張保華

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 化學(xué)與藥學(xué)院，山東 青島 266109)

農(nóng)藥水乳劑是用水替代全部或部分有機(jī)溶劑的環(huán)境友好水基化劑型，具有安全性高、低刺激性、低成本、環(huán)境污染輕等優(yōu)點(diǎn)［1］，目前已經(jīng)是國(guó)內(nèi)外主要研發(fā)與推廣的重要?jiǎng)┬椭唬?］。

農(nóng)藥水乳劑的加工工藝比較簡(jiǎn)單，通常是分別按照配方調(diào)制油相和水相，然后在外加能量輸入條件下，將油相加入水相或?qū)⑺嗉尤胗拖啵纬煞稚⒘己玫乃閯?。由于水乳劑是熱力學(xué)上不穩(wěn)定的液液懸浮體系，因此，在其開(kāi)發(fā)過(guò)程中如何控制其穩(wěn)定性就尤為重要，研究發(fā)現(xiàn)配方助劑［3-5］、制備工藝［6-7］、貯存條件等因素都會(huì)對(duì)水乳劑產(chǎn)品穩(wěn)定性有重要影響。

本研究結(jié)合5%阿維菌素水乳劑配方，考察了水乳劑制備工藝、水質(zhì)及貯存條件等因素對(duì)水乳劑穩(wěn)定性能的影響，以期為水乳劑的開(kāi)發(fā)提供一定的參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

阿維菌素原藥(含量88%);甲苯、環(huán)己酮、BY-125(蓖麻油聚氧乙烯醚)、抗凍劑(乙二醇)均為分析純;NP-10-P 1.34%、增稠劑(黃原膠)、有機(jī)硅消泡劑均為工業(yè)品。

JA5003N 型電子天平;78 型磁力加熱攪拌器;BME 型密閉式試驗(yàn)室乳化機(jī);ZK-82 B 型電熱真空干燥箱;BT-9300H 型激光粒度分布儀。

1.2 水乳劑制備

采用轉(zhuǎn)相法制備:將阿維菌素原藥溶于適量的溶劑中，添加合適的乳化劑，混合均勻，調(diào)制成油相。將水、抗凍劑、消泡劑等助劑混合均勻?yàn)樗?，在機(jī)械力剪切條件下，將水相緩慢倒入油相中，得到水乳劑產(chǎn)品。

5%阿維菌素水乳劑配方為:阿維菌素原藥5%，甲苯+ 環(huán)己酮(9% +6%)，BY-125 7. 00%，NP-10-P 1.34%，增稠劑(黃原膠)0.05%，抗凍劑(乙二醇)5%，有機(jī)硅消泡劑0.1%，其余用蒸餾水或去離子水補(bǔ)足100%。

1.3 粒徑測(cè)定

5%阿維菌素水乳劑室溫放置24 h 后，采用激光粒度儀測(cè)定其粒徑，分別得到D10、D50和D90，并按下式計(jì)算粒徑跨距。

跨距=(D90－D10)/ D50

在水乳體系中，粒子中粒徑大小和粒度分布是乳液穩(wěn)定性能的重要參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，中粒徑越小、粒徑分布越窄，乳液體系穩(wěn)定性越好［8］。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同的制乳方法對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響［9-10］

用3 種制乳方式制備5%阿維菌素水乳劑，并比較其穩(wěn)定性能，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 制乳方法對(duì)水乳劑性能影響Table 1 The effect of preparation methods on EW properties

由表1 可知，磁力攪拌乳化法和超聲振蕩制成的乳液粒徑分布范圍較大，導(dǎo)致乳液不穩(wěn)定，而用剪切乳化制乳法得到的水乳劑中位徑為1.11 μm，符合水乳劑粒徑要求，而且粒徑分布范圍較窄，乳化分散性和熱貯后穩(wěn)定性好。

