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        4.5%敵百蟲·噻蟲胺顆粒劑的研制

        2022-03-08 02:03:48顏高俊李榆慶王學(xué)林洪陳艷安燕萍
        云南化工 2022年1期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        顏高俊,李榆慶,王學(xué)林,洪陳艷,安燕萍

        (昆明農(nóng)藥有限公司,云南 昆明 650401)

        1 劑型特點(diǎn)

        農(nóng)藥顆粒劑是目前許多國(guó)家正在發(fā)展和應(yīng)用的一種劑型,在農(nóng)藥領(lǐng)域里占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。由于它可以使高毒農(nóng)藥低毒化,延長(zhǎng)藥效期,減少飄移,避免或減輕殺傷天敵,因此具有使用安全、方便等特點(diǎn),受到科技工作者、生產(chǎn)廠家的重視和廣大使用者的歡迎,是目前農(nóng)藥行業(yè)中生產(chǎn)噸位比較大、品種比較多、涉及作物比較廣、增長(zhǎng)比較快的農(nóng)藥劑型,具有廣泛市場(chǎng)潛力和較好市場(chǎng)前景[1]。顆粒劑相對(duì)于粉劑和噴霧液劑有著顯著的補(bǔ)充作用。當(dāng)莊稼長(zhǎng)得茂密人和藥械難于入內(nèi),或要?dú)⒌叵潞οx時(shí),就非粒劑不可。牧草地需殺蟲時(shí)又要保證牧草仍供飼用,只有能滾落到地面,且葉片不留藥跡的顆粒劑才能勝任。顆粒劑具有以下特點(diǎn):

        1) 避免撒布時(shí)微粉飛揚(yáng),污染周圍環(huán)境和飄逸產(chǎn)生藥害。

        2) 降低施藥人員因藥劑揮發(fā)、粉塵漂移造成的身體傷害和環(huán)境污染。施用乳油、粉劑等劑型時(shí),極易使操作者身體附著或吸入藥劑,造成人員中毒。

        3) 可控制顆粒中有效成分的釋放速度,延長(zhǎng)持效期。此特點(diǎn),除顆粒劑和緩釋劑之外,其它劑型均不具備這一功能。

        4) 施藥時(shí)具有方向性,使撒布的顆粒劑確實(shí)能到達(dá)需要用藥的地點(diǎn)。而粉劑、乳油等劑型,雖然依靠藥械或人力可使施藥方向具有一定的準(zhǔn)確度,但均不如顆粒劑。

        5) 不附著于植物的莖葉上,避免直接接觸產(chǎn)生藥害。而其它劑型在施用中很難避免。

        2 產(chǎn)品特性

        敵百蟲是一種膦酸酯類有機(jī)磷殺蟲劑,毒性低、殺蟲譜廣,1952 年由德國(guó)拜耳公司研究開發(fā)。其對(duì)昆蟲以胃毒和觸殺為主,廣泛應(yīng)用于農(nóng)林、園藝、畜牧、漁業(yè)、衛(wèi)生等方面防治雙翅目、鞘翅目、膜翅目等害蟲,對(duì)植物具有滲透性,無內(nèi)吸傳導(dǎo)作用。它適用于水稻、麥類、蔬菜、茶樹、果樹、棉花等作物,也適用于林業(yè)害蟲、地下害蟲、家畜及衛(wèi)生害蟲的防治。它在弱堿液中可變成敵敵畏,但不穩(wěn)定,很快分解失效[2]。

