鄭志明,孫 倩
(1.山東省博興縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心,山東 博興 256500;2.天津市漢邦植物保護(hù)劑有限責(zé)任公司,天津 301600)
關(guān)鍵字:流點(diǎn)法;正交實(shí)驗(yàn)
氟吡菌胺(fluopicolide)化學(xué)名稱(chēng)為2,6-二氯-N- [(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶基)甲基]苯甲酰胺,是由德國(guó)拜耳公司開(kāi)發(fā)的新型吡啶酰胺類(lèi)殺菌劑[1],于1999年在中國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺篊N99803058.9,申請(qǐng)日為1999年2月16日),2003年授權(quán),2005年在中國(guó)上市,并于2019 年2月16日專(zhuān)利權(quán)到期[2]。其主要用于防治卵菌綱病害,如霜霉病、晚疫病、猝倒病等,具有保護(hù)和廣譜作用[3],內(nèi)吸性強(qiáng),能夠?qū)ψ魑飶纳系较氯轿贿M(jìn)行保護(hù)[4]。其作用機(jī)理為通過(guò)抑制病菌細(xì)胞膜磷脂和脂肪酸的生化合成,阻礙菌絲生長(zhǎng)、孢子囊形成和孢子萌發(fā)而起效,持效期長(zhǎng),與目前常用的藥劑有不同作用機(jī)制,無(wú)交互抗性[5],防治效果更好。
霜霉威是一種新型、高效、低毒的內(nèi)吸性殺菌劑[6],其對(duì)卵菌綱真菌有特效,對(duì)辣椒、花椰菜、白菜等農(nóng)作物的霜霉病、疫病、黑脛病等有較好的防治效果[7]。霜霉威鹽酸鹽是由霜霉威原藥經(jīng)鹽酸酸化而得,原藥為白色結(jié)晶固體,水溶性更好。
截止到目前共有11家公司登記氟吡菌胺與霜霉威復(fù)配懸浮劑。市面上此產(chǎn)品的配制通常采用霜霉威鹽酸鹽原藥進(jìn)行樣品配制,但常溫條件下,霜霉威鹽酸鹽原藥為白色結(jié)晶固體,加熱后原藥不溶解,無(wú)法稱(chēng)量,需將配方設(shè)計(jì)完成后,將原藥直接加入水中,加熱攪拌后待用,而后按照懸浮劑的制備過(guò)程進(jìn)行操作。本文制備687.5 g/L霜霉威·氟吡菌胺懸浮劑,采用722 g/L霜霉威鹽酸鹽水劑作為原料,采用流點(diǎn)法、正交試驗(yàn)確定最優(yōu)方案,制劑穩(wěn)定性較好,操作簡(jiǎn)單,可用于工業(yè)化放大生產(chǎn)。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料 霜霉威鹽酸鹽水劑(722 g/L);氟吡菌胺原藥(97.5%);D-425(烷基萘磺酸鹽);DS-539(磺酸鹽復(fù)合物);4913(非離子梳狀聚合物);SK-33SC(磷酸酯);AES(硫酸鹽);THB1(烷基萘磺酸鹽甲醛縮合物);NP-10(烷基酚聚氧乙烯醚);THB2(聚羧酸鹽);500 lq(EO/PO嵌段共聚物);NA(木質(zhì)素類(lèi));AF-9903(有機(jī)硅消泡劑);黃原膠;抗凍劑:乙二醇,丙二醇,丙三醇。
1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 AE240電子天平;圖像顆粒分析儀;BT-9003ST;NDJ-1型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì);PHS-3S型PH計(jì);DNP-9082型恒溫培養(yǎng)箱;SHLX-2型離心機(jī);冰箱;高效液相色譜儀HPLC-20 A;氣相色譜儀GC9890A;立式砂磨機(jī)SM-0.5 L;實(shí)驗(yàn)室分散機(jī)ESFS-400。
2.1 懸浮劑的加工工藝 防凍劑與黃原膠粉稱(chēng)量至燒杯中,混合均勻,備用。在另一量杯中稱(chēng)取霜霉威鹽酸鹽水劑,將潤(rùn)濕分散劑稱(chēng)于量杯中,剪切攪拌均勻后,將氟吡菌胺原藥、消泡劑、增粘劑、助懸劑等輔料加入,剪切攪拌均勻后置于砂磨罐中,稱(chēng)取料液1.75倍鎬珠置于砂磨罐中砂磨,砂磨至D90≤5 μm以下即可出料。過(guò)濾后,加入防凍劑、黃原膠劑混合液、消泡劑剪切均勻后即為所得樣品,冷熱貯觀察,按照國(guó)標(biāo)要求檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)。
2.2 潤(rùn)濕分散劑的篩選 利用流點(diǎn)法篩選出合適的分散劑:磷酸酯、非離子梳狀聚合物、木質(zhì)素磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽甲醛縮合物、硫酸鹽、羧酸鹽、磺酸鹽復(fù)合物、烷基酚聚氧乙烯醚、EO/PO嵌段非離子潤(rùn)濕分散劑分別配置成5%水溶液備用,稱(chēng)取5 g(精確至0.001 g)氟吡菌胺原藥與50 mL燒杯中,連同鋼鏟一同稱(chēng)重,同時(shí)不斷用鋼鏟攪拌成糊狀直至糊狀物能從鋼鏟上呈滴狀自由滴下時(shí),將燒杯和鋼鏟一起稱(chēng)重,記錄滴加水溶液的重量,用滴加水溶液的重量除以原藥重量既得該潤(rùn)濕分散劑對(duì)氟吡菌胺原藥的流點(diǎn)(重復(fù)5次,取平均值),選用對(duì)于供試原藥流點(diǎn)值較低的潤(rùn)濕分散劑進(jìn)行下一步試驗(yàn)[8~9](表1)。
