蘇學(xué)軍，吳小林

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 泰州 225300）

近年來，隨著人們對環(huán)境安全的日益重視，傳統(tǒng)的乳油劑型因使用大量的芳烴類有機(jī)溶劑而逐漸被各種水性化農(nóng)藥新劑型所代替。農(nóng)藥微乳劑是由油性活性成分、表面活性劑、水組成的均相透明的熱力學(xué)穩(wěn)定體系，具有藥效高、成本低、使用安全等優(yōu)點(diǎn)，但由于其配制的過程中往往使用有機(jī)極性溶劑和較多的表面活性劑而使得其存在爭議[1，2]。若在配方研制的過程中，通過正交試驗(yàn)法對復(fù)配表面活性劑的配比、用量及助表面活性劑的用量進(jìn)行篩選優(yōu)化，可達(dá)到保證高藥效的情況下使此劑型負(fù)面效應(yīng)降到最低。

辛硫磷是一種高效、低毒、廣譜性有機(jī)磷殺蟲劑，以觸殺和胃毒作用為主，常用來防治地下害蟲，尤其對多種鱗翅目害蟲的幼蟲作用效果明顯[3]。目前市場上主要以乳油產(chǎn)品居多，有少量水性化劑型，但其配方鮮有報(bào)道。根據(jù)辛硫磷的理化特點(diǎn)，可將其加工成為微乳劑型。微乳體系為多組分體系，其配方的研制的重點(diǎn)側(cè)重于表面活性劑和助表面活性劑的篩選優(yōu)化[4]。若采用單因素試驗(yàn)法篩選配方需做大量實(shí)驗(yàn)，本文通過單因素試驗(yàn)法與正交試驗(yàn)法相結(jié)合的方法，用較少的試驗(yàn)次數(shù)初步獲得了該微乳劑型的配方，為進(jìn)一步進(jìn)行該配方的研究和應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

原藥：辛硫磷（質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥90%，工業(yè)品）；乳化劑：OP-10、農(nóng)乳 500#、602#、700#、寧乳 33#、農(nóng)乳（1601、1602）、BY-140、EL-40，均為工業(yè)品；溶劑與助表面活性劑：冰醋酸、甲苯、丙酮、環(huán)己酮、乙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇，均為化學(xué)純；有機(jī)硅消泡劑X-10C。

1.2 儀器設(shè)備

HH數(shù)顯型恒溫水浴鍋（江蘇金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠）；精密溫度計(jì)（常州新華儀器廠）；sartorius電子天平（北京賽多利斯儀器有限公司）；CJ78-1B磁力攪拌器（姜堰分析儀器廠）；CJ78-1B生化培養(yǎng)箱（姜堰分析儀器廠）；BCD-216ZDJ海爾冰箱。

2 試驗(yàn)方法與結(jié)果

2.1 微乳劑的配制

采用油相加入水相工藝配制10%辛硫磷微乳劑。將辛硫磷與溶劑、復(fù)配表面活性劑、助表面活性劑充分混合并攪拌數(shù)分鐘，然后加入水相，控制好轉(zhuǎn)速，加完物料后繼續(xù)攪拌30min，最后得到黃色均相透明的微乳劑。

2.2 微乳劑濁點(diǎn)的測定

將配好的一系列微乳劑置于具塞試管內(nèi)，插入精密溫度計(jì)，于水浴中緩慢升溫，攪拌溶液同時(shí)觀察溶液由清變濁或由濁變清時(shí)的溫度，二者溫度的平均值即為濁點(diǎn)，重復(fù)測定3次。

2.3 助表面活性劑的選擇

辛硫磷原藥是液體，體系中加入適宜的助表面活性劑可以改善溶液流動性。同時(shí)由于助表面活性劑是小的極性分子，在微乳劑中可以被吸附在油水界面上，有助于油水界面間界面張力的降低，并能降低界面膜的彈性模量，大大改善表面活性劑的性能，使微乳劑中的微粒結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，一般選用低碳鏈的醇作助表面活性劑[5]。根據(jù)前文研究[3]，若選用C3以上的醇作助表面活性劑，微乳液的透明溫度區(qū)域變窄，濁點(diǎn)降低，導(dǎo)致制劑熱貯外觀不合格。故本研究中選用乙醇作為助溶劑、乙二醇作為冷凍劑。

2.4 表面活性劑種類篩選

根據(jù)辛硫磷及選用溶劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，選用HLB值在13～16之間的非離子型表面活性劑進(jìn)行試驗(yàn)。復(fù)配表面活性劑的使用可充分發(fā)揮表面活性劑之間的協(xié)同效應(yīng)，微乳劑中常見的組合為非離子/非離子、非離子/陰離子兩種形式。在進(jìn)行種類篩選時(shí)，首先要考慮使用的復(fù)配表面活性劑的總量，通過經(jīng)濟(jì)核算，表面活性劑的總量若超過17%經(jīng)濟(jì)效益不明顯。在初定配方時(shí)，復(fù)配表面活性劑的用量可適當(dāng)增多，能提高界面膜的完整性和機(jī)械強(qiáng)度，因而固定復(fù)配表面活性劑的總量為17%、配比為1∶1，進(jìn)行種類篩選，結(jié)果見表1。

