农药制剂配方研发及应用,且看专家及企业如何进行
作者:《现代农药》《农药快讯》 翁德民 更新时间:2019-07-17 点击量:705

    2019年6月13~15日,由中国化工企业管理协会主办的“2019农药制剂配方技术、生产工艺案例解析研讨班”在南京成功召开,目的在于帮助从事农药剂型开发的专业人员提高研发能力,加强企业技术力量储备,应对政策与市场需求。

 

种子处理剂配方研究

    种子处理剂作为种子处理技术的载体,得到了广大种植业者越来越多的关注和认可。近年来,种子处理剂在国内外农药市场所占份额不断增大,登记产品的数量不断增加。沈阳中化农药化工研发有限公司制剂研发部总监丑靖宇博士分享了“种子处理剂配方及常见问题”,其中种子处理剂配方研究分别从活性组分、配方技术、检测指标及根系影响进行讲解。在活性组分上,丑靖宇博士通过分析2007—2018年种子处理剂中新用有效成分情况发现:① 全新作用机制有效成分应用前景广阔;② 酰胺类杀虫剂成为种子处理杀虫作用的新主力,如氯虫苯甲酰胺2008年上市,2016年销售额已达13.65亿美元,而溴氰虫酰胺2012年上市,2016年销售额已达8,000万美元;③ 新型琥珀酸脱氢酶抑制剂(SDHI)类杀菌剂数量较多。在配方技术上,需要考虑原药性质、助剂性质、方案评估等3个方面,原药性质包括外观、熔点、闪点、密度、分解温度、蒸气压、分配系数(正辛醇/水)、溶解度、稳定性这些因素,助剂性质包括类型、分子量、pH、毒性、稳定性、适应性这些因素,而方案评估剂型选择及含量设定上需要考虑物理和化学性质、生物活性数据、市场导向、商业价值、政策影响这些因素。在检测指标上,丑靖宇博士指出GB及FAO标准中未涉及应用性能的耐磨性及脱落情况(影响药效、可能产生药害、影响使用外观、影响环境和人畜安全)以及包衣干燥性(影响种子健康、水分含量应为12%~15%)和流动性(直接影响田间播种,精播、单粒播种乃至断苗、漏苗)也需要考虑。根系健康主要受活性组分、助剂组成、生长调节剂影响。

 

 

沈阳中化农药化工研发有限公司制剂研发部总监丑靖宇博士

 

超低容量油剂的研发

    无人机的兴起使得超低容量油剂焕发新的活力,因为无人机喷雾属于超低容量喷雾,而超低容量喷雾的雾滴为50~100微米,常规制剂对水喷雾的雾滴挥发性高,中国的常规制剂不适合于超低量喷雾,专用的超低量油剂才能形成有效的沉积,这也就使得超低容量喷雾需要专用的油剂。基于此,中国农业科学院植物保护研究所陈福良教授介绍了超低容量油剂的研发,指出油剂的配方组成为溶剂油、原药及助溶剂,其特点为:① 减少挥发与漂移,② 无需乳化剂,加工工艺简单,③ 黏附性强,耐雨水冲刷,④ 沉积高,药效好。就有效成分而言,内吸性杀虫剂均可用于超低容量喷雾,触杀性杀虫剂超低容量喷雾可用于防治活动性较强的刺吸式口器害虫,飞翔的蚊蝇等卫生害虫,钻蛀性害虫在钻蛀前施用,胃毒性和触杀性杀虫剂可用于防治食叶害虫,如黏虫、松毛虫等;超低容量喷雾适合于内吸性杀菌剂,对于保护性杀菌剂由于不能完全覆盖,而防效不佳;超低容量喷雾一般不适合于除草剂,由于除草剂选择性强,容易造成飘移药害。就溶剂油而言,需要具备挥发性低、闪点高、人畜毒性低、对作物无药害、对原药溶解性能优良、黏度低等特点,其种类包括高沸点芳烃(重芳烃石脑油、溶剂石脑油)、酮类(异佛尔酮、环己酮和N-甲基吡咯烷酮等)、脂肪烃类(柴油、动力煤油等)、高沸点醇、植物油类(松节油、松香油)、环保极性溶剂(多元醇酯类、醇醚等)。助溶剂筛选原则为低温稳定性及闪点,极性助溶剂,即万能溶剂如二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮。陈福良教授对超低容量油剂的质量技术指标也进行了介绍,即闪点>70℃(闭口);挥发度<30%;黏度<10 mPa·S;低温相容性表现为零下5℃下,48 h不析出结晶;有效成分热贮分解率<5%;对靶标植物无药害。

