陸瑞海，易芬遠(yuǎn)，王 超，楊淑蘭，余青云，李 略，韋茂春，胡 順

（1.廣西博宣食品有限公司，廣西 來賓 545900；2.廣西化工研究院有限公司，廣西 南寧 530001）

甘蔗是世界范圍內(nèi)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，而雜草一直是制約和影響甘蔗產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一，如不加以控制，雜草會(huì)與甘蔗競(jìng)爭(zhēng)水、肥和生長空間，嚴(yán)重影響甘蔗生長，導(dǎo)致減產(chǎn)[1-2]。目前，甘蔗田防治草害的主要手段是化學(xué)防控，即通過噴灑各類除草劑來進(jìn)行防治，方法的效率高、效果好。但化學(xué)除草劑的大量使用，導(dǎo)致了雜草抗性的提升及難除雜草的出現(xiàn)，如筒軸茅、牛筋草、香附子等[3-4]。為此，甘蔗生產(chǎn)中急需使用含有新活性成分或者新復(fù)配成分的除草劑來防治這些抗性和難治雜草。

莠滅凈作為一種應(yīng)用廣泛的三氮苯類除草劑，能夠有效防治甘蔗田一年生和多年生的闊葉雜草和禾本科雜草，具有低成本、高效率的特點(diǎn)，是復(fù)配劑型絕佳的候選有效成分。硝磺草酮作為一種三酮類除草劑，可有效防除一些闊葉雜草和禾本科雜草，對(duì)莎草科雜草香附子的防治效果也十分明顯。因此，將這2 種有效成分混合后制成新的復(fù)配劑型，可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展殺草譜、提高除草效果、降低農(nóng)藥施用量的目的。但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，硝磺草酮和莠滅凈復(fù)配后，硝磺草酮的分解率高，產(chǎn)品不合格。如何降低硝磺草酮的熱貯分解率，成了制劑配方研究的關(guān)鍵。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料

1.1.1 供試藥劑原藥：95%莠滅凈原藥、97%硝磺草酮原藥。填料：高嶺土、膨潤土、硅藻土、白炭黑。

潤濕劑：十二烷基硫酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣、十二烷基苯磺酸鈉、拉開粉BX。

分散劑：木質(zhì)素磺酸鈉、擴(kuò)散劑MF-5、擴(kuò)散劑WP-1。

抗分解劑：無水碳酸鈉、無水碳酸鈣。

以上原藥、輔料和助劑均為市售產(chǎn)品。

1.1.2 主要儀器

JJ1000 電子天平、JB-300D 型電動(dòng)攪拌機(jī)、小型氣流粉碎機(jī)、DHG-9246A 型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱、Agilent-1260 高效液相色譜儀、GM-0.33/H 型隔膜真空泵、KQ2200DB 數(shù)控超聲波清洗器、AG204 型電子分析天平、PHS-3E 型精密酸度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 供試樣品的前處理

各供試填料、潤濕劑、分散劑樣品經(jīng)氣流粉碎后得到滿足細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)（98%通過0.044mm 標(biāo)準(zhǔn)篩）的相應(yīng)供試樣品，備用。

1.2.2 樣品中有效成分的測(cè)定

將乙腈和水按照40∶60 的比例混合，用磷酸調(diào)節(jié)pH=3，制得流動(dòng)相。按照外標(biāo)法，使用Agilent-1260 高效液相色譜儀（Agilent C18 柱，波長為270nm），對(duì)樣品中莠滅凈和硝磺草酮的含量進(jìn)行定量測(cè)定。

1.2.3 填料的篩選

1）將前處理過的各種填料分別與莠滅凈原藥、硝磺草酮原藥，按照50%∶40%∶10%的比例進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢韬笈渲瞥?00g 樣品備用；

2）參照《GB/T 14825-2006 農(nóng)藥懸浮率測(cè)定方法》測(cè)定懸浮率。

1.2.4 潤濕劑的篩選

1）將前處理過的各種潤濕劑按5%含量，分別與一定比例的莠滅凈原藥、硝磺草酮原藥以及選定的填料進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢韬笈渲瞥?0g 樣品備用；

2）按照《GB/T 5451-2001 農(nóng)藥可濕性粉劑潤濕性測(cè)定方法》，測(cè)定潤濕時(shí)間；

3）選定潤濕劑品種后，結(jié)合文獻(xiàn)及經(jīng)驗(yàn)，分別按1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的比例，將所選潤濕劑與原藥、所選填料配置成樣品進(jìn)行檢測(cè)，篩選方法同上。根據(jù)不同添加量下的潤濕時(shí)間，確定潤濕劑的最佳用量。

1.2.5 分散劑的篩選

1）將前處理過的各種分散劑按5%的比例，分別與事先制備好的2 甲4 氯鈉（原藥）、草甘膦銨鹽（原藥）、購買的氯氟吡氧乙酸異辛酯原藥及所選的一定比例的填料、潤濕劑等，按照比例混合，充分?jǐn)嚢韬笈渲瞥?0g 樣品備用；

