40%聯(lián)苯菊酯·噻蟲(chóng)啉懸浮劑的配方研制

苑志軍，卜德紅

(上海生農(nóng)生化制品股份有限公司，上海 201613)

農(nóng)藥懸浮劑是不溶于水的固體原藥或不混溶液體原藥在水或油中的分散體系。水懸浮劑是指以水為介質(zhì)，將原藥、潤(rùn)濕劑、分散劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、抑菌劑和防凍劑等經(jīng)濕法超微粉碎所制得的農(nóng)藥制劑。該劑型優(yōu)點(diǎn)是其可以與水以任意比例均勻混合，不受水質(zhì)、水溫影響，使用方便，不易污染環(huán)境，可直接或稀釋后噴霧使用。近年來(lái)，隨著人們安全和環(huán)保意識(shí)的提高，水基型農(nóng)藥制劑受到高度關(guān)注，其研制技術(shù)也成為當(dāng)前熱點(diǎn)[1]。

聯(lián)苯菊酯是美國(guó) FMC公司研制的一種新型的人工合成的擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)、殺螨劑，具有觸殺、胃毒作用，殺蟲(chóng)廣譜，作用迅速[2]。噻蟲(chóng)啉是拜耳公司研制的新型氯代煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑，具有較強(qiáng)的觸殺、胃毒以及內(nèi)吸作用。該品對(duì)刺吸式和咀嚼式口器害蟲(chóng)有特效，主要作用于昆蟲(chóng)神經(jīng)接合后膜，與煙堿乙酰膽堿受體結(jié)合，干擾昆蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，引起神經(jīng)通道的阻塞，造成乙酰膽堿的積累，使昆蟲(chóng)異常興奮，全身痙攣、麻痹而死[3]。

有機(jī)磷類(lèi)、氨基酸甲酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑作用于昆蟲(chóng)的乙酰膽堿酯酶，擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑作用于神經(jīng)軸突，影響昆蟲(chóng)神經(jīng)細(xì)胞中的鈉離子通道。因?yàn)椴煌淖饔梦稽c(diǎn)和作用機(jī)制，噻蟲(chóng)啉與常規(guī)殺蟲(chóng)劑沒(méi)有交互抗性，所以可以混用防治已對(duì)有機(jī)磷類(lèi)、氨基酸甲酯類(lèi)以及擬除蟲(chóng)菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性的農(nóng)林業(yè)害蟲(chóng)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

原藥：聯(lián)苯菊酯原藥(97%)、噻蟲(chóng)啉原藥(97%)；潤(rùn)濕分散劑：YUS-FS3000、YUS-FS7PG、YUS-FS1、YUS-TXC (上海竹本油脂有限公司)，SP-SC29、SP-2750 (江蘇擎宇化工科技有限公司)，Surfom D(上海沃圖化工有限公司)，Ultrazine NA (鮑利葛工業(yè)有限公司)；增稠劑：黃原膠、硅酸鎂鋁、白炭黑；防腐劑：GXL；防凍劑：乙二醇、丙二醇、尿素；pH調(diào)節(jié)劑：檸檬酸。

1.2 試驗(yàn)儀器

砂磨機(jī) miniZETA(耐馳機(jī)械儀器有限公司)；BT-9300Z激光粒徑分布儀(丹東百特儀器有限公司)；安捷倫1260液相色譜儀(美國(guó)安捷倫)。

1.3 方法

1.3.1 制備方法

將原藥、潤(rùn)濕劑、分散劑、增稠劑、穩(wěn)定劑、pH調(diào)節(jié)劑、消泡劑、防腐劑、防凍劑和水預(yù)混合，經(jīng)剪切均質(zhì)，加入砂磨機(jī)中砂磨，直至物料粒徑小于5 μm，即停止砂磨，制得產(chǎn)品。