表1 表面活性劑的篩選結(jié)果Tab.1 The results of the selection of emulsifiers

由表1可知，所列的二元復(fù)配表面活性劑均不能制得合格的微乳劑。采用三元復(fù)配表面活性劑用量17%，配比為寧乳33#∶1602#∶500#=1∶1∶1制得的產(chǎn)品合格，下面便可采用正交試驗(yàn)法對此用量、配比進(jìn)行優(yōu)化。

2.5 正交試驗(yàn)法篩選最優(yōu)表面活性劑和助溶劑

采用正交設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素之一是要確定合適的考察指標(biāo)，即因變量。透明溫度區(qū)域是反應(yīng)微乳劑穩(wěn)定性的一個重要指標(biāo)，本研究中在溶劑和農(nóng)乳500#選定的情況下，各微乳劑的透明溫度低限值變化幅度不大，因此，以透明溫度上限值（濁點(diǎn)溫度）作為主要的考察指標(biāo)進(jìn)行研究。設(shè)定4個因素：復(fù)配表面活性劑的用量、表面活性劑的配比、乙醇用量、消泡劑用量，每個因素選取3個水平，制定因素水平表，按正交設(shè)計(jì)表L9（34）進(jìn)行試驗(yàn)，見表2、3。

利用正交設(shè)計(jì)助手軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由表3極差分析可以看出，對微乳劑濁點(diǎn)高低影響因素排序?yàn)镃＞B＞D＞A，在所選因素水平范圍內(nèi)，得出理論上最佳的組合為A2B3C3D2，即表面活性劑的總用量為15%、配比為2∶1、乙醇用量5%、消泡劑0.2%。同時(shí)選擇A列、D列進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

表2 因素水平表Tab.2 Factors and levels in orthogonal test

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Results of orthogonal test

表4 正交試驗(yàn)方差結(jié)果Tab.4 Results of analysis of variance

從表4可以看出，4種因素對濁點(diǎn)結(jié)果影響的程度，C因素對試驗(yàn)結(jié)果具有顯著影響，而其余因素對濁點(diǎn)影響不大，說明此微乳劑配方中助表面活性劑的用量不宜少；A因素對濁點(diǎn)影響較小，因而在不影響制劑性能的情況下，為節(jié)約配方成本，可降低表面活性劑的使用量。最終結(jié)合生產(chǎn)成本，實(shí)際配方確定為A1B3C3D2。

2.6 配方優(yōu)選結(jié)果驗(yàn)證

按正交設(shè)計(jì)得到的優(yōu)化配方A1B3C3D2進(jìn)行5次重復(fù)試驗(yàn)配制10%辛硫磷微乳劑，測得其平均濁點(diǎn)為68.0℃，要稍高表1的最好組合，但復(fù)配表面活性劑的使用量減少了2%，有利于降低成本。制得的微乳劑為清澈透明液體，用30℃硬水進(jìn)行200倍稀釋，微乳液呈淡黃色透明狀，說明乳液穩(wěn)定性合格，其冷貯、熱貯指標(biāo)均符合制劑要求，熱貯分解率＜5%。

3 結(jié)論

微乳劑配方研制的重點(diǎn)往往是表面活性劑、助表面活性劑的種類、配比及含量的確定，在用單因素法、均勻設(shè)計(jì)法或基于其它理論篩選出表面活性劑種類后，使用正交試驗(yàn)法選擇一個或多個因變量為考核指標(biāo)對配方中各成分的含量、配比進(jìn)行快速優(yōu)化，在減少試驗(yàn)次數(shù)的情況下，可優(yōu)選出合適的配方，并可降低生產(chǎn)成本。配方優(yōu)選表明：對于微乳體系透明溫度下限變化幅度較小的情況，僅選用濁點(diǎn)作為微乳劑性能考察指標(biāo)是方便可行的。

［1］魏方林，魏曉林，劉迎，等.農(nóng)藥新劑型-微乳粒劑配制的可行性研究［J］.農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2011，13（3）：319-326.

［2］趙譜超，趙軍，林雨佳，等.農(nóng)藥水乳劑、微乳劑研發(fā)與生產(chǎn)中存在的問題及對策［J］.農(nóng)藥科學(xué)與管理，2011，32（2）：26-30.

［3］蘇學(xué)軍，戴小波，陳艷，等.辛硫磷微乳劑濁點(diǎn)影響的因素分析［J］.化工時(shí)刊，2011，（12）：34-36.

［4］魏方林，吳慧明，程敬麗，等.多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在農(nóng)藥微乳劑配方研制中的應(yīng)用研究［J］.農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2009，11（3）：373-380.

［5］聶思橋，吳志華，等.10%殘殺威微乳劑的研制［J］.農(nóng)藥，2006，45（9）:587-590.