        噻蟲胺是由德國(guó)拜耳公司和日本Takeda武田公司共同開發(fā)的新煙堿類高效、廣譜殺蟲劑,作用于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)突觸后膜的煙堿性乙酰膽堿受體,顯示激動(dòng)劑作用。對(duì)有機(jī)磷、氨基甲酸酯和合成擬除蟲菊酯具高抗性的害蟲,噻蟲胺無抗性。噻蟲胺除了對(duì)危害水稻、小麥、雜糧、果樹、蔬菜、芋類、豆類、茶等作物的半翅目害蟲和薊馬目害蟲,特別是吮吸性害蟲具有高效外,對(duì)雙翅目害蟲、甲蟲目害蟲、直翅目害蟲和鱗翅目害蟲也具有低劑量高效的特點(diǎn)。非農(nóng)耕地使用,對(duì)白蟻有高效[2]。其具有用量少、活性高、毒性低、藥效持效期長(zhǎng)、對(duì)作物無藥害、使用安全、與常規(guī)農(nóng)藥無交互抗性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),它還具有卓越的內(nèi)吸和滲透作用,是替代高毒有機(jī)磷農(nóng)藥的又一新品種。它可廣泛用于防治地上、地下的多種害蟲。具有殺蟲譜廣、內(nèi)吸性好、持效期長(zhǎng)、無交互抗性、復(fù)配性好、使用方式多樣的特點(diǎn)。

        敵百蟲·噻蟲胺進(jìn)行合理的配比,使得該殺蟲劑藥性作用得以互補(bǔ)和增強(qiáng)。兩種活性成分均為低毒,符合農(nóng)藥低毒、低殘留的發(fā)展方向和產(chǎn)業(yè)政策,速效性與持效性相結(jié)合效果好,適用作物及殺蟲譜更廣,殺蟲效果相比單劑更佳。一次施藥可以防除多種作物地下害蟲,減少了施藥次數(shù),降低了防治成本,減緩地下害蟲抗性的產(chǎn)生,提高了作物安全性。

        3 材料與方法

        3.1 實(shí)驗(yàn)材料

        92%敵百蟲原藥;97%噻蟲胺原藥;酸堿調(diào)節(jié)劑:檸檬酸、酒石酸、偏酒石酸、山梨酸、磷酸、乳酸;穩(wěn)定劑:硫酸銨、亞磷酸酯、環(huán)氧化妥爾油、大豆油;黏結(jié)劑:可溶性淀粉、聚乙二醇6000、聚乙烯醇、黃原膠、明膠、石蠟;溶劑:甲醇、乙醇、苯、二甲苯、乙酸仲丁酯、乙酸乙酯、二氯甲烷、丙酮;填料:河沙;著色劑:堿性紫。

        3.2 儀器和設(shè)備

        FLP型造粒包衣機(jī),高效液相色譜儀(島津LC-15C),氣相色譜儀(島津GC-2014C),JM-B3000型電子天平,秒表, PHS-3C型PH計(jì),標(biāo)準(zhǔn)篩等。

        3.3 實(shí)驗(yàn)方法

        3.3.1 加工工藝的選擇

        農(nóng)藥顆粒劑的生產(chǎn)工藝有包衣法、擠出成型造粒法、吸附(浸漬)法、流化床造粒法、噴霧造粒法、轉(zhuǎn)動(dòng)造粒法等。經(jīng)過篩選對(duì)比,本研究采用包衣工藝法。以砂為載體,將藥物粘接于載體表面。先使高濃度農(nóng)藥吸附到載體顆粒表面上,利用包衣劑使藥劑被牢固地粘著或包于顆粒載體上,以提高藥劑的理化穩(wěn)定性和控制有效成分釋放速度。

        包衣法對(duì)藥劑的要求不太苛刻,不但適用于性質(zhì)穩(wěn)定的藥劑,也適用于性質(zhì)不太穩(wěn)定的藥劑,而且更適用于加工原藥高毒的農(nóng)藥顆粒劑,以提高施藥安全性[3]。該工藝簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本較低,容易操作,工藝流程如圖1。

        圖1 4.5%敵百蟲·噻蟲胺顆粒劑生產(chǎn)工藝流程圖

        3.3.2 性能檢測(cè)

        1) 外觀:顆粒均勻、無粉塵。

        2) 水分的測(cè)定方法:按GB/T1600-2001《農(nóng)藥水分測(cè)定方法》中的共沸蒸餾法進(jìn)行測(cè)定。

        3) 敵百蟲和噻蟲胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定:采用高效液相色譜法進(jìn)行測(cè)定和分離。

        4) pH值的測(cè)定:按GB/T1601-1993《農(nóng)藥PH值的測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)定。

