吳星星
(南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司,江蘇南通 226017)
水乳劑主要是在是乳化劑的作用下,對液、固體農(nóng)藥和有機溶劑進行混配,微小液滴在水中擴散后,形成不透明的水包油乳狀液;而相比乳油而言,水乳劑摒棄使用大量的有機溶劑,而是以水取而代之,因此具有更好的經(jīng)濟效益和環(huán)境友好度,此類劑型更加優(yōu)良,是更具有推廣價值的農(nóng)藥新劑型。
丙草胺是酰胺類選擇性芽前除草劑,具有內(nèi)吸傳導性,然而由于長期單一使用,導致稗草等雜草對其產(chǎn)生了抗性,藥效已有了明顯下降,造成田間雜草種群明顯更替,部分原危害性低的雜草已變?yōu)橹饕s草種群,特別是闊葉雜草。鑒于此問題,開發(fā)研制(25+5)%丙草胺· 乙氧氟草醚水乳劑具有非常重要的意義,該水乳劑對稗草及闊葉雜草具有明顯的協(xié)同增效作用,見表1。
表1 有效成分類別及機理
94%丙草胺原藥,江山股份。96%乙氧氟草醚原藥,嘉禾化工。溶劑:150#、200#、混合溶劑H(150#+環(huán)氧大豆油),江山股份配制。乳化劑:R1(蓖麻油聚氧乙烯醚),亨斯邁公司;國外復配型乳化劑R2,阿克蘇諾貝爾公司;國外復配型乳化劑R3,亨斯邁公司。增稠劑:聚丙烯酰胺和纖維素醚。防凍劑:氯化鈣、酒精、甘油、乙二醇。西斯特消泡劑。純水等。
氣相色譜儀、顆粒粒徑分析儀,日本島津公司;精密電子天平,上海精密儀器儀表有限公司;M312346數(shù)字式黏度計,北京中西華大科技有限公司;MT-5000pH 計,上海三本環(huán)??萍加邢薰?;DHG-9073A 智能數(shù)顯恒溫鼓風干燥箱,上海篤特科學儀器有限公司;高速剪切機,南通米格流體機械科技有限公司;FYL-YS-280L 恒溫冰箱等。
1.2.1 性能測試
使用氣相色譜法測定有效成分含量;使用顆粒粒徑分析儀測試水乳劑的粒徑分布;采用黏度計測定樣品的黏度;根據(jù)農(nóng)藥乳液穩(wěn)定性測定方法(GB/T 1603—2001),測試乳化的穩(wěn)定;根據(jù)農(nóng)藥pH 的測定方法(GB/T 1601—1993),測試樣品的pH;根據(jù)農(nóng)藥低溫穩(wěn)定性測定方法(GB/T 19137—2003),測定樣品的冷貯穩(wěn)定性;根據(jù)農(nóng)藥熱貯穩(wěn)定性測定方法(GB/T 19136—2003),測定樣品的熱貯穩(wěn)定性;外觀指標測試,如果液體中能析出水或者油,說明液體的流動性比較差,則不合格。
1.2.2 制配工藝
將適量的乙氧氟草醚原藥溶解在有機溶劑中,溶解全過程通過水浴維持溫度在50~70℃,待充分溶解后,再加入適量的丙草胺原藥和乳化劑,得到透明的油狀液體,制得油相;在攪拌條件下,加入純水、防凍劑、增稠劑和消泡劑,攪拌混合均勻后,制得水相。將高速剪切機轉(zhuǎn)速調(diào)至低速狀態(tài),緩慢在水相中加入油相后,再提高剪切機轉(zhuǎn)速至10000r/min,約12min 后,配制得到水乳劑。
乙氧氟草醚在常溫下為褐色及黃色無味粉末,在丙酮、乙醇或二甲苯等有機溶劑中具有較好的溶解性。油相配制實驗時,分別使用150#、200#溶劑油、混合溶劑H,對混合液稍微加熱后呈現(xiàn)清亮透明,再將配制的油相在水相中乳化,經(jīng)過冷貯、熱貯、常溫等,進一步考慮剪切乳化后的析水狀況,判定選用18%的混合溶劑H 作為復配水乳劑的溶劑更為合適,見表2。
