浅谈农药悬浮剂发展概况及其应用前景
2014-12-25鲍菊篱
鲍菊篱
【摘要】本文主要论述了农药悬浮剂的概况、国内外发展状况、制剂技术等方面的问题,并探讨了这一领域的发展前景,以期为农药悬浮剂的应用推广提供技术参考。
【关键词】农药悬浮剂;发展概况;应用前景
中图分类号:C35文献标识码: A
1悬浮剂概述
农药悬浮剂是将不溶于水的农药固体活性成分加工成微细颗粒,依靠加人表面活性剂和其他助剂使有效成分稳定分散悬浮在液相中,形成稳定的悬浮液体制剂。悬浮剂主要由农药原药、润湿分散剂、增稠剂、防冻剂、pH调整剂、消泡剂和水等组成,又称水悬浮剂、胶悬剂、浓缩悬浮剂。与以有机溶剂为介质的农药剂型相比,悬浮剂具有对环境影响小和药害轻等优点。配制成悬浮剂将是当今农药制剂发展的主流方向。
悬浮剂根据物理性状可以分为两类:一是悬浮剂(SC) ,由不溶或难溶于水的固体原药分散在水中而制成,是最常见的悬浮剂品种。二是悬乳剂(SE),分散相由两类原药组成:一类为需要用有机溶剂溶解并乳化了的原油或不溶于水的固体原药;另一类为不需有机溶剂溶解的固体原药,共同分散在水中而制成的有油相、固相和连续水相等组成的多悬浮体系。近年来,根据悬浮剂的分散机理,将农药原药制成了微胶囊悬浮剂、水基悬浮种衣剂和油悬浮剂等新的农药剂型。这些新的剂型虽然有新的功能,但本质上还是悬浮剂。
目前,随着先进仪器悬浮液物理稳定性的研究方面以及引人其他行业中较成熟的研究思路和方法,农药悬浮剂的研究有了很大的提高。但国内生产的多数悬浮剂产品物理稳定性依然较差,贮存的过程中易发生分层、沉淀、有效成分难以均匀分散甚至结块等问题,严重影响了悬浮剂在农业生产中的推广和应用。
2悬浮剂发展现状
悬浮剂是农药制剂中发展历史较短,并处于不断完善中的一种新剂型。这一新剂型的出现,给难溶于水和有机溶剂的固体农药制剂化生产和应用提供了新的契机。
发达国家对悬浮剂的开发较早,推广速度也较快。美国20世纪80年代初上市的悬浮剂品种就达29种。英国在1992-1993年间销售的悬浮剂占全部制剂销售量的23 %,超过可湿性粉剂。国外悬浮剂主要优秀品种有35%克百威悬浮剂、40%萎锈灵福美双悬浮剂、30%唾虫嗓种衣剂、40%多菌灵悬浮剂,以及氟虫腊、毗虫琳、代森锰锌、甲蔡威、荞去津、敌草隆、异丙隆、利谷隆、毒草安、西玛津、去草津等农药的悬浮剂。
我国自20世纪70年代开始研制悬浮剂以来,无论在配方研究、加工工艺和制剂品种、数量上都获得了较大发展。到2003年我国已登记的主要悬浮剂品种已有168种,其中涉及
原先品种41种。主要优秀品种有40%百菌清、40%西玛津、20%三哇锡、50%四蜻嗓、20%虫酞麟、50%除草灵、25%三哇酮、50%硫黄、38%荞去津、40%多菌灵以及苏云金杆菌、碱式硫酸铜、克百威等悬浮剂。此外,近年来特异型悬浮剂进展十分迅速,如出现了一批以35%多·克·福种衣剂、20%克·福种衣剂等为代表的新型复配悬浮种衣剂,登记的品种多达122个:千悬浮剂、微胶囊悬浮剂和悬乳剂等也分别有10多个品种登记。虽然我国悬浮剂的品种有较大发展,但在产量上仍远远低于乳油和可湿性粉剂。
在悬浮剂研究手段、加工工艺、产品标准、助剂、研磨机械等技术开发方面,发达国家始终处于领先地位。如美国、英国、德国、日本等国家使用激光粒度仪和流动电位仪测定悬浮剂物理指标,使悬浮剂检测精度有了很大提高。日本借鉴气流粉碎技术研制的液体撞击流纳米粉碎机用于悬浮剂研磨具有能耗低和研磨效率高的优点。意大利研制的双锥砂磨机比传统直筒式砂磨机具有更高的研磨精度,自动化程度也有很大提高。
与发达国家相比,我国悬浮剂制剂技术研究的水平不够高,农药生产企业的自主研发能力也较弱。国内现行产品标准中许多技术指标都与国外先进产品存在差异,如国内的常规品种一般只要求悬浮率在70%以上,而国外优良品种一般达到90%以上。此外,从产品实际应用和贮存过程中也可以看出这种差距, 美国FMC公司的35%克百威悬浮剂、有利来路公司的40%萎·福悬浮剂和德国拜耳公司的5%氟虫睛悬浮剂等产品都能保持贮存2年不分层。而国内能够达到这种水平的产品很少。
3悬浮剂的优越性