1.3.2 質(zhì)量指標(biāo)及檢測(cè)方法

⑴ 外觀

可流動(dòng)的、易測(cè)量體積的懸浮液體，存放過(guò)程中可能出現(xiàn)沉淀，但經(jīng)搖動(dòng)后能恢復(fù)原狀，不應(yīng)有結(jié)塊。

⑵ 有效成分

有效成分含量檢測(cè)方法采用高效液相色譜法，用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析。條件為：Agilent Eclipse XDB C18色譜柱；檢測(cè)波長(zhǎng)230 nm；流速1.5 mL/min；柱溫：30 ℃；進(jìn)樣量：5 μL；流動(dòng)相：梯度淋洗：A水，B甲醇。

⑶ pH

按GB/T 1601-1993方法進(jìn)行測(cè)定。

⑷ 懸浮率

采用農(nóng)藥懸浮率產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 14825-2006中4.3進(jìn)行測(cè)定。

⑸ 傾倒性測(cè)定

按GB/T 31737-2015中3.1農(nóng)藥傾倒性測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

⑹ 濕篩試驗(yàn)

按GB/T 16150-1995中濕篩法2.2進(jìn)行測(cè)定。

⑺ 持久起泡性

按HG/T 2467.5-2003中4.11方法進(jìn)行測(cè)定。

⑻ 熱貯穩(wěn)定性

按GB/T 19136-2003中2.1方法進(jìn)行測(cè)定，將試樣置于安瓿瓶中，于(54±2) ℃恒溫箱中貯存14 d后進(jìn)行測(cè)定，熱貯后質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低于熱儲(chǔ)前95%，pH、傾倒性、懸浮率、濕篩試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求為合格。

⑼ 低溫穩(wěn)定性

按GB/T 19137-2003中2.2方法進(jìn)行，懸浮率和濕篩試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求為合格。

2 結(jié)果與討論

2.1 配方篩選

2.1.1 潤(rùn)濕分散劑選擇

潤(rùn)濕分散劑是懸浮劑體系的重要部分，在固體粒子的分散體系中起到重要的靜電和空間位阻作用，一般而言在懸浮劑中經(jīng)常搭配使用陰、非離子的表面活性劑。噻蟲(chóng)啉為煙堿類(lèi)藥劑，在配方篩選中要關(guān)注其水中溶解度，避免奧氏熟化帶來(lái)的粒徑長(zhǎng)大現(xiàn)象。聯(lián)苯菊酯則是一個(gè)低熔點(diǎn)原藥，需要關(guān)注配方砂磨過(guò)程中的膏化現(xiàn)象。

在其他助劑不變的情況下對(duì)潤(rùn)濕分散劑進(jìn)行配伍，然后觀察產(chǎn)品熱貯現(xiàn)象，測(cè)定懸浮率，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出，F(xiàn)S3000搭配FS1與SP-SC29搭配Surfom D均能獲得較理想的試驗(yàn)結(jié)果。

在此基礎(chǔ)上需要對(duì)兩組分比例進(jìn)行優(yōu)化篩選，以選擇出合適的配伍以及配比，試驗(yàn)結(jié)果如表2。

根據(jù)表2可以看出，SP-SC29與Surfom D以4%和2%添加時(shí)產(chǎn)品粒徑最優(yōu)，經(jīng)過(guò)14 d熱貯后，粒徑增長(zhǎng)0.771 μm，增長(zhǎng)不明顯；FS3000與FS1以5∶1配比時(shí)結(jié)果最優(yōu)，粒徑長(zhǎng)大1.182 μm，與SP-SC29搭配Surfom D配伍相比，粒徑增長(zhǎng)較大。因此選擇4% SP-SC29搭配2% Surfom D為40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉懸浮劑的最佳潤(rùn)濕分散劑。

