25%吡唑醚菌酯水分散粒劑擠壓造粒配方研究

任西財，李樹柏，李 波

(青島瀚生生物科技股份有限公司，青島 266000)

25%吡唑醚菌酯水分散粒劑擠壓造粒配方研究

任西財，李樹柏，李 波

(青島瀚生生物科技股份有限公司，青島 266000)

通過對不同類型的潤濕劑、分散劑、崩解劑、填料等組分的篩選和研究，確定了擠壓造粒工藝的25%吡唑醚菌酯水分散粒劑最佳配方。該配方組成為：吡唑醚菌酯25%，SXC3%，2020 3%，D908 3%，消泡劑0.5%，可溶性玉米淀粉20%，輕質(zhì)碳酸鈣補足至100%。該制劑分析試驗表明，產(chǎn)品各項指標(biāo)符合水分散粒劑的要求。

吡唑醚菌酯；水分散粒劑；擠壓造粒

吡唑醚菌酯是德國巴斯夫公司于1993年開發(fā)的具吡唑結(jié)構(gòu)的甲氧基丙烯酸酯類殺菌劑，為新型高效廣譜殺菌劑。該劑作用機理獨特，為線粒體呼吸抑制劑，阻止電子傳遞而抑制線粒體呼吸作用，使線粒體不能產(chǎn)生和提供細胞正常代謝所需的能量ATP，最終導(dǎo)致細胞死亡，具有保護、治療、葉片滲透傳導(dǎo)作用。它可與多種藥劑混配使用，廣泛應(yīng)用于小麥、水稻、茶樹、煙草以及葡萄等大多數(shù)水果和黃瓜等多種蔬菜作物。目前市場上有25%吡唑醚菌酯乳油、60%吡唑醚菌酯·代森聯(lián)干懸浮劑，其他多種含量的懸浮劑，以及基于沸騰造粒工藝的50%吡唑醚菌酯水分散粒劑，到目前為止沒有發(fā)現(xiàn)基于擠壓造粒工藝的水分散粒劑的報道。

水分散粒劑是20世紀80年代初興起的新型環(huán)保型劑型[1]，具有使用方便，無污染，運輸和存儲穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢，因而被公認為是21世紀最具生命力的劑型之一[2]。擠壓造粒是目前各農(nóng)化企業(yè)最成熟和應(yīng)用最廣泛的造粒工藝，具有生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，環(huán)保，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，顆粒強度大等優(yōu)勢。但是擠壓造粒工藝易因造粒時擠壓強度大而使所造顆粒的崩解性變差，同時吡唑嘧菌酯熔點較低，擠壓受熱也容易影響顆粒的崩解性能，這成為擠壓造粒生產(chǎn)吡唑醚菌酯水分散粒劑的難點。筆者通過大量試驗研究，最終研制出了基于擠壓造粒工藝的25%吡唑醚菌酯水分散粒劑，以期為低熔點有效成分水分散粒劑的擠壓造粒工藝配方研發(fā)提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

原藥：97%吡唑醚菌酯原藥；潤濕劑：十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉；分散劑：NNO、SXC、分散劑B、2020、D908；崩解劑：硫酸銨、無水硫酸鈉、可溶性玉米淀粉；填料：輕質(zhì)碳酸鈣、高嶺土。

1.2 主要加工設(shè)備

超微氣流粉碎機、實驗室用擠壓造粒機、中藥材粉碎機、電子天平、鼓風(fēng)式干燥箱、液相色譜分析儀、水分測定儀等。

1.3 水分散粒劑配方篩選

1.3.1 潤濕劑的篩選

潤濕劑是指能降低液固表面張力，增加液體在固體上的擴展性和滲透力，使其潤濕或加速潤濕的一類物質(zhì)[1]。潤濕劑是水分散粒劑的重要組成部分，不僅能增加藥液與作物表面的接觸面積，還有保持農(nóng)藥有效濃度，增強作物吸收能力，提高藥效的作用。通常來說，分子量大的表面活性劑吸附能力強，不易從粒子表面脫落，穩(wěn)定性強，也是影響水分散粒劑入水后崩解速度的關(guān)鍵因素。