2）參照《GB/T 14825-2006 農(nóng)藥懸浮率測(cè)定方法》測(cè)定懸浮率；

3）選定分散劑品種后，結(jié)合文獻(xiàn)及經(jīng)驗(yàn)，分別按1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%的比例，將所選分散劑與原藥、所選填料及潤濕劑配置成樣品進(jìn)行檢測(cè)，篩選方法同上。根據(jù)不同用量下的懸浮率，確定分散劑的最佳用量。

1.2.6 抗分解劑的篩選

從文獻(xiàn)報(bào)道和前期的預(yù)實(shí)驗(yàn)可知，硝磺草酮與莠滅凈混合的過程中，硝磺草酮極不穩(wěn)定，導(dǎo)致其熱貯穩(wěn)定性不佳，分解率高于國家標(biāo)準(zhǔn)。所以，我們擬加入某些物質(zhì)，以降低其熱貯后的分解率。

1）分別按1%、2%、3%、4%的比例，將無水碳酸鈉、無水碳酸鈣與原藥、所選填料、潤濕劑、分散劑（填料及各類助劑按最佳添加量加入）按比例進(jìn)行混合，充分?jǐn)嚢韬笈渲瞥梢欢ㄙ|(zhì)量的樣品，封樣，于54℃條件下熱貯14d；

2）參照《GB/T 19136-2003 農(nóng)藥熱貯穩(wěn)定性測(cè)定方法中》中的“2.2 粉體制劑”的相關(guān)要求測(cè)定熱貯穩(wěn)定性。14d 后取出樣品，放入干燥器中冷卻至室溫，于24h 內(nèi)完成對(duì)有效成分含量等規(guī)定項(xiàng)目的檢驗(yàn)。

1.2.7 最佳配方的篩選

以選定的填料、潤濕劑、分散劑為因素，以各自的最佳添加量為參考，設(shè)置因素水平，按正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。根據(jù)方案，配置不同的50%硝磺草酮·莠滅凈可濕性粉劑樣品，并對(duì)外觀、細(xì)度、水分、潤濕時(shí)間、熱貯穩(wěn)定性、懸浮率等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，以確定最佳配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 填料的篩選

表1 是填料篩選結(jié)果。由表1 可知，以高嶺土、白炭黑作為填料配制的樣品，其流動(dòng)性較膨潤土、硅藻土要好，滿足可濕性粉劑產(chǎn)品在外觀上的要求。另外，由表1 數(shù)據(jù)可知，不同填料配制的樣品中，硝磺草酮的懸浮率為白炭黑＞高嶺土＞膨潤土＞硅藻土，莠滅凈的懸浮率為白炭黑＞膨潤土＞高嶺土＞硅藻土。從有效成分含量的分析結(jié)果看，各填料對(duì)樣品中各有效成分含量的影響均在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)。因此，綜合外觀、懸浮率和有效成分含量的結(jié)果，可知白炭黑為填料的最佳選擇。但是白炭黑的價(jià)格較高，全部以白炭黑作為填料，產(chǎn)品成本會(huì)大幅增加。從表1 可知，高嶺土作為填料的效果僅次于白炭黑，因此我們將高嶺土+白炭黑的組合作為最終的填料選擇。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)，最終將白炭黑的添加比例確定為5%，余量用高嶺土補(bǔ)足。

表1 填料篩選結(jié)果Table 1 The results of filler material selection

2.2 潤濕劑的篩選

表2 是潤濕劑的篩選結(jié)果。由表2 可知，4 種候選潤濕劑中，十二烷基苯磺酸鈉的潤濕時(shí)間為59s，明顯低于十二烷基硫酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈣和拉開粉BX。綜合考慮物料的理化性質(zhì)、價(jià)格等因素，選擇十二烷基苯磺酸鈉作為50%硝磺草酮·莠滅凈可溶性粉劑的潤濕劑。

表2 潤濕劑篩選結(jié)果Table 2 The results of wetting agent material selection

為了進(jìn)一步確定十二烷基苯磺酸鈉的最佳用量，我們進(jìn)行了用量對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。由圖1 可以看出，隨著十二烷基苯磺酸鈉的用量增加，制劑（樣品）的潤濕時(shí)間隨之降低。十二烷基苯磺酸鈉的用量大于5%后，潤濕時(shí)間隨潤濕劑用量增加而變化的趨勢(shì)不再明顯。所以，十二烷基苯磺酸鈉的最適用量范圍為5%～7%。綜合考慮制劑性能和成本因素，選擇最佳用量為5%。

圖1 十二烷基苯磺酸鈉用量篩選結(jié)果Fig. 1 The Preliminary findings of sodium dodecyl benzene sulfonate dosage

2.3 分散劑的篩選

表3 是分散劑的篩選結(jié)果。由表3 可知，分別以木質(zhì)素磺酸鈉、擴(kuò)散劑MF-5、亞甲基雙萘磺酸鈉和擴(kuò)散劑WP-1 為分散劑的樣品中，其硝磺草酮和莠滅凈的懸浮率均為擴(kuò)散劑WP-1 ＞擴(kuò)散劑MF-5＞木質(zhì)素磺酸鈉。

