焦俊超+張少飛+張文樹
除蟲脲為苯甲酸基苯基脲類除蟲劑,與滅幼脲三號為同類除蟲劑,殺蟲機(jī)理也是通過抑制昆蟲的幾丁質(zhì)合成酶的合成,從而抑制幼蟲、卵、蛹表皮幾丁質(zhì)的合成,使昆蟲不能正常蛻皮蟲體畸形而死亡。該品種是對人畜低毒,對天敵安全的昆蟲幾丁質(zhì)合成抑制劑。隨著除蟲脲制劑長期使用后,害蟲對其的抗性逐年加大,使農(nóng)藥用量不斷增加,導(dǎo)致用量增大、殘留增加、藥效差等不良后果。且使用單一組分的殺蟲劑,容易導(dǎo)致害蟲產(chǎn)生抗藥性是目前農(nóng)藥使用過程中面臨的一個亟待解決的問題,而創(chuàng)制新型高效殺蟲化合物投入大、周期長、科研實力要求較高,不符合目前我國農(nóng)藥企業(yè)的現(xiàn)狀。而農(nóng)藥之間的復(fù)配既能解決農(nóng)藥單劑毒性大、效果差的問題,又投入少、研發(fā)周期短,適合國內(nèi)農(nóng)藥企業(yè)現(xiàn)狀,并且不同農(nóng)藥之間的交互使用能夠延緩作用物抗藥性的產(chǎn)生,具有較為理想的使用效果,因此不同作用機(jī)理之間農(nóng)藥的復(fù)配是目前農(nóng)藥領(lǐng)域的研究熱點。高效氯氟氰菊酯又稱功夫菊酯、三氟氯氰菊酯,是一種具有極強(qiáng)胃毒和觸殺作用的擬除蟲菊酯類殺蟲劑,幾乎對所有害蟲有效。除蟲脲與高效氯氟氰菊酯作用機(jī)理不同,無交互抗性。兩者混配在增加藥效的同時擴(kuò)大殺蟲譜,同時還使產(chǎn)品兼具了速效和持效期長的特性。開發(fā)除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑具有廣闊的市場前景。
1 材料與方法
1.1 試驗試劑和儀器
除蟲脲原藥(含量98%),威遠(yuǎn)生化;高效氯氟氰菊酯(含量98%)廣東立威;潤濕分散劑:苯乙烯苯酚甲醛樹脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚磷酸酯(34#P)、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚磷酸酯(600#P)、烷基酚甲醛樹脂聚氧乙烯醚磷酸酯(700#P)、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸酯(EL-20P)、聚羧酸鹽(TERSPERSE 2500)、烷基萘磺酸鹽和陰離子潤濕劑的混合物(Morwet EFW)、丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(L-62#);消泡劑:多聚硅烷、聚醚(VY-211)、AF-1502(廣東方中)消泡劑;增稠劑:黃原膠、羥乙基纖維素、聚氨酯類;防腐劑:多聚甲醛、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸丙酯(DJS)、苯甲酸鈉;防凍劑:丙二醇、乙二醇、丙三醇、尿素等;去離子水。儀器:TPD-0.5臥式型砂磨機(jī),奎特上海機(jī)電公司;FUKE高剪切乳化機(jī); NDJ-1旋轉(zhuǎn)黏度計,上海同濟(jì)大學(xué)機(jī)電廠;BT- 9300HT激光粒度分析儀,百斯特;液相色譜分析儀,島津。
2 實驗方法
2.1 50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑的配制方法
按照一定量的比例,將原藥、助劑(包括潤濕分散劑、消泡劑、增稠劑和防腐劑) 和水在高剪切乳化機(jī)中,進(jìn)行高速剪切并均質(zhì)乳化,然后經(jīng)過剪切機(jī)進(jìn)行初步分散潤濕,最后經(jīng)過磨砂機(jī)研磨至懸浮粒徑在0.1~5.0μm達(dá)98%以上, 即可得50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑(見圖1)。
3 結(jié)果與討論
3.1 含量和劑型的選擇
根據(jù)除蟲脲和高效氯氟氰菊酯的使用倍數(shù)及除蟲脲和高效氯氟氰菊酯共毒系數(shù),選擇除蟲脲含量為40%,高效氯氟氰菊酯含量10%。
