浅谈农药剂型的研究现状-农药快讯信息网

农药快讯：2013年第24期
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浅谈农药剂型的研究现状

作者：山东农业大学植物保护学院袁传卫等更新时间：2013-12-23 点击量：1805

    农药剂型就是将原药加工成具有一定的形态、组成及规格，如乳油、粒剂和悬浮剂等。农药剂型加工主要利用表面活性剂的两亲特性或填料的黏着、吸附等作用，达到农药原药的极大分散。其目的主要是便于流通和使用，同时又能满足不同应用技术对农药分散体系的要求。
    目前由于剂型加工技术的进步以及人类环保意识的加强，国内外农药的剂型正朝着水基性、颗粒化、缓释、多功能及省力化的方向发展。近年来，世界农药剂型加工获得了较大的发展，一些安全、经济、省力的剂型正在研究并已有应用，它们将代替那些对环境污染严重、毒性高、用量大的剂型。过去占统治地位的剂型——乳油（EC）、可湿性粉剂（WP）、粉剂（DP）和颗粒剂（GR）等愈来愈受到冲击。
1 农药剂型概况
    早期的农药制剂主要为了满足在大面积范围内均匀使用少量农药的需要而发展的。最初使用的剂型是粉剂（DP），它是由农药原药、助剂和填料混合均匀形成，具有使用方便、撒布效率高、成本低的优点，尤其适宜于缺水地区和防治暴发性病虫害。但是，这种剂型使用时易飘移，形成粉尘污染，危及人、畜健康和环境安全，故产量锐减。为此，人们由粉剂衍生出了很多新剂型，如各种规格的粒剂和可湿性粉剂等。粉剂之后，农药对水喷雾使用的制剂得到了广泛的应用，合适的生产装置也随之发展。对于不溶于常用有机溶剂的固体原药，可湿性粉剂（WP）是一种很好的剂型。它是由农药原药、适宜的助剂和填料混合均匀所形成。可湿性粉剂有一定的优点，例如它不使用有机溶剂，运输方便，耐储存等，但田间条件下可湿性粉剂的接触和吸入毒性等问题不容忽视。二次世界大战后，聚氧乙烯醚类表面活性剂的大量使用，极大地推动了乳油（EC）的发展。乳油是由农药原药与乳化剂溶解在适宜的溶剂中配制而成的，它具有有效成分含量高、稳定性好、防治效果佳和工艺简单等优点，但是乳油存在着使用对环境污染的溶剂，易产生药害和贮运不安全等缺点。这些问题已经引起了人们的关注，相关的剂型改进也在进行。然而，乳油在未来的农药制剂中仍占相当的地位，同时对传统乳油的改进工作将会继续下去，取代或部分取代传统乳油的新剂型将会不断出现。另外一种由粉剂衍生和发展的剂型——粒剂（G），它保留了粉剂使用方便，施药工效高的优点，同时，以将高毒农药低毒化及可以控制药剂有效成分的释放速度，减少环境污染以及避免杀伤天敌，减轻对作物的药害。但是由于粒剂的附着性小，使用范围有限。目前，在一定限度内，粉剂、可湿性粉剂、乳油和粒剂仍是发展中国家的主要剂型，依然被广泛地应用。
    时至现在，传统农药剂型因使用有毒的有机溶剂和粉尘飞扬等问题严重污染环境和危害人类健康。为此，人们迫切需要使用安全、对环境影响小、在整个货架寿命期间品质不降低及能确保最高活性的制剂产品。为此，许多农化公司均致力于农药品种新剂型的研究和开发。目前国际上农药剂型开发朝着安全性，环保和价格低廉的水基性制剂以及无粉尘的固体粒状制剂方向发展。新剂型的开发也给专利过期的传统农药品种注入了新的活力，例如经过剂型的改变使高毒农药低毒化，油基剂型水性化和粉剂剂型粒状化，重新在农药市场上使用，获得更多经济效益，这也不失为一种开拓农药市场有效的途径。
2 农药剂型的研究现状
    在现阶段农药剂型的研究中，重点有两个方面：一是开发新的农药剂型，另一是改造传统剂型，使之符合现阶段对农药剂型的要求。不管是开发新剂型还是改造传统剂型，水性、粒型、缓释、功能化、省力化是必然的发展趋向。目前，一些高效、安全、经济的农药新剂型正在开发应用，并将逐步取代传统剂型。
2.1 传统剂型的改进
2.1.1 乳油（EC）改进
    乳油由农药原药按规定比例溶解在有机溶剂中，再加入一定量的农药专用乳化剂而制成的均相透明油状液体，加水能形成相对稳定的乳状液。乳油与其他农药剂型相比，其优点是制剂中有效成分含量较高、贮存稳定性好、使用方便、防治效果佳、加工工艺简单以及设备要求不高等；其缺点是含有相当量对环境有严重不良影响的有机溶剂，同时正因为有效成分含量较高，因此在生产贮运和使用等方面要求严格。由于乳油存在着对环境污染的溶剂，易产生药害和贮运不安全等问题，这些已经引起了人们的关注。近年来各国对传统农药乳油主要进行了以下几个方面改进：① 选用更安全的有机溶剂，如低芳烃溶剂油、脂肪族溶剂油等，尤其是正构烷烃类及高纯正烷烃等特种溶剂油（正己烷、正庚烷），因为它们是经加氢精制等技术处理后制得的环保型产品，其黏度低，芳烃含量及硫、氮含量低，是适合乳油用溶剂的发展方向。