 

    无人机喷雾用药常出现的问题:① 挥发、漂移;② 药效不稳定;③ 黏度大,堵喷头;④ 产品质量问题,如乳油的20倍液乳液稳定性不合格,造成药液分层或沉淀,影响药效。针对以上问题,陈福良教授提出的解决方案为:① 采用超低容量油剂、可分散油悬浮剂等,解决了常规剂型的挥发、飘移问题;② 采用水剂、水乳剂、微乳剂、悬浮剂等水基化剂型时,需要在制剂中添加水分蒸发抑制剂,保持喷出的雾滴尺寸大小,提高雾滴沉积,保证防效;③ 乳油剂型采用绿色环保高沸点溶剂,把20倍液乳液稳定性作为强制性质量标准,降低由于产品质量造成的无人机喷雾的药效下降。无人机喷雾使用的助剂种类有高分子聚合物,有机硅、油类助剂、增重剂等。

 

 

中国农业科学院植物保护研究所陈福良教授

 

水田省力化剂型的研发

    随着城镇化步伐加快,劳动力越来越短缺,导致劳动成本也越来越高;劳动力中女士与男士的比例正在上升。鉴于劳动力的现状,减轻工作量是一个亟待处理的项目。农药剂型的省力化研究是指操作人员通过各种手段措施来节约农药施用作业的工时和劳力,即研究如何做到用最节约劳动力、最省力的方式把农药有效成分快速准确地施用到农作物目标区域中去。北京中保绿农科技集团有限公司马超重点介绍了水田省力化剂型中的展膜油剂、漂浮粒剂及水表面分散颗粒剂(U粒剂)。

 

    展膜油剂是农药原药直接溶解在油中的一种剂型,具体的说是在普通油剂中加入了一种特殊的展着铺展剂而后形成的油剂。使用时直接滴入水稻田中散布,散布后自行在水面上扩散,发挥效果。目前在国内的产品如4%噻呋·嘧菌酯展膜油剂、8%噻嗪酮展膜油剂、1%杀螺胺乙醇胺盐展膜油剂等,以洒滴方式施用,很方便。展膜油剂组成包括有效成分、表面活性剂、油溶剂,其质量控制指标包括有效成分含量、pH值范围、表面张力、平衡界面张力、水分、铺展速度、铺展面积、低温稳定性、热贮稳定性。

 

    漂浮粒剂是一种投入水中后,直接漂浮在水面上,迅速扩散至整个水面,而后在水中崩解分散的一种农药新剂型。其组分主要包括农药有效成分,漂浮性载体填料,粘结剂,崩解分散剂等。其质量控制指标包括外观、崩解时间、漂浮率、扩散距离、崩解率、崩解性。

 

    U粒剂是由有效成分、载体、粘结剂和扩散剂等组成。在水田中应用时,粒剂暂时沉降到地面,然后,颗粒重新露出水面漂浮。最后,有效成分溶解扩散到水表面的各个方向。最早发展的是用来控制稻水象甲的乙氰菊酯制剂。U粒剂组成包括有效成分、载体、粘结剂、扩散剂,其质量控制指标包括外观、开始上浮时间、完全上浮时间、扩散距离、崩解率、崩解性。

 

    最后马超指出新型水田省力化制剂为农民省时省力,具有广阔的发展前景。该类剂型加工方法工艺较简单,可实现工业化大规模生产,并可加工成不同有效成分类别、不同含量的水稻田农药产品,选择性广泛。中国应加强农药剂型开发研究,增强科研投入,开拓技术在农药加工中的应用,推动省力化剂型的发展,更好地为农业服务。

