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浅谈对传统农药制剂乳油的改进研究

2010-01-11沈德隆

浙江化工 2010年3期
关键词:有机溶剂乳剂菊酯

裴 琛 沈德隆 杜 廷

(浙江工业大学农药研究所,浙江 杭州 310014)

乳油(Emulsifiable concentrate)是农业生产中使用最广泛的有代表性的农药液态制剂。它具有制造简单,计量容易,活性组份在靶标作物上分布均匀,加工成本低等优点。可以说,对某一选定的活性组份来说,是一种非常有效的加工制剂。但乳油的一个致命缺点是在制备中要使用大量有机溶剂。从而带来毒性、易燃性、贮存不安全性和施用时会使植物产生药害等严重问题。为了克服这些问题,对农药乳油的改进大致有四个方面:

(1)采用安全性高,毒性低的溶剂来制备乳油;

(2)乳油水性化;

(3)尽可能少用有机溶剂;

(4)乳油固体化。

从上述四个方向出发进行研究,出现了机油乳油(柴油乳油),微乳剂,水乳剂,高浓度乳油,无溶剂乳油以及固体乳油等农药乳油的改进制剂。由于对机油乳油,高浓度乳油,无溶剂乳油的了解比较多,所以本文将对微乳剂,水乳剂和固体乳油做重点讨论。

1 微乳剂

微乳剂又称水性乳油(Aqueous Emulsions)或称为可溶性乳油,其主要特点是用水代替有机溶剂作为分散介质,由水-表面活性剂-农药原油配制成一种在热力学上稳定的、膨胀的、大的胶束分散体系,实际上该体系是一种透明或半透明的经时稳定的分散体系。但微乳剂不是一种溶液体系,微乳剂分散体系的形成主要是在配方上选用了适当的表面活性剂,使原本不溶于水的液态农药原油,在水中产生增溶作用,形成了粒径很小,只有0.1~0.01mm的乳状液。

微乳剂的常用制备方法:可乳化法(见图1所示)

将乳化剂溶于农药油相中,形成透明溶液,然后将油相滴入水中,搅拌成透明的O/W型微乳剂,相反,将水相滴入油相中,形成W/O型微乳剂。该方法比较简便实用,是配方研制时最常用的方法,只是操作稍复杂,而且在油相滴加过程中容易黏着在容器壁上,导致转移不彻底。在滴加过程中,搅拌必须同时进行,搅拌时间和转相温度是成乳稳定的关键性因素。

图1 可乳化法制备微乳剂

微乳剂的优点很多,由于用水作分散介质,所以具有安全性好,不会燃烧,药效的发挥也好,刺激性,臭味减轻,贮存稳定性也较好。制剂对包装材料材质要求的限制也小,使用中可减少果树落花等优点。

微乳剂存在的主要问题是活性组份含量低,一般只有5%~10%;表面活性剂的用量高,一般为20%~25%,亦即农药原药:乳化剂为1:2~5;目前微乳剂的加工成本较常规乳油高。

在微乳剂的研究开发中,国际上,目前主要解决高分子量乳化分散剂的采用研究,以减少乳化剂用量到6%,而微乳剂有效活性成分的含量可提高到25%,上述研究为农业用微乳剂的开发和推广应用创造了极为有利的条件,将会使微乳剂在农业病、虫、草害的防治中得到更为迅速的发展。

农药微乳剂常用品种有(见表1所示):

表1 农药微乳剂的常用品种

2 水乳剂

水乳剂(EmulsioninWater),又名浓乳剂(Concentrate Emulsion),乳剂型悬浮剂(Emulsions Type Flowable)或水包油型乳剂(Oil-in-Water Emulsions)。

水乳剂是将液态农药原油或是与溶剂混合制得的液体农药原药的微小液滴,分散在水中形成的一种水包油的乳状液的浓溶液,为了使乳状液能长期稳定,在浓乳剂配方中,除原油外,还需加上分散剂、增稠剂、防冻剂、防腐剂、消泡剂等助剂。

微乳剂的常用制备方法:水乳剂相转移法(见图2所示)

在室温下将一定量的原药溶于有机溶剂中,将经过超声波充分混匀的乳化剂加入其中,然后再充分混匀即为油相。在高速匀质机的高速搅拌下滴加水相,加入完毕后再搅拌,即得到水乳剂样品。

图2 相转移法制备水乳剂

水乳剂的优点是,用水作为分散介质降低了有机溶剂的含量及其挥发,水乳剂有良好的贮存性能和运输性能,并且农药活性组份生物活性发挥较好。

但其存在的主要问题是配方研究困难,有机溶剂和乳化剂正确选用对避免产品在长久贮存后发生破乳作用是非常重要的。此外,迄今为止,还没有非常好的预测水乳剂贮藏稳定性的方法。另外,由于水乳剂中使用了少量有机溶剂,必然存在一定的由有机溶剂所带来的毒性、药害、易燃性和贮运不安全性。

农药水乳剂常用品种(见表2所示):

表2 农药水乳剂的常用品种

3 固体乳油

固体乳油(Solidified Emulsifiable Concentrate)是将高浓度乳油吸附在有吸油能力且在水中能溶解的载体上,再经加工而成的。加入水中后,载体溶解,药剂形成乳状液,喷雾使用。固体乳油的特点是使液体农药固体化,而且不用或少用有机溶剂,载体不易燃、不易爆、无毒性,对环境无污染,在包装、贮运和使用方面更安全。[2]

固体乳油的常用制备方法:

固体乳油的优点是有效成分能迅速且完全溶解于水中,不会产生粉尘,便于施用。而固体乳油的化学稳定性好,基本无分解,符合环境保护和长期保持原药活性的要求。固态乳油没有可燃性,因此便于包装、运输和贮存。此外,固态乳油中没有或者有少量的有机溶剂,相对于传统乳油,更加环保。

但其存在的主要问题是配方研究困难,乳化剂的正确选用对产品的配制非常重要。此外,在加工固体乳油时,载体的吸油能力,溶剂对原药的溶解度对制剂的配制都有较大影响。

农药固体乳油常用品种(见表3所示):

表3 农药固体乳油常用品种[28]

综上所述,乳油是农药四大基本剂型之一,在如今的市场,乳油在农药制剂中仍占有相当重要的地位。同时传统乳油的改进工作仍会继续,取代或部分取代传统乳油的新剂型将会不断出现,不断发展。

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