農(nóng)藥制劑主要劑型:乳油、可濕性粉劑、懸浮劑、微乳劑、水分散粒劑、水乳劑。乳油使用大量有機(jī)溶劑,可濕性粉劑生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生大量粉塵,對環(huán)境不友好;微乳劑和水乳劑雖使用極少量有機(jī)溶劑,也對環(huán)境不太友好;而水分散粒劑對環(huán)境友好,但生產(chǎn)操作復(fù)雜,能耗較大;因此選擇環(huán)境友好型劑型水懸浮劑作為本課題研究對象。
3.2 配方篩選
3.2.1 潤濕分散劑的篩選
潤濕分散劑:苯乙烯苯酚甲醛樹脂聚氧乙烯聚氧丙烯醚磷酸酯(34#P)、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚磷酸酯(600#P)、烷基酚甲醛樹脂聚氧乙烯醚磷酸酯(700#P)、蓖麻油聚氧乙烯醚磷酸酯(EL-20P)、聚羧酸鹽(TERSPERSE 2500)、烷基萘磺酸鹽和陰離子潤濕劑的混合物(Morwet EFW)、丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(L-62#)為添加對象,以3.5%的用量做對照試驗,分別測出懸浮率、分解率、熱貯外觀變化,測定結(jié)果列于表1。
從表1可以看出,L-62#配制的50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑懸浮率高,經(jīng)熱貯試驗分解率小,外觀無明顯分層,具有良好的潤濕分散性,因此選擇L-62#為筆者研究的潤濕分散劑。
以 L-62#為添加對象,以1.0% 、2.0% 、3.0%、3.5%、4.0%、5.0%的用量作對照試驗,分別測出懸浮率、分解率、熱貯外觀變化,測定結(jié)果見表2。
從表2可見,隨著L-62#潤濕分散劑添加量的增加,懸浮率升高,分解率無明顯變化顯著,析水明顯減少,成本也逐漸增高,熱貯后50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑外觀變化顯著。當(dāng)添加量增加到3.5%左右時,其50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑的懸浮率、分解率、熱貯后懸浮劑穩(wěn)定性、成本都能控制在比較理想的范圍之內(nèi)。因此,L-62#的用量以3.5%為宜。
3.2.2 消泡劑的篩選
以多聚硅烷、聚醚(VY-211)、AF-1502(廣東方中)消泡劑為添加對象,以0.5%的用量做對照試驗,分別測出分解率、懸浮率、持久起泡性(1min后),測定結(jié)果見表3。
從表3可以看出,聚醚(VY-211)消泡劑配制的50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑懸浮率高,分解率小,具有良好的抑泡消泡效果, 因此選擇聚醚(VY-211)為本研究的消泡劑。
以聚醚(VY-211)為添加對象,以0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%的用量作對照試驗,分別測出懸浮率、分解率、熱貯外觀變化、持久起泡性(1min后),測定結(jié)果見表4。
從表4可見,隨著聚醚(VY-211)消泡劑添加量的增加,懸浮率和分解率變化不明顯,持久起泡性(1min后)變化顯著,熱貯后的外觀變化顯著。當(dāng)添加量增加到0.5%左右時,其50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑的懸浮率、分解率都能控制在比較理想的范圍之內(nèi),熱貯后外觀合格,而持久起泡性(1min后)也符合國家標(biāo)準(zhǔn)。因此,聚醚(VY-211)消泡劑的用量以0.5%為宜。
3.2.3 增稠劑的篩選
以黃原膠、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉、聚氨酯類為添加對象,以0.2%的用量做對照試驗,分別測出懸浮率、洗滌后殘余、傾倒性、熱貯后外觀,測定結(jié)果見表5。