 

 

北京中保绿农科技集团有限公司马超

 

农药悬浮剂在研发过程中的分散剂的选择

    分散剂是用来抑制分散相中粒子的絮凝和凝聚,起着稳定悬浮剂剂型和促进分散液加入水中稀释成均匀悬浮液的作用,有利于用户喷施到靶标。联泓(江苏)新材料研究院有限公司副总经理李磊博士从悬浮剂市场分析、悬浮剂中分散剂的选择、配方案例解析、分散剂选用总结这4个方面分享了农药悬浮剂在研发过程中的分散剂的选择及配合使用。李磊博士介绍了分散剂选用的经验:① 聚羧酸类、嵌段聚醚类、磷酸酯类和磺酸盐类分散剂在悬浮剂中有较好的分散悬浮效果;② 聚羧酸类、磷酸酯类在悬浮剂中使用有很好的降粘效果;③ 针对高含量悬浮剂,聚羧酸类和磷酸酯类配合使用会有很好的分散悬浮效果;④ 熔点较低的活性成分做悬浮剂,高分子嵌段聚醚和磺酸盐类配合使用,能有效阻止粒径过快增长,防止膏化;⑤ 对于活性成分水溶性较高的产品,聚羧酸类和嵌段聚醚配合,可有效防止膏化,防止由于奥氏熟化引起的粒径增长。

 

 

联泓(江苏)新材料研究院有限公司副总经理李磊博士

 

悬浮剂配方开发常用助剂

    采用筛选出的适宜的润湿分散剂品种配制的制剂样品,不仅对农药活性成分分散度高,而且对生物体的渗透量多。沈阳中化农药化工研发有限公司高级工程师张国生分享了几种常用的助剂。TENSIOFIX DB08为大分子嵌段共聚物,非离子表面活性剂,亲水性;同时有润湿、乳化、分散功能,尤其是乳化功能突出,可以抑制农药粒径增长,可以做SE乳化剂;广泛应用于绝大多数除虫、除草、杀菌的水悬剂和油悬剂;不含欧盟禁用成分,是绿色环保助剂;可用于制剂冻融。抗结晶抑制剂AtloxTM 4913为非离子甲基丙烯酸酯共聚物;超大分子量,超强空间位阻作用;降粘、抑制晶体长大;适用于高含量体系,控制流变性,兼容性好。Tensiofix DB08为嵌段共聚物,控制粒径增长,与XA265组合,可控制结晶析出。ULTRASURF 7023A为梳型嵌段聚羧酸盐,阴离子润湿分散剂,pH 7~9,锚和能力强,具有很好的控制粒子增长和降粘作用。ULTRASURF 7023B为润湿分散剂,pH 7~9,锚合能力强,降粘效果好。Ethylan NS-500LQ为非离子型羟基聚环氧乙烷嵌段共聚物,与D500组合,控制粒径增长。SD811为非离子梳型聚合物,分散性好,起泡能力低。SP3266E为通用型润湿剂。SK-20TX为磺酸盐阴离子分散剂,分散效果好。无水快T(75%乙二醇体系)增加渗透、提高活性组分利用率,减少用药量。

 

 

沈阳中化农药化工研发有限公司高级工程师张国生

 

包覆及控释技术在农药制剂开发中的应用

    包覆和控制释放技术是新一代的技术平台,用以推动配方产品的升级,提升产品性能。陶氏化学(中国)投资有限公司经理钟玲分享了陶氏包覆及控释技术在农药制剂开发中的应用,此项技术的出现主要是为了增强配方稳定性、活性物定向传导以及改善兼容性。钟玲经理指出包覆技术路线的选择是根据原药的理化性质以及需要解决的技术问题,而囊的尺寸、囊皮的厚度以及其它的性质可以通过改变聚合参数加以调节。

 

 

陶氏化学(中国)投资有限公司经理钟玲

 

农药快讯, 2019 (13): 7-9.

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