农药悬浮剂多以水为分散介质,不溶或微溶于水的固体原药经研磨粉碎,并借助表面活性剂及其他助剂的作用,使之均匀分散,形成一种颗粒细小的高悬浮、能流动的比较稳定的液固相体系。与乳油相比,可避免使用大量的有机溶剂;与可湿性粉相比,在加工和使用时则无粉尘飞散飘移;对人畜的毒性和刺激性都比较低,并能减轻对作物的药害,更不会因有机溶剂而在贮藏运输过程中燃烧,安全性较高;对用户和整个环境所造成的危险性减少到相当低的程度。并且,其性能优异,分散性好,悬浮率高,在植物体表面的铺展和粘着能力都比较强,耐雨水冲刷;在湿润条件下,又能够缓慢而有效地进行二次分布,药效比较显著也比较持久。悬浮剂以其在药效、安全和经济等方面综合性能明显优于可湿性粉剂、粉剂和乳油等传统剂型而成为备受人们青睐的农药新剂型。
4悬浮剂制剂技术
目前悬浮剂制剂技术已广泛深人到农药化学、农药制剂学、物理化学、化工机械等学科,并且与这些学科的理论与技术进一步融合,因而其研究与制造技术均比较繁琐。不同品种、不同规格的制剂配方均有很大差异,因此筛选合理的制剂配方对于悬浮剂开发十分关键。
4.1基本配方
有效成分为40%一50%{也有更低的),加水至100% ,其中含防冻剂5%左右,润湿分散剂3%一7%,增稠剂0.1 %一0.5 %,一般不加pH调整剂和消泡剂。配方的最后确定主要是凭经验完成的。经验积累得越多,越丰富,就能从中总结出规律,形成一定的模式,因而可减少失误,少走弯路,事半功倍。固体有效成分的确定需满足以下条件:①在水中的溶解度一般不得大于70 m眺,最好不溶,否则在制剂贮存时易产生结晶。但也有在液相中的溶解度超过100 mg/L的原药制得稳定性好的胶悬剂的例子,如谷硫磷、毗虫啦、灭害威等。通过调整润湿分散剂和增稠剂,使之达到稳定化,其制剂的质量保证期甚至达到3年。②在水中的化学稳定性好,对某些稳定性不太好的有效成分,通常使用缓冲剂、抗氧化剂来改善其化学稳定性。③熔点一般在60℃以上,以免在研磨时熔化,引起粒子凝聚,影响制剂的稳定性。④对于复配制剂来说,还要考虑以2种原药增效不增毒、兼容稳定性好为原则确定其最佳配比和最佳浓度。
4.2组分选择
4.2.1润湿分散剂
农药悬浮剂的润湿分散剂,具有润湿和分散双重作用,多选用阴离子表面活性剂。润湿分散剂的用量一般不超过10%,但要保证其能溶在所选用的分散介质中或与分散介质稳定地结合。
4.2.2防冻剂
农药悬浮剂在低温环境中能稳定贮存,就需要加人一定量的防冻剂。如用乙二醇作防冻剂,一般加人5%左右,最多不超过10%。选用的防冻剂一般要求防冻性能好、挥发性低、对有效成分不溶解。如果加工的农药悬浮剂在气温高于0℃的地区贮存和使用,则在配方中可不加防冻剂;否则就必须加人防冻剂,以保持制剂的稳定。
4.2.3增稠剂
增稠剂是农药悬浮剂主要成分之一。增稠剂材料一般应具备用量少、增稠作用强、不影响制剂稀释稳定的特点。一般用量为0.1%一0.5 %,最多不超过3%0
4.2.4消泡剂
农药悬浮剂在加工过程中容易产生大量气泡,影响制剂的加工、计量、包装和使用。如果配方中的其他助剂不控制气泡量时,就要考虑加人消泡剂。一般选用醋类物质,用量也很少。在生产过程中也可用超声波、真空脱泡等消泡方法。
4.2.5 pH调整剂
其能确保制剂中有效成分化学性质稳定。介质中性条件下可以保证绝大多数原药稳定,但也有一些配制过程需要在酸、碱条件下进行,可以通过pH调整剂进行调整,以满足原药对介质环境中pH值的精确要求。一般用硫酸或有机酸调节酸性;而用有机胺调整介质的碱性,用量都很少。
5结语与展望
随着农药公害问题的日益凸现和人们对生存环境的关注程度的加强,通过制剂技术的创新谋求降低农药及其使用带来的风险,已经成为制剂领域的热点话题。近10多年来,由于球磨的湿磨工艺技术和设备不断完善,先进检测仪器的采用,新的高品质分散剂、润湿剂的表面活性剂和其他添加剂的开发和应用以及对固液分散液的稳定、胶体化学和表面化学的研究,使农药悬浮剂剂型获得迅速发展。由于悬浮剂加水稀释后能在防治靶标表面达到较大的均匀覆盖,所以多数用于叶面、土壤、水面喷雾。
参考文故
[1]刘占山,任新国,李旭君等.农药悬浮剂研究概况[J].农药科学与管理,2007( 11 ).