2.2 剪切速率和時(shí)間對(duì)水乳劑體系粒徑和跨距的影響

采用剪切乳化法制備5%阿維菌素水乳劑，剪切速率對(duì)水乳劑體系的穩(wěn)定性能的影響見(jiàn)圖1。

圖1 剪切速率對(duì)水乳劑粒徑及跨距的影響Fig.1 The effect of shear rate on particle diameter and span of EW

由圖1 可知，隨著剪切機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，乳液的粒徑分布范圍縮小，體系趨于穩(wěn)定，而中粒徑的變化不大，剪切速率為3 000 r/min 時(shí)，中粒徑和跨距最小。

剪切時(shí)間對(duì)阿維菌素水乳劑體系粒徑和跨距的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

由圖2 可知，在3 000 r/min 的剪切速率下，時(shí)間的延長(zhǎng)，粒徑有增大的趨勢(shì)，這是因?yàn)樵谛纬晌⑿∫旱魏罄^續(xù)攪拌，使得小液滴聚集成大液滴，造成粒徑增大。剪切4 min 時(shí)，可以獲得最小的粒徑和跨距。

圖2 剪切時(shí)間對(duì)水乳劑粒徑及跨距的影響Fig.2 The effect of shear time on particle diameter and span of EW

2.3 水質(zhì)對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響［11-12］

分別采用去離子水、蒸餾水、自來(lái)水、342 mg/L標(biāo)準(zhǔn)硬水和l 000 mg/L 硬水配制的5%阿維菌素水乳劑的性能檢測(cè)結(jié)果，見(jiàn)表2。

表2 水質(zhì)對(duì)水乳劑穩(wěn)定性的影響Table 2 The effect of water quality on stability of EW

由表2 可知，不同水質(zhì)對(duì)乳液的穩(wěn)定性影響不大，只有在硬水(1 000 mg/L)中會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象，說(shuō)明5%阿維菌素水乳劑配方具有較好的水質(zhì)適應(yīng)性，但也要注意高硬度水質(zhì)對(duì)其性能的影響。

2.4 儲(chǔ)存條件對(duì)水乳劑粒徑和跨距的影響

5%阿維菌素水乳劑在室溫(20 ℃)、熱貯(54±2)℃、低溫(0 ℃以下)條件下分別放置14 d，不同貯存條件對(duì)水乳劑穩(wěn)定性能的影響見(jiàn)圖3。

圖3 不同貯存條件對(duì)水乳劑粒徑和粒度的影響Fig.3 The effect of different storage conditions on particle size and particle size of EW

由圖3 可知，中位徑為室溫D50=0.87 μm，熱貯D50=0.91 μm，冷貯D50=0.88 μm，室溫與冷貯熱貯之后的中粒徑?jīng)]有發(fā)生太大的變化，這與華乃震［13］等研究結(jié)果一致，但是粒徑分布的區(qū)間的范圍擴(kuò)大了。因?yàn)樵诘蜏鼗蚋邷丨h(huán)境下，油珠的運(yùn)動(dòng)處于動(dòng)態(tài)平衡中，不斷地聚集破裂，形成大小不同的油珠。

3 結(jié)論

(1)高速剪切乳化機(jī)可以在短時(shí)間內(nèi)提供所需的機(jī)械能，相對(duì)于簡(jiǎn)單攪拌和超聲波震蕩，在獲得小液滴方面更有效，但是由于小液滴趨向于聚結(jié)或奧式熟化，因此當(dāng)液滴達(dá)到一定粒徑時(shí)，再增加剪切強(qiáng)度和時(shí)間，對(duì)小液滴的形成反而不利。

(2)不同的水質(zhì)對(duì)水乳劑的粒徑和粒度都有影響，尤其在1 000 mg/L 硬水中，冷貯和熱貯后出現(xiàn)分層現(xiàn)象，但在低濃度的電解質(zhì)離子存在下，水乳劑的粒徑和穩(wěn)定性相差不大。

(3)5%阿維菌素水乳劑常溫貯存、熱貯和冷貯后，其粒徑和粒度等性能仍然符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，但水乳劑要保持至少兩年的貨架壽命，因此對(duì)于產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步的研究。

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