筆者分別以十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、SXC為潤濕劑制備25%吡唑醚菌酯水分散粒劑。通過測定潤濕時間來判斷該制劑潤濕性的優(yōu)劣，具體方法為：稱取1.0 g樣品快速倒入盛有500 mL標(biāo)準(zhǔn)硬水的量筒中，用秒表記錄99%的樣品沉入量筒底部所需時間。

1.3.2 分散劑的篩選

分散劑是指能夠阻止固液分散體系中固體粒子的聚集，使固體微粒較長時間均勻分散在液相中的一類物質(zhì)[1]。分散劑的結(jié)構(gòu)特征是選擇分散劑的重要參考依據(jù)。對農(nóng)藥顆粒具有較強吸附能力的分散劑，其分散能力也較強。分散劑吸附在原藥表面，改變了原藥微粒所帶的電荷，帶有相同電荷的原藥微粉間的靜電斥力以及增黏作用共同阻止藥粒凝聚，使分散狀態(tài)穩(wěn)定，從而提高分散體系的穩(wěn)定性。分散劑的主要作用在于改變農(nóng)藥顆粒與水界面的性質(zhì)，使農(nóng)藥顆粒在水中分散，使農(nóng)藥懸浮體系具有良好的穩(wěn)定性。其主要通過雙電層排斥、空間位阻穩(wěn)定、靜電位阻穩(wěn)定作用致效。

分散性是水分散粒劑的一個重要指標(biāo)。分散劑的選擇直接關(guān)系到水分散粒劑入水后的崩解及崩解后穩(wěn)定狀態(tài)。一般認為，HLB 10～13的分散劑較適用于配制水分散粒劑，據(jù)此選擇木質(zhì)素磺酸鈉、分散劑NNO、分散劑B、2020、D908進行篩選試驗。

配制制劑崩解時間的測定：將0.5 g制劑樣品加入盛有90 mL蒸餾水(25 ℃)的100 mL具塞量筒中，用夾子夾住量筒中部，塞住筒口，以8 r/min的速度沿中心旋轉(zhuǎn)，記錄水分散粒劑完全崩解所需的時間。

分散性根據(jù)HG/T 2467.13—2003《農(nóng)藥水分散粒劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)范》中分散性測定方法進行測定。

根據(jù)國標(biāo)GB/T14825—2006測定懸浮率的方法測定懸浮率來判斷分散劑優(yōu)劣。

1.3.3 崩解劑的篩選

崩解劑的作用是加快水分散粒劑的顆粒在水中崩解速度，其通過機械性而非化學(xué)性作用致效。作用過程通常是制劑遇水后，崩解劑吸水膨脹而使活性成分崩裂成細小的顆料；或吸水溶解產(chǎn)生局部凹穴，這些凹穴被水取代后使制劑完全分散成造粒前粉劑的粒度大小。衡量崩解劑崩解性能的重要指標(biāo)是崩解時間，不同崩解劑品種，其崩解性能不同。一般隨著崩解劑用量的增加，崩解時間縮短。崩解劑用量達到一定時，再增加用量，崩解時間變化不大，懸浮率變化也不大。因此，要通過大量篩選試驗來確定合適的崩解劑。

分別以硫酸銨、可溶性玉米淀粉、硫酸鈉為崩解劑配制水分散粒劑進行試驗。將0.5 g制劑樣品加入盛有90 mL蒸餾水(25 ℃)的100 mL具塞量筒中，用夾子夾住量筒中部，塞住筒口，以8 r/min的速度沿中心旋轉(zhuǎn)，記錄水分散粒劑完全崩解所需時間。

填料的主要作用就是稀釋有效成分進行稀釋，填料也關(guān)系到水分散粒劑的崩解及懸浮效果。筆者對常用的輕質(zhì)碳酸鈣和高嶺土進行了篩選。按照一定比例將各組分混合，然后加入載體補足100%，造粒后檢測制劑的潤濕性、崩解性及懸浮率等性能。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 潤濕劑的篩選

將十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、潤濕劑SXC 3種潤濕劑分別以1%、1.5%、2%、2.5%、3%的用量加入到25%吡唑醚菌酯原藥中，然后用輕質(zhì)碳酸鈣補足100%。經(jīng)萬能粉碎機粉碎混合后，加入適量水進行擠壓造粒，用54 ℃烘箱干燥1 h后測定潤濕時間(表1)。