從表5可以看出,黃原膠配制的50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑懸浮率好、洗滌后殘余、傾倒性能良好和熱貯后外觀合格,因此選擇黃原膠為本研究的增稠劑。
以黃原膠為添加對象,以0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%的用量作對照試驗,分別測出懸浮率、洗滌后殘余、傾倒性、熱貯后外觀,測定結(jié)果見表6。
黃原膠添加量小于0.2%時,洗滌后殘余少,易傾倒,易分層。當(dāng)添加量增加到0.2%左右時,其50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑的傾倒性能都能控制在良好的范圍內(nèi)。黃原膠添加量大于0.2%時,洗滌后殘余多,傾倒性能差。因此,黃原膠的用量以0.2%為宜。
3.2.4 防腐劑的篩選
由于加入增稠劑,易霉變,因此進(jìn)行防腐劑的選擇尤為必要。以多聚甲醛、山梨酸鉀、對羥基苯甲酸丙酯(DJS)、苯甲酸鈉為添加對象,以0.1%的用量做對比試驗,分別檢測出熱貯后菌群數(shù)(100mL樣品計算)、外觀變化和分解率。測定結(jié)果見表7。
從表7可見,多聚甲醛配制的50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑經(jīng)熱貯試驗分解率小,外觀無明顯變化,熱貯后菌群數(shù)(100 mL樣品計算)少, 具有良好的穩(wěn)定性,因此選擇多聚甲醛為本研究的防腐劑。
以多聚甲醛為添加對象, 以0.2%、0.4%、0.6%、0.7%、0.9%、1.5%的用量作對照試驗,分別測出分解率、熱貯后菌群數(shù)(100 mL樣品計算)、熱貯外觀變化,測定結(jié)果列于表8。
從表8可見,隨著多聚甲醛防腐劑添加量的增加,分解率變小,50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑外觀變化顯著。當(dāng)添加量增加到0.7%左右時,其50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑的分解率、懸浮劑穩(wěn)定性都能控制在比較理想的范圍之內(nèi)。因此,多聚甲醛的用量以0.7%為宜。
3.3 配方的確定
根據(jù)配方試驗的篩選結(jié)果,結(jié)合原料來源等綜合考慮,確定50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑的最佳配方為:除蟲脲的有效成分為40%,高效氯氟氰菊酯10%,丙二醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(L-62#)為3.5%,聚醚(VY-211) 0.5%,黃原膠為0.2%,多聚甲醛0.7%,水補(bǔ)足至100%。
3.4 重復(fù)性實驗
按照上述配方,取五個批次原藥進(jìn)行重復(fù)試驗進(jìn)一步證明配方穩(wěn)定性,A、B、C、D、E 5個批次進(jìn)行各項技術(shù)指標(biāo)檢測和熱貯試驗及其熱貯后的各項指標(biāo)檢測,結(jié)果見表9和10。
可見,熱貯相對分解率為2.0%,該方法生產(chǎn)的制劑穩(wěn)定性較好,達(dá)到分解率小于5%的國家標(biāo)準(zhǔn),說明各項技術(shù)指標(biāo)均符合懸浮劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)論
50%除蟲脲·高效氯氟氰菊酯懸浮劑產(chǎn)品懸浮率高、效果好、成本低、環(huán)保安全,并且制備方法簡單可行,設(shè)備投資少。該產(chǎn)品以自來水為連續(xù)相的分散體系,既節(jié)省了大量的有機(jī)溶劑,降低了成本,又減少了有機(jī)溶劑對操作者的刺激和對環(huán)境的污染。通過加速貯存試驗表明,該產(chǎn)品的各項技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到質(zhì)量要求。