新型改性聚丙烯酸酯共聚物在水分散顆粒劑研制中的應用
杜金鋒，桑守亮，劉若婧
（南京捷潤科技有限公司）
水分散粒劑（Water Dispersible Granules，WDG）是20世紀80年代在可濕性粉劑(Wettable Powder，WP)和懸浮劑（Suspension Concentrate，SC）的基礎上發展起來的一種新劑型，因其安全性好，對環境無污染，并具有傳統農藥劑型的優點，被認為是21世紀農藥劑型發展的一個重要方向[1]。
水分散粒劑除有效成分外，一般還包括分散劑、潤濕劑、崩解劑、黏結劑等助劑及填料等輔助劑，其中分散劑和潤濕劑在農藥水分散粒劑研制和生產中占有重要地位。篩選各種助劑并使其具有良好的配伍性，確定符合農業生產需要的最佳配方，以保證產品的各項技術指標達到國外同類產品的水平，這是開發高質量水分散粒劑的關鍵。所以研制開發高懸浮，入水易崩解，抗硬水和外觀飽滿等綜合性能優良的WDG，正確合理地選擇潤濕分散劑是關鍵。
隨著國內外對農藥水分散粒劑的日益重視，選擇合適的助劑成為農藥企業的共同追求，為了解決企業配方研究難題，阿克蘇諾貝爾公司推出了一種改性聚丙烯酸酯共聚物白色分散劑—Agrilan700。該研究以Agrilan700在甲維鹽、苯醚甲環唑、阿滅凈等3種農藥WDG中的研制為例，探討和評價Agrilan700在農藥WDG生產中的適應性及對農藥WDG穩定性的影響，以期為Agrilan700在農藥WDG生產中的進一步應用提供科學依據。
1 實驗部分
1.1 原料及規格
甲維鹽原藥（含量≥76.6%，）；阿滅凈原藥（含量≥97.5%，）；苯醚甲環唑原藥（含量≥95%，）。
改性聚丙烯酸酯共聚物（分散劑Agrilan700）；烷基萘磺酸縮聚物鈉鹽（分散劑MorwetD-425）；亞甲基雙萘磺酸鹽（分散劑NNO）；潤濕劑Berol 790A；十二烷基硫酸鈉（潤濕劑K12）
1.2 主要儀器設備
氣流粉碎機；旋轉擠壓造粒機；pH計；液相色譜
1.3 配方設計
表1 苯醚甲環唑37%WDG配比
|
樣品編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
|
苯醚甲環唑（%） |
39.5 |
39.5 |
39.5 |
39.5 |
39.5 |
|
Agrilan 700（%） |
5.0 |
6.0 |
5.0 |
5.0 |
4.0 |
|
Morwet D425（%） |
|
|
2.0 |
|
|
|
NNO（%） |
5.0 |
2.0 |
|
2.0 |
2.0 |
|
Berol 790A（%） |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
3.0 |
|
填料及其它 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
表2 阿滅凈80%WDG配比
|
樣品編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
5# |
|
阿滅凈（%） |
82.2 |
82.2 |
82.2 |
82.2 |
82.2 |
|
Agrilan 700（%） |
6.0 |
5.5 |
5.0 |
4.5 |
4.0 |
|
Berol 790A（%） |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
|
填料及其它 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
|
樣品編號 |
1# |
2# |
3# |
4# |
|
甲維鹽（%） |
34 |
34 |
34 |
34 |
|
Agrilan700（%） |
7 |
6 |
5 |
4 |
|
NNO（%） |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
K12（%） |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
填料及其它 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
補齊 |
表3 甲維鹽25%WDG配比
1.4 加工工藝
按照表1、表2和表3的配料比例，將原藥、分散劑、潤濕劑和填料稱量后預混合，經氣流粉碎機粉碎后，加水捏合，然后旋轉擠壓造粒，置于54℃恒溫烘干至水分小于1.5%。
1.5 產品性能指標檢測方法
1.5.1熱貯穩定性試驗
分別將樣品分別裝入安瓿瓶（每份約20-25g），密封后放入恒溫 （54±2）℃的烘箱中，靜止熱貯14d 后取出，然后取樣分析，評價熱貯的穩定性并計算熱貯分解率，分解率＜5%為合格。
1.5.2懸浮率的測定
懸浮率測定按國標測定。
2 結果與討論
2.1 苯醚甲環唑37%WDG熱貯穩定性
表4 苯醚甲環唑37%WDG熱貯穩定性
|
樣品編號 |
熱貯前 |
|
熱貯后 |
熱貯分解率（%） |
||
|
含量（%） |
懸浮率（%） |
|
含量（%） |
懸浮率（%） |
||
|
1# |
36.99 |
97.56 |
|
36.39 |
96.42 |
1.6 |
|
2# |
37.22 |
97.21 |
