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多原药剂型用新型分散剂 qrcode

2015-10-27

Davide Secchi

Davide Secchi 关注

农化市场正在朝高含量原药和多原药组合的水基化剂型发展,从而提高处理药效。那些有相同药效但基于不同机理的不同原药组合是进行虫害防治和增加产量的关键,也是可持续的策略。
 
不同农药的组合可通过两个方法达到: 喷施前在农民的药械里混合两种或多种单剂, 或做一个均衡的多原药剂型。桶混的方法有相当的风险:混合液的不稳定而导致喷洒液不均一,在药械里分层导致无法正常喷洒。当然美国的农场很大,其配备有农业专家可以指导有风险的桶混配料和施用。对于世界上其他大多数农民来说组合原药剂型会是一个可行的解决方案,不过这样的话其实是把问题转移给了剂型公司,它们的配方设计师会面临越来越多新的和极有挑战的任务。
 
水悬浮剂(SC) 
 
对于非水溶性的原药和常规的农药配置技术,水悬浮剂(SC)可能是更安全、更可持续和经济的配方。它由一个或几个原药悬浮在水中组成。SC 通常含有5-60% 的原药、一个(或多个)分散剂、流变调节剂及可选择性的润湿剂。
 
多原药剂型的组合可能性主要基于原药的特性和使用的分散剂的适应性和分散力。特别是有经验的研发人员需考虑的因素有:熔点、亲油/ 亲水性(LogPow)、水中溶解度、在不同pH 值下的化学稳定性和原药在研磨时的硬度。
 
在SC 生产时可泵吸的初始研磨液通常包含不同原药、分散剂、润湿剂、消泡剂和水。研磨液被传送到湿磨机进行研磨以使其粒径低于10 微米。研磨好的浆液中还需加入其他添加剂(如:抗冻剂、防腐剂),及剩余的水和流变调节剂。在研磨过程中,研磨机膛室压力和温度会升高,即使非常有效的冷却系统也经常不能很好地控制温度。如果几个原药的熔点差异很大,低熔点的原药会熔掉,其性能会被破坏。
 
不同的原药有不同的疏水参数LogPow,所以需用不同的分散剂,此外如果原药颗粒的硬度不一样的话,较硬的原药不能达到理想的粒径。一步研磨超过一种原药的可行性与分散剂的效率和适应性有很大的相关性。标准的分散剂是阴离子聚合物(如:木质素磺酸钠、烷基萘磺酸盐、三苯乙烯基酚乙氧基磷酸盐)或非离子聚合物(如:EO/PO 共聚物、烷氧基三苯乙烯基酚),在大多数情况下这些分散剂效果很好,但当原药含量很高或原药的理化特性有非常大不同时,这些分散剂的效果就不太好。
 
为克服这些问题,新一代高效分散剂被开发出来了:它们可以降低研磨系统的粘度及提高研磨效率。它们和其他分散剂有很好的相容性从而获得协同效应,提高了悬浮率, 自分散性和延长剂型的储存期。
 
多原药水悬浮剂剂型1 
 
这是一个由三个不同特性原药的组合作为样板来测试新一代分散剂的功效。图1 显示的LogPow 值从0.83(苯嗪草酮)到3.3(敌草胺):通常我们需要不同类型的分散剂。还有熔点也十分不一样,敌草胺很容易被熔掉。此外敌草胺颗粒较硬很难研磨,同时吡草胺和苯嗪草酮相对比较软, 容易研磨。用常规分散剂(如:三苯乙烯基酚衍生物)把它们放在一起研磨几乎不可能。目前我们建议先单独研磨敌草胺再把它加入另外两个原药中继续研磨,这意味着双倍的生产时间和能源消耗。
 
由于使用了新型分散剂-Envi-Pol 871R,一步研磨加工变得容易进行,并得到了理想的粒径和极低的粘度(15 秒-4 号福特杯)。由于苯嗪草酮有相当的水溶性,再加入一种结晶抑制剂CGI 品名叫Emulson AG/TRN141-05 来防止在储存过程中可能的结晶产生。配方如表1 所示:
 
根据国际粮农组织FAO 对水悬浮剂的规格标准2 对配方相关参数进行了检测,如表2 所示:
 
对即时和热储后(54° C X 14 天)样品通过激光粒径仪的检测来观察研磨效率。图2 显示的即时和热储后粒径的增长很小,从而保证了此剂型在整个储存期内的稳定性。
 
结论
 
多原药水悬浮剂是剂型开发的未来方向,它是用更安全和可持续的农药剂型来进行虫害防治。它对剂型研发人员是一个新的挑战, 新的分散剂使用是有其必要性的。在本实验中得到的结果显示一个新的分散剂系列在多原药SC 剂型生产中的巨大潜力以及缩小现有技术缺口的可能性。
 
参考文献: 
1. Davide Secchi, from New Dispersing Agents for High Load and Multi Active Formulations, paper presented at: Agrochemical Formulation Conference, Berlin 2014, C&C Europe (2014) 
2. FAO Pesticides Specification 7.31 AQUEOUS SUSPENSION CONCENTRATES (SC): http://www.fao.org/fileadmin/templates/agphome/documents/Pests_Pesticides/ Specs/JMPS_Manual/7.31.doc 
3. CIPAC Methods MT 160 and MT 161: CIPAC Handbook
 

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