表3 分散劑篩選結(jié)果Table.3 The results of dispersing agent material selection

為了進(jìn)一步確定擴(kuò)散劑WP-1 的添加比例，我們進(jìn)行了用量對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖2。由圖2 可知，樣品中硝磺草酮和莠滅凈的懸浮率隨著擴(kuò)散劑WP-1 用量的增加而增加，但是懸浮劑用量大于4%后，兩種有效成分的懸浮率隨用量增加的變化趨勢(shì)不明顯。因此，擴(kuò)散劑WP-1 的最適用量范圍為4%～6%。綜合考慮制劑性能和成本因素，選擇最佳用量為4%。

圖2 擴(kuò)散劑WP-1 用量篩選結(jié)果Fig.2 The Preliminary findings of Triphenylethyl phenol polyoxyethylene ether dosage

2.4 抗分解劑的篩選

表4 是抗分解劑的篩選結(jié)果。由表4 可知，無水碳酸鈉和無水碳酸鈣的添加量為2%時(shí)，各樣品中硝磺草酮的分解率分別為2.96%和2.36%，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的熱貯實(shí)驗(yàn)后相關(guān)有效成分分解率低于5%的要求，說明這兩種物質(zhì)均能有效抑制體系中硝磺草酮的分解。但是，從表4 可知，2%添加量條件下，添加無水碳酸鈣的樣品，其熱貯后的粉體流動(dòng)性要優(yōu)于添加無水碳酸鈉的樣品。綜合考慮，選擇無水碳酸鈣作為體系中的抗分解劑，添加量為2%。

2.5 最佳配方的篩選

在10%硝磺草酮原藥、40%莠滅凈原藥、5%白炭黑的基本配方下，分別加入篩選的潤濕劑、分散劑和抗分解劑，并列為因素，再將各因素濃度作為水平，按照完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行完整配方和篩選，方案見表5。

表4 抗分解劑篩選結(jié)果Table 4 The results of antidecomposition additive selection

表5 完整配方篩選方案Table.5 The filtering of the whole prescription

按設(shè)計(jì)方案制得可濕性粉劑樣品后，對(duì)樣品的外觀、有效成分含量、懸浮率、熱貯穩(wěn)定性、潤濕時(shí)間等指標(biāo)進(jìn)行分析，并將成本作為重要因素，最終確定的最佳配方為：硝磺草酮含量10%，莠滅凈含量40%，白炭黑含量5%，十二烷基苯磺酸鈉含量5%，擴(kuò)散劑WP-1 含量4%，無水碳酸鈣含量2%，其余用高嶺土補(bǔ)足。

3 討論

白炭黑具有特殊的理化性質(zhì)，能夠同時(shí)改善制劑的潤濕性、懸浮性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性，特別適宜作為可濕性粉劑和高含量粉劑的填料[5]。另外，在本制劑配方中，作為有效成分之一的莠滅凈有一定的吸潮性，可能會(huì)造成粉體結(jié)塊，影響制劑的流動(dòng)性。在填料中加入白炭黑，既可作為各原藥成分的載體，又能起到一定的吸水防潮的作用，改善制劑的流動(dòng)性，具有一舉兩得的作用。

在潤濕劑選擇方面，要綜合考慮效果、來源、經(jīng)濟(jì)性等因素。因液體潤濕劑需要吸附或吸收在原藥、填料等成分中，制劑兌水使用過程中不易完全釋放出來，且加工工藝較為繁瑣，故在潤濕劑的篩選過程中，各候選物質(zhì)均為固體潤濕劑[6]。為了避免可濕性粉劑粉末顆粒過大，因重力作用而不是真正的潤濕下沉而造成“假潤濕”現(xiàn)象，我們?cè)跍?zhǔn)備物料時(shí)特別增加了氣流粉碎的操作，以使樣品物料細(xì)度達(dá)到要求，防止了“假潤濕”現(xiàn)象的出現(xiàn)[7]。

4 結(jié)論

本工藝的最佳配方為：硝磺草酮含量10%，莠滅凈含量40%，白炭黑含量5%，十二烷基苯磺酸鈉含量5%，擴(kuò)散劑WP-1 含量4%，無水碳酸鈣含量2%，其余用高嶺土補(bǔ)足。

制備工藝為：1）先將硝磺草酮原藥與無水碳酸鈣、白炭黑按比例預(yù)混后備用；2）將莠滅凈原藥、十二烷基苯磺酸鈉、擴(kuò)散劑WP-1 和高嶺土按比例與步驟1 中的預(yù)混物進(jìn)行充分?jǐn)嚢?、混合?）將步驟2 中制備的粗混物通過氣流粉碎機(jī)，將混合物進(jìn)一步粉碎至規(guī)定的細(xì)度（D98 ≤45μm）。