2.1.2 增稠劑的選擇

以硅酸鎂鋁、黃原膠、白炭黑作為試驗(yàn)對(duì)象，添加量為0.1%，分別進(jìn)行試驗(yàn)，并觀察熱貯析水情況，結(jié)果如表3。

表3 增稠劑的篩選結(jié)果

表3可以表明，在使用0.05%黃原膠+0.05%硅酸鎂鋁組合為增稠劑時(shí)，產(chǎn)品熱貯外觀較好?？紤]到添加量過(guò)低，后續(xù)試驗(yàn)中將增稠劑提高至0.5%硅酸鎂鋁+0.05%黃原膠。

2.1.3 pH調(diào)節(jié)劑的選擇

在進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)熱貯后噻蟲(chóng)啉含量會(huì)降低，熱貯分解率高于5%。查閱文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)噻蟲(chóng)啉、吡蟲(chóng)啉、噻蟲(chóng)胺和噻蟲(chóng)嗪等煙堿類(lèi)藥劑在偏酸性條件下可以保持穩(wěn)定，制劑pH＞7時(shí)，噻蟲(chóng)啉會(huì)分解，因此在制劑配方中添加檸檬酸作為 pH調(diào)節(jié)劑，來(lái)達(dá)到噻蟲(chóng)啉穩(wěn)定的目的。

2.2 砂磨溫度控制

在試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)砂磨時(shí)物料溫度對(duì)熱貯粒徑長(zhǎng)大有很大影響，物料溫度越高，制劑穩(wěn)定性越差(表 4)。

表4 砂磨物料溫度對(duì)熱貯粒徑的影響

由表4可知，不使用冷卻水的物料經(jīng)砂磨后，粒徑降至2.542 μm，但因?yàn)槁?lián)苯菊酯熔點(diǎn)為68～71 ℃，屬于低熔點(diǎn)原藥，砂磨過(guò)程中溫度過(guò)高，會(huì)影響聯(lián)苯菊酯在制劑體系中的溶解度，導(dǎo)致物料熱貯時(shí)發(fā)生奧氏熟化；而在通冷卻水情況下，物料經(jīng)砂磨后熱貯，粒徑長(zhǎng)大程度在可以接受范圍內(nèi)，因此建議在制備制劑砂磨時(shí)應(yīng)控制物料溫度在20 ℃以下。

2.3 最優(yōu)配方

根據(jù)以上潤(rùn)濕分散劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑的選擇結(jié)果，結(jié)合本公司懸浮劑的實(shí)際生產(chǎn)情況，確定40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉懸浮劑的最優(yōu)配方為15%聯(lián)苯菊酯有效成分、25%噻蟲(chóng)啉有效成分、4%潤(rùn)濕分散劑SP-SC29、2%分散劑Surfom D、5%防凍劑丙二醇、增稠劑為0.5%硅酸鎂鋁+0.05%黃原膠、0.2% pH調(diào)節(jié)劑檸檬酸、0.3%消泡劑、0.1%防腐劑，用水補(bǔ)足至100%。

2.4 重復(fù)測(cè)定所配制產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)

40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉水懸浮劑的各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。由粒徑圖譜(圖1)也可以發(fā)現(xiàn)，熱貯后的制劑產(chǎn)品粒徑基本無(wú)增長(zhǎng)(圖2)。

圖1 40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉SC常溫粒徑圖譜

表5 40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉懸浮劑各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

圖2 40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉SC熱貯粒徑圖譜

3 結(jié) 論

本文主要針對(duì)40%聯(lián)苯菊酯·噻蟲(chóng)啉水懸浮劑配方中潤(rùn)濕分散劑、增稠劑、pH調(diào)節(jié)劑進(jìn)行篩選及優(yōu)化，確定了最適配方；同時(shí)通過(guò)試驗(yàn)確定了砂磨溫度，為40%聯(lián)苯·噻蟲(chóng)啉懸浮劑的生產(chǎn)加工提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該產(chǎn)品效果好，綠色環(huán)保，制備方法簡(jiǎn)單可行，符合綠色農(nóng)藥的要求；其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足懸浮劑的標(biāo)準(zhǔn)要求。