表2 油相適配性實驗
對于水乳劑的選用,一般情況使用非離子和陰離子型表面活性劑作為乳化劑。非離子表面活性劑可降低水包油界面的表面張力,在液滴的表面形成保護膜,從而能避免粒子的聚集和絮凝;陰離子型表面活性劑主要是在水包油界面形成雙電層,讓液滴表面附帶同種電荷,利用同種電荷的相互排斥,能夠避免粒子的凝聚。復配選用適當?shù)谋砻婊钚詣?,能充分發(fā)揮協(xié)同效應,確保配制得到更加穩(wěn)定的水乳劑。此實驗結(jié)合丙草胺和乙氧氟草醚的化學結(jié)構(gòu)與特性,選用陰非離子表面活性劑、復配乳化劑,測定配方的各項性能見表3。
表3 乳化劑各項性能的測定
常用防凍劑,主要有氯化鈣、酒精、甘油、乙二醇等,一般用量在3%~5%。通過實驗一一驗證后,上述的防凍劑均有比較好的效果,綜合考慮配方和成本的因素,本水乳劑配制選定乙二醇(用量5%)作為防凍劑。
制劑的穩(wěn)定性受水乳劑黏度的影響。黏度較高時,制劑將不易傾倒,且加工也變得比較難;黏度較低時,制劑較容易分層。此次配方選用了聚丙烯酰胺和纖維素醚,經(jīng)實驗認定,制劑不需要添加增稠劑也能滿足水乳劑的各項指標要求。
經(jīng)過上述的溶劑、乳化劑、增稠劑和防凍劑篩選等系列實驗,綜合考慮后,確定水乳劑的復配配方為25%丙草胺原藥(折百)、5%乙氧氟草醚原藥(折百)、18% 混合溶劑H、復配乳化劑(3.5%R2+1.5%R1)、5%乙二醇、0.01%消泡劑、純水補足至100%。
使用顆粒粒徑分析儀對復配的水乳劑進行粒徑分布檢測。結(jié)果顯示:樣品粒徑D50值0.931μm,D95值1.359μm。經(jīng)測試表明,此次配制的水乳劑粒徑的集中度較高,且呈現(xiàn)正態(tài)分布。
將不同批次的水乳劑樣品,在容器中放置一段時間后,按規(guī)定的統(tǒng)一標準操作進行傾倒,對容器內(nèi)滯留的試劑量進行測定;用水洗滌容器后,再進行測定。最終得出,該配方的傾倒后殘余物為1.46%、洗滌后殘余物為0.19%,符合要求。
將復配水乳劑在(50±2)℃恒溫箱中保存14d 后,樣品具有良好的熱貯穩(wěn)定性。采用氣相色譜儀分析貯存前、后的有效成分,熱貯前、后的丙草胺和乙氧氟草醚的質(zhì)量分數(shù)分別為24.88%、4.74%和25.44%、4.87%,無分解情況,外觀呈現(xiàn)乳狀液,且未分層。
將復配水乳劑在(0±2)℃恒溫冰箱中保存7d 后,樣品具有較好的冷貯穩(wěn)定性。冷貯后離析物0.02mL,低于離析物指標(0.3mL),冷貯前、后的水乳劑均為乳狀液,無分層的情況。在自然條件下,將樣品置于安瓿瓶中貯存2a,樣品的穩(wěn)定性較好,滿足水乳劑的標準要求。除此之外,經(jīng)測試,樣品pH為7.4,持久起泡性19mL。
農(nóng)藥水乳劑已作為劑型水性化發(fā)展的重點研究方向之一,此項研制工作對我國農(nóng)藥乳油劑型品種改型具有重要的促進意義,也適應國家的節(jié)能減排和綠色發(fā)展理念。本文通過系列的配方研究實驗,優(yōu)化了(25+5)%丙草胺·乙氧氟草醚水乳劑的配方,產(chǎn)品的各項指標均滿足水乳劑產(chǎn)品的要求,具有良好的開發(fā)價值和市場應用前景。