺化学名称为(RS)-1-甲基-2-硝基-3-[(3-四氢呋喃)甲基]胍,是最新一代超级烟碱类杀虫剂。它与现有的烟碱类杀虫剂的化学结构大不相同,不同点在于它的四氢呋喃基取代了以前的氯化吡啶基、氯化噻唑基。在性能方面也与烟碱不同,所以称之为“呋喃烟碱”。

理化性质:熔点94.5~101.5℃,闪点156.1℃,水中溶解度39g/L(20℃),以上理化性质完全符合制备水悬浮剂的基本条件,并且已有20%呋虫胺SC登记生产。

  2. 20%呋虫胺微乳化悬浮剂

按本文研发的配方配制的20%呋虫胺微乳化悬浮剂外观纯白细腻, pH6.69,密度为1.108,冷藏热贮符合农药有关标准。

  再来了解一下笔者配的20%呋虫胺微乳化悬浮剂20倍和200倍的稀释液情况。稀释20倍液可保存三个月以上仍呈无沉淀透明微乳液,200倍稀释液保存至今已有半年多仍然保持无沉淀透明的微乳液状态;同时也配有稀释10倍和4倍的稀释液,以上两种稀释液均为半透明微乳液,也很稳定。可见以上稀释液的分散粒径是纳米级的体系,或者至少大多数分散粒径是纳米级的体系,这样配制的剂型才十分稳定。

  二、 20%呋虫胺微乳化水悬浮剂的制备

1. 研磨设备选取上海赫达科技有限公司生产的HWLY-0.75型蓝式研磨机以及0.5L双层不銹钢拉缸配手动升降式部件。

  2. 呋虫胺原药要求有效成分含量≥95%,不限定哪一家生产的,只要符合行业和国家有关标准即可。

  3. 所用有关农药助剂如黄原胶、硅酸镁铝、乙二醇、苯甲酸等有效成分含量≥95%,也不限定哪一家生产,只要符合行业和国家有关标准即可。

  4. 所用分散乳化剂也不限定哪一家生产,本制备所选的为表面活性剂单体,水选用本地洁净的自来水。

  5. 20%呋虫胺微乳化水悬浮剂配方(%):呋虫胺20.0(有效成份含量),黄原胶0.3,乙二醇4.0,硅酸镁铝0.70,苯甲酸钠0.30,500#1.0,602#2.0,NP-10# 3.0,有机硅消泡剂0.40,洁净自来水补足100%。此配方产品pH值6~7。本配方所用呋虫胺原药有效成分为98.0%。

  6. 工艺操作:用500ml设备生产400g20%呋虫胺微乳化水悬浮剂。按上述20%呋虫胺微乳水悬浮剂配方的4倍量投料到研磨机的圆筒里,投料不分先后次序,用玻璃棒搅拌物料均匀即可放入研磨机的研磨蓝里。然后用机子的升降设备使其紧密牢固后,起动砂磨机,调速为2000转/分。如夏天气温高可用自来水进行夹套冷却操作,冷却水流出温度不超过40℃即可,研磨时间为2小时。样品作稀释液试验、pH值测定、密度测定、冷藏热贮试验及有效成分检测等。

三、 农药微乳化水悬浮剂与微乳剂比较

1. 相同之点

(1)都是水基化的环保剂型。

(2)都是以不溶于水或溶解很少的农药原药配制而成。

(3)使用时用水稀释时都是成透明或半透明的纳米级分散乳化液。

2. 不同之点

(1)农药微乳化水悬浮剂外观为乳白色细膩透明或半透明、不稳定的悬浮液,而微乳剂则是完全无色透明的稳定的液体。

(2)农药微乳化水悬浮剂不加有机溶剂作为溶剂来溶解农药原药,而微乳剂必须加有机溶剂。

(3)农药微乳化水悬浮剂比微乳剂使用表面活性剂少。

(4)农药微乳化水悬浮剂成本比微乳剂低,更环保、更安全。

四、 农药微乳化水悬浮剂与水悬浮剂比较

1. 相同之点

(1)都是水基化的环保剂型。

(2)都是以不溶于水或溶解度很少的农药原药配制而成的,外观都是乳白色的、细膩流动的不稳定的分散体系。

(3)加工工艺流程,操作相同。

2. 不同之点

农药微乳化水悬浮剂使用时稀释液外观是透明或半透明的液体,而水悬浮剂的稀释液外观一般是乳白色不透明的乳状液,这种乳状液经不起时间的考验,很快或很容易产生沉淀,因此农药有效成分相同的农药微乳化水悬浮剂的药效要比水悬浮剂好。

