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赢创推出跨界创新农化助剂:槐糖脂 qrcode

2020-05-25

世界农化网中文网报道:表面活性剂被称为“工业味精”,其对化学工业的作用和价值显而易见。在农化植保领域,表面活性剂被用于农药配方和桶混助剂也有几十年历史,并且成为了推进农化技术进步的重要途径之一。从农药的配方设计到生产、贮存、施用,无不存在着表面活性剂的身影。比如:在水基配方中,表面活性剂可有效降低表面张力,从而帮助农化产品的活性物更好地润湿或分散在特定的体系或应用场景中。在油基体系中,带有乳化特性的表面活性剂可以帮助分散液滴达到理想的尺寸、并实现更好的体系稳定性。在桶混施药的场合,混合体系的稳定性是施药均匀性和效果的重要前提,因此通过添加助剂的方式来延长桶混药剂的稳定性一直是关键步骤。此外,通过助剂技术提高农药靶向输送也是农药减量增效的重要手段之一。以喷施农药为例,靶向输送准确性提升可从以下几个方面着手:1)减少药液漂移量;2)增强药液液滴在植物上的粘附和保留;3) 提高活性成分的渗透和被吸收; 4)提高活性成分的耐雨水冲刷性能。

随着全球农业对可持续发展的进一步关注,各国对农药安全性的管理法规日趋严格。除了农药原药外,农药助剂的安全、环保、可持续性也在进入了被关注和管控的范围。一些不安全甚至有害的助剂已渐渐退出历史舞台,如壬基酚聚氧乙烯醚已被列入被禁用农药助剂名单,牛脂胺类的产品因刺激性和水生毒性在一些地区已被限制使用,并正在被更安全、更环保的助剂逐渐替代。赢创作为全球领先的特种化学品公司之一,一直秉承可持续发展的理念,并致力于开发满足甚至超越市场需求的新型、高性能解决方案。赢创的农化助剂团队,一直聚焦于特种高性能助剂产品的开发与应用,目前其产品技术平台包括特种有机硅、特殊聚醚、气相法白炭黑、油脂化学、两性化合物、糖脂类等。凭借其独特及出色的产品性能,赢创的农化助剂品牌“Break-Thru®”在国际上享有较高的知名度。

作为支持植保行业可持续的解决方案之一,近年来赢创农化产品线又增加了一款跨界创新的槐糖脂产品:BREAK-THRU®SF 420。该产品是一种新型表面活性剂,由菜籽油和糖类自然发酵制成,其原料均来自于欧洲的非转基因作物。此外,BREAK-THRU®SF 420生产时使用的发酵菌也是一种天然微生物-球拟假丝酵母(Starmerella bombicola)。值得一提的是,赢创生产槐糖脂所采用的独特低温发酵工艺本身也是一种环保工艺:(1)低温操作进一步降低了能耗;(2)未添加任何有害的工艺助剂;(3)无有害副产品产生等。

槐糖脂作为一类新型的生物合成表面活性剂(分子结构如图1),除了具有突出的表面活性性能外,还符合生态毒理学、安全性和可持续性标准。该产品在全球仅有少数几个公司可以做到商业化量产,而赢创的槐糖脂产能居于前列。该产品目前在农业领域尚鲜有商业化应用。

     
图1:槐糖脂的分子结构示意图:产品包含内酯型和酸型两种结构


赢创的新产品开发应用一般包括以下流程:实验室合成、应用研究、生物测试以及田间试验等。只有全部通过这种全面分析和试验流程的筛选,新产品才能被引入市场。对于表面活性剂来说,在应用研究阶段最主要的表征方式之一就是表面张力,表面张力数据是验证和比较产品的润湿和分散性能主要参数。从图2表面张力测试结果可见,BREAK-THRU®SF 420在0.04%-0.5%的浓度范围内可显著降低水溶液体系的表面张力。