表1 不同用量潤濕劑的潤濕時間

由表1可以看出，3種潤濕劑中潤濕劑SXC的潤濕時間明顯小于十二烷基硫酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉，說明潤濕劑SXC的潤濕性能最佳。但當(dāng)潤濕劑SXC用量高于2%時，潤濕時間基本平穩(wěn)，沒有明顯降低，表明潤濕劑SXC的用量為2%時即有較好的潤濕性。因此選擇潤濕劑SXC作為25%吡唑醚菌酯水分散粒劑的潤濕劑，用量為2%。

2.2 分散劑的篩選

將木質(zhì)素磺酸鈉、分散劑2020、分散劑NNO、分散劑B、D908分別以1%、2%、3%、4%的用量加入到含有25%吡唑醚菌酯原藥、2%潤濕劑SXC的原料中，然后用輕質(zhì)碳素鈣補足100%。經(jīng)萬能粉碎機粉碎混合后，加入適量水進行擠壓造粒，用54 ℃烘箱干燥1 h，然后測定制劑的崩解時間、分散性和懸浮率(表2)。

2）通過該改革的開發(fā)和研究，教學(xué)中將常用的設(shè)計方法和工藝方法等演示得一目了然、真實生動，使學(xué)生有一種身臨其境的感覺，從而既較好地理解工藝方法，又了解實際生產(chǎn)過程，提高學(xué)生對機械行業(yè)及未來職業(yè)的認識，增加對機械專業(yè)課的興趣，使學(xué)生早日做好生涯規(guī)劃。

由表2可以看出，分散劑2020及D908的性能最佳，對應(yīng)制劑的崩解時間短，分散效果好，懸浮率高。

用不同分散劑制備的制劑的懸浮率均隨著分散劑用量的增加而增大，使用分散劑2020與D908的制劑的懸浮率高于其他3種。當(dāng)D908用量達到3%時懸浮率增加非常明顯，之后增加用量，懸浮率提升幅度開始下降，此表明D908用量為3%時制劑性能較好。同樣，分散劑2020用量為3%時亦如此。綜合考慮各方面影響因素，筆者選擇分散劑2020與D908作為25%吡唑醚菌酯水分散粒劑的分散劑，用量分別為3%和3%。

2.3 崩解劑的篩選

將硫酸銨、可溶性玉米淀粉、硫酸鈉3種崩解劑分別以10%、15%、20%、25%、30%的用量加入到含有25%吡唑醚菌酯原藥、2%潤濕劑SXC、3%分散劑2020、3%分散劑D908的原料中，用輕質(zhì)碳酸鈣補足100%。經(jīng)萬能粉碎機粉碎混合后，加入適量水進行擠壓造粒，用54 ℃烘箱干燥1 h后測定制劑的崩解時間。根據(jù)崩解時間的長短來篩選最佳崩解劑及其用量(表3)。

表2 分散劑篩選

表3 崩解劑篩選

由表3可以看出，隨著3種崩解劑用量的增加，崩解時間均在減少。以可溶性玉米淀粉時，崩解時間最短，并且用量越高崩解時間越短。但是試驗也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)玉米淀粉用量高于30%時，在粉碎過程物料會發(fā)黏，影響造粒，因此筆者選擇可溶性玉米淀粉做崩解劑，用量為30%。

2.4 填料的篩選

分別對高嶺土、輕質(zhì)碳酸鈣2種填料進行了篩選。試驗發(fā)現(xiàn)，以輕質(zhì)碳酸鈣為填料能有效減緩物料被擠壓變黏的狀況，且制劑入水分散性較好，因此選擇輕質(zhì)碳酸鈣為填料。通過以上篩選試驗獲得擠壓造粒工藝的25%吡唑醚菌酯WG初步配方：吡唑醚菌酯25%，SXC 2%，2020 3%，D908 3%，可溶性玉米淀粉30%，輕質(zhì)碳酸鈣補足100%。

2.5 質(zhì)量檢測

2.5.1 熱貯穩(wěn)定性

按照初步篩選配方制備25%吡唑醚菌酯水分散粒劑樣品100 g，平均分裝在5個玻璃瓶內(nèi)，編號，封口，于(54±2) ℃恒溫箱中熱貯2周，對比貯前貯后各指標(biāo)性能的變化情況(表4)。