五、 农药微乳化水悬浮剂(MS)研配的要求

研配农药微乳化水悬浮剂的特点,主要是在水悬浮剂(SC)的基础上,更进一步使其微乳化。微乳化是一个复杂的理化过程,因此要求加进去的所有农药助剂都应有增强分散、乳化、增溶、可溶和稳定的作用。

1. 农药有效成分含量不宜太高。

2. 农药原药的选择最好有一定的小小的对水溶解度。

3. 表面活性剂的选择,除了用于水悬浮剂专用的分散剂外,不只注重分散性,更要重视乳化性、增溶性。因此用于乳油和微乳剂型的农药乳化剂的单体或复配的乳化剂,阴离子、非离子的表面活性剂都可以考虑使用。

4. 加进去的其它农药助剂尽量是水溶性的或亲水性的。

5. 研磨的粒径越小越好,0.1~3μm是必要的。

6. 防冻剂选用乙二醇比较好,能起到助乳化剂的作用。

六、 农药微乳化水悬浮剂的特点和意义

  1.农药微乳化水悬浮剂也就是农药水悬浮剂微乳化,有利于提高水悬浮剂稀释液的稳定性;

  2.有利于提高农药稀释使用液对植株叶面和病虫害表皮的渗透作用;

  3. 有利于提高农药药效;

  4. 比常规农药水悬浮剂用药量少,更经济更环保;

  5. 促进对农药水悬浮的广度和深度的研究,进一步完善水悬浮的剂型朝着更高效、安全、经济、环保方向发展;

6.微乳化水悬浮剂可以作为植保无人机喷雾农药使用。

  七、 20%呋虫胺微乳化水悬浮剂和20%呋虫胺水悬浮剂防治水稻飞虱田间药效试验比较

1. 材料与方法

  (1) 试验药剂

  20%呋虫胺微乳化水悬浮剂和20%呋虫胺水悬浮剂均是江西博邦生物药业有限公司自配。

  (2) 试验设计

  试验共2个处理,4次重复,8个小区;每个小区面积20m2;小区间及试验田四周设保护行。

  试验于2019年6月5日到25日在江西省抚州市腾桥镇石池村种植大户李治军早稻田进行,水稻品种为Y丙优957#。试验田浇灌良好,肥力较好,各小区管理一致,施药时水稻生育期为抽穗杨花期。稻飞虱为低龄若虫孵化高峰期,施药用T农-18型背负式手动喷雾器,工作压力为0.2~0.3MP,喷孔口径为1mm。试药当天为晴天,南风2~3级,日平均温度32.2℃;药后7天平均温度最低26℃,最高35℃;相对湿度70%~80%。整个试验过程中无影响试验结果的其他原因发生。

  

2. 药效调查

  (1) 调查时间

  施药前进行虫口基数调查(剔除长翅型成虫)。药后3天、7天、14天各调查一次残虫量,与药前基数比较计算虫口减退率与对照比较计算校正防效。

  (2) 调查方法

  每小区5个点,每点2丛水稻,用盆柏法调查若虫数量并剔除长翅型成虫。

  (3) 药效计算方法

  计算公式:

  虫口减退率(%)=(PTO-PT1)/PTO×100

  其中:PTO—施药前活虫数,

PT1—施药后活虫数

  防效(%)=(PT-CK)/(100-CK)×100

  其中:PT—施药区虫口减退率,

CK—对照区虫口减退率

从表2可知,40g/667m2用药后,20%呋虫胺微乳化水悬浮剂和20%呋虫胺水悬浮剂3天、7天、14天调查平均防治效果分别为89.86%和80.06%、93.73%和84.42%、96.80%和90.41%。由此可以得出结论,20%呋虫胺微乳化水悬浮剂防治水稻稻飞虱的药效比20%呋虫胺水悬浮剂好,药效提高6个百分点左右。


编辑人员:高荣萍
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