|
36.42 |
95.22 |
2.1 |
|
3# |
36.89 |
97.88 |
|
36.29 |
97.13 |
1.6 |
|
4# |
37.06 |
97.7 |
|
36.35 |
96.41 |
1.9 |
|
5# |
37.01 |
96.01 |
|
36.38 |
95.88 |
1.7 |
由表4可知，熱貯前后苯醚甲環唑37%WDG樣品有效成分含量和懸浮率均合格，有效成分熱分解率<5%，平均熱分解率為1.78%；樣品熱貯前后懸浮率均在95%以上；懸浮率降低幅度也小于5%。說明溫度對本實驗苯醚甲環唑37%WDG的影響變化小，5種配方均穩定。
2.2 阿滅凈80%WDG熱貯穩定性
表5 阿滅凈80%WDG熱貯穩定性
|
樣品編號 |
熱貯前 |
|
熱貯后 |
熱貯分解率（%） |
||||
|
含量（%） |
懸浮率（%） |
|
含量（%） |
懸浮率（%） |
||||
|
1# |
80.2 |
89.5 |
|
79.1 |
85.5 |
1.4 |
||
|
2# |
80.1 |
87.8 |
|
79.0 |
85.1 |
1.3 |
||
|
3# |
80.2 |
85.0 |
|
79.1 |
80.7 |
1.4 |
||
|
4# |
80.1 |
82.5 |
|
78.9 |
75.3 |
1.5 |
||
|
5# |
80.1 |
80.1 |
|
78.8 |
70.2 |
1.6 |
||
用不同量的分散劑Agrilan700研制阿滅凈80%WDG后（見表2），其熱貯穩定性如表5所示。隨著Agrilan700用量的減少，其樣品懸浮率逐漸降低，并且熱貯后的懸浮率變化較大；有效成分熱貯分解率<5%，平均熱分解率僅為1.44%。所以Agrilan700用量在大于5%時，對研制阿滅凈80%WDG比較合適，產品指標符合要求。
2.3 甲維鹽25%WDG熱貯穩定性
表6 甲維鹽25%WDG熱貯穩定性
|
樣品編號 |
熱貯前 |
|
熱貯后 |
熱貯分解率（%） |
||
|
含量（%） |
懸浮率（%） |
|
含量（%） |
懸浮率（%） |
||
|
1# |
24.88 |
97.12 |
|
24.12 |
94.65 |
3.1 |
|
2# |
24.82 |
97.55 |
|
24.06 |
95.20 |
3.1 |
|
3# |
24.85 |
95.81 |
|
24.11 |
93.95 |
2.9 |
|
4# |
24.86 |
94.26 |
|
24.01 |
92.93 |
3.4 |
用不同量的Agrilan700制備的甲維鹽25%WDG熱貯試驗結果見表6。樣品熱貯前與熱貯后的懸浮率均高于90%，當Agrilan700用量為4%時，熱貯前后的懸浮率分別為94.26%和92.93%，隨著分散劑Agrilan700的用量增加到7%時，懸浮率分別為97.12%和94.65%；樣品經熱貯后熱貯分解率<5%，符合產品要求。以上說明Agrilan700具有較高的助懸浮作用，產品具有很好的穩定性。
3 討論與小結
水分散粒劑一般是加水稀釋后噴霧使用，所以在配方設計及加工過程中產品的懸浮性和再懸浮性很重要，否則在施藥過程中易引起施藥不均勻甚至發生藥害。分散劑是保證農藥有效成分均勻懸浮分散的必要組分，分散劑主要使農藥活性物顆粒在水中崩解后均勻分散、防止重新聚結、保證呈懸浮狀態，同時對顆粒劑的崩解也有促進作用[2]。從分散機理來講，水溶性高分子物質作為分散劑提高制劑懸浮穩定性，主要靠被藥粒吸附后形成的水化膜對藥粒的保護作用和自身極性基團（羥基、芳基等）的電離產生的靜電作用以及增黏作用三者來共同達到阻止藥粒凝集從而提高穩定性的目的[3]。Agrilan700是一種水溶性改性聚丙烯酸酯共聚物，在農藥水分散粒劑配方中作為分散劑能起到很好的分散作用，同時Agrilan700具有很好的抗硬水性能，并保證水分散粒劑的高分散和高懸浮性能。
熱貯穩定性是農藥產品的一個主要指標。熱貯實驗結果表明（表4、5、6），苯醚甲環唑、阿滅凈和甲維鹽三種水分散顆粒劑分解率均小于5%，熱貯后懸浮率略有降低，說明Agrilan700對以上3種農藥水分散粒劑的熱貯穩定性具有優越的適應性。
當前，隨著農藥劑型向高含量發展，像敵草隆90%WDG、莠去津90%WDG、戊唑醇80%WDG和多菌靈90%WDG等高含量農藥水分散粒劑的研制已成為水分散粒劑發展的方向。Agrilan700亦適合在高含量水分散粒劑中應用，由于高含量的水分散粒劑所需填料較少，可以用崩解劑作為填料，從而達到崩解快、懸浮高和再懸浮性好等要求。Agrilan700除了在阿滅凈，苯醚甲環唑和甲維鹽中具有優越的表現外，目前已經在敵草隆、三環唑、莠去津、百菌清、吡蟲啉、環嗪酮和戊唑醇等幾十種農藥水分散粒劑生產中得到應用。
參考文獻
1. 馮建國，郭雯婷，李偉. 淺談農藥水分散粒劑的開發.劑型加工, 2009
2. 葛圓圓，李志禮. 農藥新劑型—水分散粒劑的研究進展和建議. 廣西輕工業[J]，2010, 5: 18-19
3. 張大俠，張貴森，陳波，劉峰. 70%代森錳鋅水分散粒劑的配方研究.農藥研究與應用[J]，2010,14(1): 18-20
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