        5) 粒度范圍的測(cè)定:將標(biāo)準(zhǔn)篩上、下疊裝,大粒徑篩置于小粒徑篩上面,篩下裝承接盤,同時(shí)將組合好的篩固定在振篩機(jī)上。準(zhǔn)確稱取試樣 100 g(準(zhǔn)確至 0.1 g),試樣置于上面篩中,并加蓋封閉,啟動(dòng)振篩機(jī)振蕩 10 min,收集小粒徑篩上的試樣稱重。計(jì)算其所占百分率,大于等于90%為合格。

        6) 脫落率的測(cè)定:準(zhǔn)確稱取已測(cè)過粒度試樣 50 g(準(zhǔn)確至 0.1 g),放入盛有15個(gè)鋼球的標(biāo)準(zhǔn)篩中,將篩置于底盤上加蓋,移至振篩機(jī)中固定后振蕩 15 min,準(zhǔn)確稱取接盤內(nèi)試樣質(zhì)量(準(zhǔn)確至 0.1 g)。將篩下試樣稱量,試樣脫落率的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于等于90%為合格。

        7) 熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn):按GB/T 19136-2003中2.3進(jìn)行。 熱儲(chǔ)后敵百蟲和噻蟲胺分解率不大于5%, pH值、粒度范圍、粉塵、 脫落率等應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)要求為合格。

        4 配方篩選與分析

        4.1 溶劑的選擇

        在包衣生產(chǎn)過程中首先需要把兩種原藥按照比例融合在一起制成母液,敵百蟲、噻蟲胺原藥均為固體,需找到合適的溶劑把兩種原藥溶在一起制成原藥母液,通過篩選,選用的溶劑有甲醇、乙醇、苯、乙酸仲丁酯、二甲苯,丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果見表1。

        表1 溶劑的篩選實(shí)驗(yàn)

        從表1中看出,甲醇和丙酮作為溶劑,溶解性、低溫穩(wěn)定性、母液狀況都比較好。甲醇價(jià)格相對(duì)丙酮較低,從控制生產(chǎn)成本出發(fā),選用甲醇作為溶劑。

        4.2 酸堿調(diào)節(jié)劑的選擇

        酸堿調(diào)節(jié)劑的作用是使顆粒劑存儲(chǔ)過程中保證質(zhì)量穩(wěn)定,其中敵百蟲在弱堿液中可變成敵敵畏,不穩(wěn)定,很快分解失效影響產(chǎn)品質(zhì)量,需對(duì)產(chǎn)品酸堿度進(jìn)行調(diào)整以保證產(chǎn)品生產(chǎn)、藏儲(chǔ)中質(zhì)量穩(wěn)定,通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果見表2。

        表2 調(diào)節(jié)劑劑的篩選實(shí)驗(yàn)

        從表2中看出,選擇1%檸檬酸作酸堿調(diào)節(jié)劑,效果較好并且成本較低,適合工業(yè)化生產(chǎn)。

        4.3 黏接劑的選擇

        顆粒劑的生產(chǎn)工藝中,黏結(jié)劑的作用是將農(nóng)藥有效成分粘附在填料上。黏結(jié)劑的選擇和用量,對(duì)顆粒劑產(chǎn)品的成型和使用藥效會(huì)產(chǎn)生直接影響。用量少會(huì)造成顆粒包衣黏結(jié)不好,易脫落;用量多造成顆粒之間黏結(jié)過緊、崩解難影響藥效。通過篩選對(duì)比選擇以下黏結(jié)劑進(jìn)行試驗(yàn),聚乙二醇6000、黃原膠(XG)、可溶性淀粉、明膠、聚乙烯醇、石蠟。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比,結(jié)果見表3。

        從表3中看出,使用聚乙烯醇和聚乙二醇6000作為黏結(jié)劑效果較好,顆粒均勻崩解容易。石蠟難溶于水,加熱熔化后才能使用,操作過程復(fù)雜,不方便使用;黃原膠(XG)也有較好黏結(jié)性,考慮到配方的經(jīng)濟(jì)性,最終選擇2%聚乙二醇6000作黏結(jié)劑。

