董秀蓮，胡國(guó)耀，花文東，韋振力，張 博，任天瑞

（上海師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院教育部資源化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200234）

OD是一種或幾種原藥在油類溶劑中將其有效成分均勻分散于非水介質(zhì)中，通過(guò)表面活性劑和黏度調(diào)節(jié)劑形成高度分散且穩(wěn)定的懸浮液體制劑[1]。因其可能含有被溶解的其他有效成分，所以使用前需用水稀釋[2-3]。由于其分散性好，藥效能被發(fā)揮充分，性能趨于穩(wěn)定，黏著性良好，在靶標(biāo)物增效中作用顯著，是一種極具潛力的農(nóng)藥新劑型，成為當(dāng)下制劑的研究熱門[4]。使用油類作為分散介質(zhì)，可降低農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染，顯著提高有效成分的內(nèi)吸性與滲透性，進(jìn)而明顯改善藥效，為此得到迅速發(fā)展[5]。因農(nóng)藥制劑在使用技術(shù)與施用方式上的創(chuàng)新，OD將會(huì)發(fā)展得更為迅猛[6]。

煙嘧磺隆為磺酰脲類除草劑，具有內(nèi)吸傳導(dǎo)性，在植物的葉、莖及根部迅速吸收并傳導(dǎo)；莠去津?yàn)槿侯惓輨?，它的特點(diǎn)是以根吸收為主，易產(chǎn)生抗藥性，常與其他除草劑復(fù)配使用[7]。本實(shí)驗(yàn)以大豆油為分散介質(zhì)篩選乳化劑及分散劑，制備24%煙嘧·莠去津OD，該制劑對(duì)玉米田中禾本科雜草、莎草科雜草及闊葉型雜草藥效顯著，且用藥量少、成本低，對(duì)人、牲畜安全。因兩者作用機(jī)理不同，還能延緩其抗藥性產(chǎn)生，為其復(fù)配藥劑的合理使用提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

莠去津原藥（97%）、煙嘧磺隆原藥（95%），浙江中山化工集團(tuán)股份有限公司；大豆油，上海嘉里食品工業(yè)有限公司；有機(jī)膨潤(rùn)土，浙江安吉天龍有機(jī)膨潤(rùn)土有限公司；分散劑SD-206、SD-208（含量≥95%），上海是大高分子材料有限公司；乳化劑S-80、T-85，廣東潤(rùn)華化工有限公司；LAE-9、A-105，江蘇省海安石油化工廠；AEO-20，南通希旺化工有限公司；農(nóng)乳600#，國(guó)藥集團(tuán)；24%煙嘧·莠去津（市售）；氧化鋯珠（含量≥95%），浙江湖州雙林恒星拋光器材廠。

FA2004電子天平，上海良平儀器儀表有限公司；MCRl02智能流變儀，奧地利Anton Paar公司；Zetasizer Nano ZS，英國(guó)馬爾文儀器有限公司；EYELASB-1000恒溫水浴槽，東京理化器械株式會(huì)社；UPR-II型臺(tái)上式超純水機(jī)，成都優(yōu)普水處理工程有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海姚氏儀器設(shè)備廠；自制立式圓底砂磨機(jī)、JL-1156型激光粒度分布測(cè)試儀，成都精新分體測(cè)試設(shè)備有限公司；250 mL具塞量筒，上海禾氣玻璃儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程及操作步驟

制備24%煙嘧·莠去津OD的操作流程如圖1所示。

圖1 制備24%煙嘧·莠去津OD的操作流程

按照配方的比例，使用濕法研磨技術(shù)，先將定量的油基、乳化劑、分散劑、增稠劑、原藥按相應(yīng)順序進(jìn)行投放，再進(jìn)行150 s左右的預(yù)分散，最后研磨，將其倒入砂磨機(jī)中研磨2～3 h。用激光粒度分析儀進(jìn)行檢測(cè)，直至D90值不大于5 μm即停止研磨，過(guò)濾后可得24%煙嘧·莠去津OD。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法

懸浮率的測(cè)定：按照《農(nóng)藥懸浮率測(cè)定方法》（GB/T 14825—2006）進(jìn)行。粒度的測(cè)定：用激光顆粒分布測(cè)量?jī)x檢測(cè)，要求平均粒徑為3～5 μm。流變性能及黏度測(cè)試：采用PP50型平板夾具，設(shè)置溫度為25℃。Zeta電位測(cè)試：使用Zetasizer Nano ZS測(cè)試其Zeta電勢(shì)（25℃）。按文獻(xiàn)[8-9]方法測(cè)試傾倒性，將混勻的試樣置于已稱量的量筒中（包括塞子），至量筒體積的4/5處，塞緊磨口塞，稱量，放置6 h。打開(kāi)塞子，將直立的量筒旋轉(zhuǎn)135°，傾倒60 s。再倒置60 s，重新稱量量筒和塞子。將相當(dāng)于80%量筒體積的水（20℃）倒入量筒中，塞緊磨口塞，將量筒顛倒10次后，按上述操作傾倒內(nèi)容物，第3次稱量量筒和塞子，傾倒后的殘留率R（%），按式（1）計(jì)算。