從表1中可以看出實(shí)驗(yàn)編號(hào)1,3,6,8這4個(gè)助劑的流點(diǎn)值相對(duì)小,因而采用這4種助劑分別實(shí)驗(yàn),并對(duì)其常溫、熱貯(54℃,14 d)、冷貯(0℃,7 d)及凍融(54℃18 h~0℃6 h,4個(gè)循環(huán))后的狀態(tài)進(jìn)行分析,具體實(shí)驗(yàn)(表2)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2#和3#相對(duì)更好,但均存在一項(xiàng)不合格,考慮將2#和3#實(shí)驗(yàn)所用助劑復(fù)配使用。
表1 潤(rùn)濕分散劑流點(diǎn)值
表2 四種助劑的具體配方及結(jié)果
2.3 防凍劑的篩選 選用3種不同的防凍劑,通過(guò)對(duì)比其常溫、冷貯、熱貯狀態(tài),發(fā)現(xiàn)使用丙二醇后冷貯樣品幾乎無(wú)流動(dòng)性,熱貯樣品膏化;使用丙三醇的樣品冷貯合格,熱貯流動(dòng)性較差,常溫黏度大,流動(dòng)性稍差,因此防凍劑選用乙二醇。
2.4 正交實(shí)驗(yàn)對(duì)配方的篩選 利用正交實(shí)驗(yàn)法將潤(rùn)濕分散劑用量確定在常用范圍(2%~6%)以及黏度調(diào)節(jié)劑黃原膠(0.1%~0.2%)和增懸助黏劑(0.5%~2%)在配方中的含量進(jìn)行了優(yōu)化。設(shè)置四因素,每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平(表3),通過(guò)對(duì)制劑的常溫、凍融、熱貯狀態(tài)、析水情況、懸浮率檢測(cè)、分散性等確定最優(yōu)配方。
表3 因素水平表
2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 從表4可以看出,RD>RC>RB>RA,即制劑常溫穩(wěn)定性影響為D>C>B>A;從表5結(jié)果可以看出RB>RD>RC>RA,即熱貯穩(wěn)定性影響為B>D>C>A;從表6可以看出RB>RC>RD>RA,即凍融穩(wěn)定性影響為B>C>D>A;從表7可以看出RB>RD>RC>RA,即冷貯穩(wěn)定性影響為B>D>C>A。綜合考慮制劑的常溫、熱貯、凍融、冷貯穩(wěn)定性后,確定其最優(yōu)方案為A2B3C1D2。
表4 正交實(shí)驗(yàn)法常溫實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表5 正交實(shí)驗(yàn)法熱貯實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表6 正交實(shí)驗(yàn)法凍融實(shí)驗(yàn)結(jié)果
表7 正交實(shí)驗(yàn)法冷貯實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.6 加工工藝的確定 本文采用霜霉威鹽酸鹽水劑作為有效成分和分散介質(zhì)使用,按照懸浮劑制備方式進(jìn)行制備,試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),懸浮劑粒徑砂磨效果較低,立式砂磨機(jī)砂磨1.5 h,懸浮劑粒徑為D90=8.76 μm,加大鎬珠用量由懸浮液體積的1.75倍加大至2倍后,砂磨效率變化不大;延長(zhǎng)砂磨時(shí)間至3 h,砂磨結(jié)束后懸浮液出現(xiàn)粒子聚集現(xiàn)象。
配方中粉體物料相對(duì)較少,液體物料相對(duì)較多,砂磨過(guò)程中,懸浮液粒徑不易砂磨,將工藝進(jìn)行改進(jìn)。霜霉威鹽酸鹽水劑砂磨用量設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)配方的1/2、3/4分別進(jìn)行試驗(yàn),鎬珠用量為懸浮液的1.75倍,采用立式砂磨機(jī)進(jìn)行1.5 h砂磨,砂磨結(jié)束后,分別進(jìn)行粒徑檢測(cè),同時(shí)將剩余霜霉威鹽酸鹽混合剪切均勻。試驗(yàn)結(jié)果表明,霜霉威鹽酸鹽水劑砂磨用量為1/2時(shí),D90=3.58 μm;霜霉威鹽酸鹽水劑砂磨用量為3/4時(shí),D90=4.79 μm,因此,懸浮劑制備時(shí)采用霜霉威鹽酸鹽水劑1/2用量進(jìn)行砂磨,砂磨結(jié)束后將剩余霜霉威鹽酸鹽進(jìn)入,剪切、攪拌均勻后,加膠調(diào)試為最終成品。
2.7 最佳配方的性能測(cè)定 通過(guò)對(duì)687 g/L霜霉·氟吡菌胺懸浮劑的綜合性能評(píng)價(jià),確定其最佳方案為A1B2C2D2,霜霉威鹽酸鹽水劑86%,氟吡菌胺5.5%,THB1 2%,THB2 4%,硅酸鎂鋁0.5%,白炭黑1%,黃原膠 0.15%,AF-9903 0.3%,乙二醇補(bǔ)至100%,其性能測(cè)試結(jié)果(表9),各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格。
表8 不同加工工藝分析結(jié)果
表9 最佳配方的性能分析結(jié)果
通過(guò)區(qū)別于常規(guī)操作方式,采用霜霉威鹽酸鹽水劑作為原料和分散介質(zhì),利用流點(diǎn)法和正交實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)配方,制備過(guò)程中,對(duì)加工工藝進(jìn)行改進(jìn),所制得的制劑分散性好、吸水率低、懸浮率高、熱貯穩(wěn)定性較好,可用于工業(yè)化放大生產(chǎn),藥效更佳。