        表3 黏結(jié)劑的篩選實(shí)驗(yàn)

        4.4 穩(wěn)定劑的選擇

        農(nóng)藥穩(wěn)定劑 (Stabilizer)是指能防止延緩農(nóng)藥制劑在貯運(yùn)過程中有效成分分解或物理性能劣化的助劑。農(nóng)藥制劑穩(wěn)定性 (Stability)是指農(nóng)藥制劑在運(yùn)輸或貯藏條件下的化學(xué)及物理性能的穩(wěn)定程度。農(nóng)藥穩(wěn)定劑主要功能是保持和增強(qiáng)產(chǎn)品性能穩(wěn)定性,保證產(chǎn)品在有效期內(nèi)各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求[3],保證顆粒劑的質(zhì)量和藥用效果穩(wěn)定。結(jié)合敵百蟲和噻蟲胺的理化特點(diǎn),選擇硫酸銨、亞磷酸酯、環(huán)氧化妥爾油、大豆油作穩(wěn)定劑,通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比、優(yōu)化篩選,結(jié)果見表4。

        表4 穩(wěn)定劑的篩選實(shí)驗(yàn)

        從表4中看出,硫酸銨作為穩(wěn)定劑,用量為2%時(shí),對(duì)敵百蟲和噻蟲胺的分解具有較好延緩和阻止作用,敵百蟲和噻蟲胺的兩年貯存獲得理想的效果。

        4.5 著色劑的選擇

        農(nóng)藥作為特殊商品,在使用、運(yùn)輸、藏儲(chǔ)過程中為便于與一般生活商品區(qū)分,并且在破損泄漏發(fā)生后起到警示作用,就需對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行入染色。同時(shí),由于該產(chǎn)品中敵百蟲容易光解,也要考慮通過染色降低其光解。常用的著色劑有堿性紅、酸性紅、堿性綠、堿性紫。因?yàn)閴A性紫能有效防止紫外線對(duì)敵百蟲的分解,因此,選擇堿性紫作著色劑,并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比對(duì)用量進(jìn)行優(yōu)化篩選,結(jié)果見表5。

        從表5中看出,選擇用量為0.15%堿性紫作染色劑,制劑顏色鮮亮,敵百蟲光解慢。

        表5 著色劑的篩選實(shí)驗(yàn)

        4.6 熱貯穩(wěn)定性測(cè)定

        熱貯穩(wěn)定性試驗(yàn)是通過加溫(一般為 54 ℃)貯存樣品 14 d 所取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù),來推測(cè)常溫貯存兩年條件下的農(nóng)藥產(chǎn)品的穩(wěn)定性。作為商品,農(nóng)藥從生產(chǎn)到使用必然有一定的時(shí)間,為保證產(chǎn)品質(zhì)量,必須進(jìn)行熱貯穩(wěn)定性測(cè)定。根據(jù)以上述配方優(yōu)選后制備的4.5%敵百蟲·噻蟲胺顆粒劑樣品,進(jìn)行各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)和熱貯穩(wěn)定性的測(cè)定,結(jié)果見表6。

        表6 配方穩(wěn)定性和熱貯穩(wěn)定性測(cè)定數(shù)據(jù)

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該優(yōu)選配方的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)、熱貯穩(wěn)定性符合要求。

        5 結(jié)論

        通過實(shí)驗(yàn)篩選,4.5%敵百蟲·噻蟲胺顆粒劑的最優(yōu)配方組成為(質(zhì)量分?jǐn)?shù)):4%敵百蟲、0.5%噻蟲胺、甲醇為溶劑(制備原藥母液)、1%檸檬酸、2%聚乙二醇6000、2%硫酸銨、0.15%堿性紫、載體砂補(bǔ)足100%。

        該生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易行、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、配方經(jīng)濟(jì)可行、收率高、藥效好、對(duì)環(huán)境友好、對(duì)使用者安全方便,劑型符合我國(guó)農(nóng)藥制劑發(fā)展趨勢(shì),具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)前景。

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