② 以水代替有机溶剂，通常可降低有效成分对使用者的毒性；在某些情况下，可降低药害：同时还节省了大量的有机溶剂，降低了成本。其中水乳剂（EW）和微乳剂（ME）是替代乳油的安全剂型。③ 溶胶状乳油（GL），也就是将乳油改变成一种像动物胶一样黏度的产品，它具有独特的流动性，能被定量地包装于水溶性的聚乙烯醇小袋中，减少了使用者接触农药的危险，也免去了处置乳油的包装容器问题。④ 高浓度乳油是主要的发展方向，主要是可减少库存量、降低生产和贮运成本：同时减少包装物处理问题，缓解环境压力。代表品种有84%马拉硫磷EC、96%异丙甲草胺EC和90%乙草胺EC等。乳油在未来的农药制剂中仍占重要地位，同时对传统乳油的改进也将会继续下去，取代或部分取代传统乳油的新剂型将会不断出现。
2.1.2 粉剂、粒剂等传统固体剂型的改进
    粉剂系由原药、填料和少量助剂经混合、粉碎再混合至一定细度的粉状制剂。从制剂形态来看，粉剂可直接喷洒使用，工效高，节省劳力和加工费用较低，特别适用于供水困难地区和防治暴发性病虫害。但粉剂的突出缺点是飘移污染严重，有效利用率低，一般粉剂只有20%左右沉积在目标物上。该制剂叶面附着性差，易被风吹落或被雨水冲刷，药效期较短。目前我国农药市场上粉剂品种较少，且以老品种如有机氯类、有机磷类为主。这些剂型的替代剂型有水分散粒剂（WG）和可溶粉剂（SP）等，它们保持了粉剂使用方便工效高的优点，克服了粉剂易飘浮污染环境、有效利用率低的缺点。
    水分散粒剂（WG）是将农药有效成分、分散剂、湿润剂、崩解剂、消泡剂、黏结剂和防冻剂等助剂以及少量填料，通过湿法或干法粉碎使之微细化，再通过喷雾干燥硫化床挤压盘式造粒等工艺造粒制取。该剂型的特点是崩解性、分散性、悬浮性好；有效成分含量高，有的高达90%；不含水，贮存期物理化学性能稳定；使用时无粉尘污染，避免了可湿性粉剂在使用时的粉尘对操作者和环境的污染毒害：流动性好，计量和使用方便，贮运安全、包装费低。水分散粒剂药效与乳油相当，因此水分散粒剂兼有可湿性粉剂和悬浮剂的优点。高质量浓度水分散粒剂是未来农药市场最具竞争力的剂型产品之一。近年来水分散粒剂在欧美得到迅速发展，我国对水分散粒剂的研究与开发还处于起步阶段。目前存在以下问题：① 对其概念认识不清，将水分散粒剂和普通粒剂相混淆，登记名称不规范、统一；② 水分散粒剂的强度过大，水中崩解速度慢，悬浮率低；③ 绝大多数生产工艺落后，缺少大规模成套的高效工业化装置。
    可溶粉剂（SP）由农药原药填料和适量的助剂组成。可溶粉剂的特点是质量浓度高，加工过程不需要有机溶剂，贮存时化学稳定性好，加工和贮运成本相对较低。但目前适合用于加工成可溶粉剂的原药有限，即使水溶性好的农药，也要根据施药方式、作物生长期、作用机制等加工成多种剂型使用，以便做到经济合理安全用药。高质量浓度可溶粉剂符合农药剂型朝着水基性粒状与环境相容的方向发展，因而有广阔的发展前景。
    乳粒剂（EG）是一种水乳化的颗粒剂。它是将有效成分溶于或稀释在一种有机溶剂中，再吸附在适宜的载体上制成。该剂使用时，可用水稀释，使之崩解或溶解，形成一种常见的水包油型乳状液。乳粉剂（EP）是由符合FAO规格的原药与必要的助剂组成的均匀混合物。该剂外观为干燥、自由流动的粉状物，无可见的外来物和硬闭块，在水中稀释后形成乳状液。它和EG一样，是本世纪初开始研究的新剂型，因其具有EC和SP的优点，也是极具发展潜力的剂型之一。
2.1.3 可湿性粉剂（WP）的改进
    可湿性粉剂是加工技术比较成熟、使用方便的一种最基本的剂型。可湿性粉剂是由原药、载体和各种助剂混合、粉碎后达到一定细度的粉状剂型，加水搅拌后形成稳定、分散性良好的悬浮液予以喷雾施用。可湿性粉剂可以加工成高于50%有效成分的高质量浓度剂型。其加工成本低，包装、运输的费用亦低。由于不使用有机溶剂，对环境的不良影响较轻，对使用者的毒性小，许多除草剂、杀菌剂适合加工成可湿性粉剂。如今，可湿性粉剂已被改成相对无粉尘污染的悬浮剂（SC）和水分散粒剂（WG）。另外，为提高制剂的安全性，用水溶性小袋来包装WP的技术已引起人们的重视。
    悬浮剂（SC）是农药有效成分和分散剂、湿润剂、稳定剂、消泡剂和防冻剂等分散在水中而形成的高分散、稳定的悬浮体。该剂型加工时不需要任何有机溶剂，使用时无粉尘，对操作者和环境不会造成污染，比可湿性粉剂安全，分散度和生物活性均高。该剂以价廉的水为分散介质，而不用危险、污染环境、价格昂贵的有机溶剂，不需用量很大、要求较严格的填充剂，故成本亦低。近年来悬浮剂在理论和加工技术等方面取得了重大进展，其稳定性问题（主要是分散结块）也得到了较好的解决，这些促进了悬浮剂的迅速发展。       （未完待续）

农药快讯, 2013 (24): 48-49.

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