 
图2:通过降低表面张力,槐糖脂Break-Thru® SF 420可带来优异的润湿和分散性能


BREAK-THRU®SF 420作为分散剂的稳定机理,可以用图4中的微观示意图来展示。其疏水长碳链端的羧基可以跟金属氧化物表面结合,亲水端的糖结构向外伸展,因此可使难溶性的金属氧化物/氢氧化物颗粒更稳定地分散。所以槐糖脂被认为是悬浮剂(SC)配方的一个极好分散剂解决方案。表1所列的氢氧化铜383g/L悬浮剂配方就是一个应用的例子。此外,有一些金属氧化物也被作为植物养分适用(如氧化锌等),因此BREAK-THRU®SF 420也可用作一些植物营养悬浮剂的配方助剂。

表1:赢创设计地用槐糖脂作为分散润湿剂的383g/L氢氧化铜悬浮剂配方举例


BREAK-THRU®SF420作为一种生物表面活性剂,由特殊的原料经特殊的生物过程产生了独特分子的结构,常温下呈粘稠液体状。在耐雨水冲刷实验中,我们发现雨水和干燥的槐糖脂会通过水合作用形成一层凝胶型薄膜,这样药液即使在很难润湿的叶面(如小麦)上的也能更好地被保留。结合其优良地润湿性能,槐糖脂可令喷雾药液在作物叶片上的分布均匀度达到最佳,从而达到更好的耐雨水冲刷性能。图3中的雨后分析结果展示了添加BREAK-THRU®SF 420的铜制剂与未添加的某商品铜制剂相比,活性物的耐雨水冲刷性能在小麦、卷心菜和豆类叶片均有显著改善。

 
图3:某商品铜制剂与赢创氢氧化铜制剂在小麦、卷心菜和豆类叶片使用后的雨后铜保留量分析对比(微克/平方厘米)

 

图4:槐糖脂对金属氧化物/氢氧化物/碳酸盐的颗粒的分散机理示意图。摘自:Delbeke et al., Green Chem. Volume 18, (2016), pages 76 - 104


在叶面喷雾应用中,槐糖脂通过降低药液表面张力,可增加药液在叶面的铺展面积,使药液分布更均匀,且接触病害的范围更广,结合杀虫剂、杀菌剂使用,BREAK-THRU®SF420也能够带来相应的效果提升。图5中的生测试验结果展示了Naturis®,结合500 ml/公顷剂量的BREAK-THRU®SF 420后,可显著改善对白粉蝇(whiteflies)的杀除效果。

 
图5:Naturis®和BREAK-THRU®SF 420对番茄中白粉蝇的疗效
 

此外,结合苯醚甲环唑(25%乳油)对抗大豆锈病的试验等也表明BREAK-THRU®SF420可帮助减少杀菌剂用量同时实现更好的药效。在结合草甘膦的试验中,桶混中添加BREAK-THRU®SF420可帮助提高除草剂的活性和起效速度。因篇幅有限,实验结果恕未能一 一列出。

BREAK-THRU®SF 420作为一种表面活性剂,除了良好的表面活性外,还具有一些其他优势:如良好的水溶性、桶混使用时泡沫底、pH兼容性范围宽(5-9)、无生态毒性、可生物降解(根据OECD 301标准,28天后降解率 >99%)等。在农化领域,槐糖脂虽然还是一个新面孔,但表现出了非常广阔的应用前景。目前BREAK-THRU®SF420 已获得德国联邦政府批准在德国市场上作为除草剂和杀菌剂的桶混助剂使用。相信在不久的将来,其在农化的应用范围会进一步扩大。


总之,赢创新推出的这款槐糖脂表面活性剂时一种高性能且符合安全环保要求的创新产品。其在植保中的应用效果已在全球范围内开展的中国田间实验中得以证实,其多重功能和特性,可以为农化产品的效果提升提供更多的保障。如需进一步信息咨询,请访问www.break-thru.com


本文章的英文版刊发于《2020 制剂 & 助剂技术 》杂志,欢迎点击下载了解详情!如需纸质版杂志,请联系袁娜! 邮箱:grace@agropages.com; 微信:nanagrace2014


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