式中：m1為量筒、磨口塞和試樣的質(zhì)量，g；m2為傾倒后量筒、磨口塞和殘余物的質(zhì)量，g；m0為量筒和磨口塞恒重后的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳化劑的篩選

將24%煙嘧·莠去津OD滴入水中，其介質(zhì)大豆油通過(guò)乳化劑被乳化。分別對(duì)表1中的幾種乳化劑進(jìn)行測(cè)試，添加量10%，所得結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同乳化劑對(duì)介質(zhì)大豆油的乳化狀態(tài)

由表1可見(jiàn)，以A-105復(fù)配所得乳化劑對(duì)大豆油的乳化性能較單一乳化劑效果好。通過(guò)A-105與S-80復(fù)配，乳化效果明顯提高，但顆粒較大，有待改善。以A-105與S-80復(fù)配為主體對(duì)其用量進(jìn)行篩選，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 復(fù)配乳化劑用量對(duì)介質(zhì)大豆油的乳化狀態(tài)及制劑在水中的分散性

由表2可見(jiàn)，A-105與S-80復(fù)配（體積比7∶3），添加量為18%時(shí)，乳化劑的乳化性能達(dá)到最好。陶婉君等[10]研究乳化劑時(shí)指出，在乳化體系中影響其相行為的主要因素是乳化劑，乳化劑使得界面膜的流動(dòng)性得以增加，對(duì)于界面張力的降低起到輔助作用。因此，A-105與S-80乳化劑的選擇及其配比分析可保證大豆油得以乳化，用量過(guò)小會(huì)導(dǎo)致乳化不充分，有浮油存在。同時(shí)幾種乳化劑配比不同會(huì)使HLB值有所變化，進(jìn)而乳化性能有所調(diào)整，與乳化劑單獨(dú)使用有區(qū)別[11]。

2.2 分散劑的篩選

2.2.1 分散劑種類的篩選

選擇SD-208、SD-206、600#作為本實(shí)驗(yàn)分散劑的研究對(duì)象，并與空白對(duì)照及市售24%煙嘧·莠去津OD進(jìn)行對(duì)比分析。其分散劑添加量2%，A-105與S-80復(fù)配（體積比7∶3）添加量為18%，有機(jī)膨潤(rùn)土添加量為2%，大豆油補(bǔ)足，于常溫條件下放置7 d測(cè)定其平均粒徑、Zeta電勢(shì)、黏度與懸浮率（表3）。

表3 添加不同分散劑的制劑各項(xiàng)性能指標(biāo)

由表3可見(jiàn)，在乳化劑及用量已知的情況下，通過(guò)改變分散劑制備的OD，其粒徑差別不大；從Zeta電勢(shì)對(duì)比分析來(lái)看，SD-208、600#及市售樣品絕對(duì)值較其他處理明顯增大，SD-208的Zeta電勢(shì)略低于市售樣品，制劑的Zeta電勢(shì)絕對(duì)值越大，分散性能越好[12]；與空白對(duì)照相比，空白對(duì)照的黏度值最大；添加不同分散劑的制劑黏度值降低層次不齊，SD-208與600#可明顯降低黏度值，降黏作用越明顯說(shuō)明分散作用越好[12]。根據(jù)懸浮率對(duì)比分析，以SD-208作為分散劑，其有效成分懸浮率最高。故選擇SD-208作為以大豆油為介質(zhì)24%煙嘧·莠去津OD的潤(rùn)濕分散劑。

2.2.2 分散劑用量的篩選

以SD-208為分散劑，通過(guò)添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%）的分散劑來(lái)對(duì)比分析，選擇適宜用量，于常溫條件下放置7 d測(cè)定制劑的平均粒徑、黏度、懸浮率，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 分散劑SD-208不同含量的制劑各項(xiàng)性能指標(biāo)

隨著不同含量潤(rùn)濕分散劑的加入，制劑體系的黏度值存在相對(duì)最低值。在潤(rùn)濕分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)最低，說(shuō)明當(dāng)分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)分散性最好。分散劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至2.5%時(shí)黏度值增大，其流動(dòng)性能變差，在此可引入擴(kuò)散速率來(lái)解釋[13]。