表4 25%吡唑醚菌酯水分散粒劑樣品熱貯前后性能變化情況

由表4可以看出，25%吡唑醚菌酯水分散粒劑樣品熱貯2周后崩解時間并沒有發(fā)生大的變化，懸浮率也仍高于90%，符合水分散粒劑要求；有效成分相對穩(wěn)定，平均分解率0.276%，滿足水分散粒劑熱貯后有效成分分解率≤5%的要求。

2.5.2 pH測定

對25%吡唑醚菌酯水分散粒劑樣品進行pH平行測定，測定結(jié)果分別為6.17、6.22、6.15，平均值為6.18，顯示弱酸性。

2.5.3 水分含量測定

按照國家規(guī)定的水分散粒劑中水分測定方法測定25%吡唑醚菌酯水分散粒劑樣品水分的含量。測定結(jié)果為，樣品水分含量1.3%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)，即水分散粒劑水分含量≤3%的要求。

2.5.4 持久起泡性試驗

根據(jù)GB/T 28137—2011農(nóng)藥持久起泡性測定方法，向250 mL的量筒內(nèi)加入標(biāo)準(zhǔn)硬水(342 mg/L) 180 mL，然后加入1.0 g樣品，再加硬水至距離量筒塞底部(9±0.1) cm的刻度線處，蓋上塞子，以量筒中部為中心，上下180°顛倒30次(每次2 s)。垂直放在試驗臺上，靜置，記錄1 min±10 s時的氣泡體積，重復(fù)測定3次，其算數(shù)平均值約為18 mL，小于25 mL，符合水分散粒劑對持久起泡性的要求。

2.5.5 主要性能指標(biāo)

對25%吡唑醚菌酯水分散粒劑的各項性能指標(biāo)進行了測定，結(jié)果為該劑的各項性能指標(biāo)均符合水分散粒劑的要求(表5)。

表5 25%吡唑醚菌酯水分散粒劑主要性能指標(biāo)

3 討 論

農(nóng)藥水分散粒劑的各組成成分均關(guān)系到水分散粒劑的性能，其中潤濕劑和分散劑的選擇是水分散粒劑配方研制的關(guān)鍵。目前水分散粒劑配方的開發(fā)多集中于助劑的復(fù)配和篩選，在篩選助劑的過程中表面活性劑的類別、分子量、官能團、分子結(jié)構(gòu)等都是影響助劑性能的關(guān)鍵因素。農(nóng)藥助劑市場雜亂，助劑種類繁多的特點在為水分散粒劑的開發(fā)增加助劑篩選空間的同時，也增加了研發(fā)人員的篩選難度。這就要求研發(fā)人員在試驗過程中注重方法，嚴謹、全面地開發(fā)出質(zhì)量穩(wěn)定的配方。

本試驗通過對潤濕劑、分散劑、崩解劑、填料等組分的篩選，得到擠壓造粒工藝的25%吡唑醚菌酯WG初步配方：吡唑醚菌酯25%，SXC 2%，2020 3%，D908 3%，可溶性玉米淀粉30%，輕質(zhì)碳酸鈣補足100%。測定發(fā)現(xiàn)該制劑各項性能指標(biāo)均符合要求。

[1] 凌世海. 固體制劑[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2003.

Formula research of Pyraclostrobin 25% WDG Based on the Extrusion Granulation Process

REN Xi-cai, LI Shu-bai, LI bo
(Qingdao HanSen Biologic Science and Technology Co., Ltd., Qingdao 266000, China)

With the screening of wetting agent, dispersing agent, disintegration agent, filler and other components, the optimal formula of pyraclostrobin 25% water dispersible by extrusion granulation technology was gained. The formula was pyraclostrobin 25%, SXC 3%, 2020 3%, 3% D908, defoaming agent 0.5%, soluble corn starch 20%, light calcium carbonate making up to 100%. The result showed that all the terms meet the criterion for water dispersible granule.

pyraclostrobin; water dispersible granule; extrusion granulation

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2016.06.09

TQ450.6

：A

1009-6485(2016)06-0040-04

任西財，Tel： 0532-66031912，E-mail： muye1102@126.com。

2016-11-04。