式中：dc/dt為粒子擴(kuò)散速率；dc/dx為濃度梯度；D為擴(kuò)散系數(shù)；R、T、L都是常數(shù)；η為黏度；r為粒子半徑。結(jié)合式（1）與（2）可看出粒子擴(kuò)散速率與粒徑、制劑黏度成反比。

王寶輝等[14]研究指出，制劑中黏度值越低，表明潤(rùn)濕分散劑的潤(rùn)濕分散性能越好。豐平等[15]研究表明，分散劑加入量過(guò)低時(shí)，粉體表面不能完全被包裹，粒子間由于吸附不足發(fā)生絮凝，致使制劑的黏度值增大；當(dāng)分散劑加入量過(guò)大時(shí)，分子鏈間產(chǎn)生橋連作用，此時(shí)粒子重新團(tuán)聚在一起，黏度值增大。顏梅[16]發(fā)現(xiàn)黏度值越大的OD，抗水能力越強(qiáng)；黏度值越低，分子間作用力減弱，更容易乳化，分散性增強(qiáng)。所以適當(dāng)降低制劑的黏度值與粒徑可保證在24%煙嘧·莠去津OD穩(wěn)定性良好的基礎(chǔ)上提高其分散性能。

2.2.3 分散劑觸變性分析

觸變現(xiàn)象是流變體內(nèi)部某些觸變性材料在機(jī)械作用下呈現(xiàn)的一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化過(guò)程，改善OD的觸變性對(duì)其穩(wěn)定性、傾倒性及運(yùn)輸有積極的作用[17-18]。穩(wěn)定性好的OD均具有一定的觸變結(jié)構(gòu)[19]。三段式觸變性測(cè)試能很好地反映體系的觸變性[20]。通過(guò)25 s的初始恒定低速剪切（0.25 s-1），再進(jìn)行10 s的高速剪切（1 000 s-1），然后恒定低速剪切（0.25 s-1）回復(fù)，結(jié)果如圖2所示。表5為市售產(chǎn)品及不同分散劑體系的三段式剪切結(jié)構(gòu)回復(fù)速率的流變數(shù)據(jù)。

圖2 熱儲(chǔ)后OD的三段式曲線

結(jié)合圖2可見(jiàn)，SD-208與市售樣品前25 s的黏度值接近，經(jīng)過(guò)高速剪切后SD-208表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)回復(fù)性，可由表5數(shù)據(jù)驗(yàn)證。對(duì)比不同的分散劑樣品可以發(fā)現(xiàn)，市售產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)回復(fù)率最低，經(jīng)過(guò)10 s后結(jié)構(gòu)回復(fù)率超過(guò)50%。由表5可見(jiàn)，15 s后，樣品的結(jié)構(gòu)回復(fù)率均已超過(guò)50%，顯示出良好的觸變性。三段式觸變測(cè)試中，分散劑對(duì)流體觸變性能的影響可以用雙電層和空間位阻機(jī)理解釋[21]。當(dāng)OD黏度變小，顆粒間的空間位阻和靜電排斥力變大，空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變?nèi)?，觸變性變小，破壞后回復(fù)時(shí)間減少[22]。快速的結(jié)構(gòu)回復(fù)率能有效防止OD樣品的分層、析油等物理穩(wěn)定性問(wèn)題出現(xiàn)，減少灌裝過(guò)程中樣品在灌裝口滴落造成的環(huán)境污染。在灌裝過(guò)程中，快速的結(jié)構(gòu)回復(fù)率可以保證樣品在灌裝口處不滴落，減少對(duì)環(huán)境的污染，并且OD的結(jié)構(gòu)回復(fù)率快可以防止分層。但是回復(fù)率過(guò)快不利于傾倒，傾倒殘留率不容易達(dá)標(biāo)；回復(fù)率越快的樣品，傾倒殘留率越大。SD-208體系傾倒殘留率和結(jié)構(gòu)回復(fù)率最優(yōu)。

表5 三段式流變學(xué)和傾倒性測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

通過(guò)乳化劑的初篩及利用表面活性劑復(fù)配，篩選出適合以大豆油為介質(zhì)的乳化劑。其分散劑通過(guò)測(cè)定黏度、流變性能、懸浮率、粒徑與Zeta電勢(shì)值，篩選出分散劑SD-208。將其應(yīng)用在以大豆油為介質(zhì)的24%煙嘧·莠去津OD中，制備的OD黏度值最好，Zeta電勢(shì)絕對(duì)值最大，結(jié)構(gòu)回復(fù)率最高，說(shuō)明其三維空間最穩(wěn)定。乳化劑及分散劑的篩選研究對(duì)流變性能及配方篩選具有良好的借鑒作用。