50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑增效配方的研究

趙健鵬，周全榮，王鐵威，董立峰

(青島金爾農(nóng)化研制開(kāi)發(fā)有限公司，山東 青島 266000)

呋蟲(chóng)胺屬第三代煙堿類殺蟲(chóng)劑，主要作用于昆蟲(chóng)神經(jīng)傳遞系統(tǒng)，使害蟲(chóng)引起麻痹從而發(fā)揮殺蟲(chóng)作用。具有觸殺、胃毒作用，內(nèi)吸性強(qiáng)、持效期長(zhǎng)，殺蟲(chóng)譜廣，使用方便；可以在水稻、小麥、蔬菜、果樹(shù)、茶葉、棉花、煙草等多種作物上的使用，主要用于防治各種飛虱、粉虱、葉蟬、薊馬、蚜蟲(chóng)以及潛葉蛾、桃小食心蟲(chóng)、水稻螟蟲(chóng)、小菜蛾、菜青蟲(chóng)等，并對(duì)跳蚤、蟑螂、白蟻、家蠅、蚊等衛(wèi)生害蟲(chóng)有高效。該藥劑殺蟲(chóng)譜廣，具有卓越的內(nèi)吸滲透作用，并在很低的劑量即顯示了很高的殺蟲(chóng)活性。

目前市場(chǎng)上呋蟲(chóng)胺制劑多以水分散粒劑、可溶液劑、懸浮劑為主，而可溶粒劑登記數(shù)量較少，僅有12個(gè)，其中50%含量的只有3個(gè)?？扇芰┟黠@區(qū)別于水分散粒劑的特點(diǎn)在于，所用填料均為水溶性填料，稀釋液均勻，無(wú)沉淀，不會(huì)因不溶性填料造成污染果面等問(wèn)題。同時(shí)，因?yàn)檫幌x(chóng)胺水溶性較大，眾多企業(yè)往往忽視懸浮率，而選擇不加或少加分散劑，以此降低成本，這樣對(duì)實(shí)際效果是有較大影響的。因此開(kāi)發(fā)50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑產(chǎn)品有較大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)開(kāi)發(fā)增效配方也更有意義。筆者通過(guò)大量試驗(yàn)研究，開(kāi)發(fā)出具有顯著增效效果的可溶粒劑配方，對(duì)同類產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)有一定的指導(dǎo)意義。

1 材料設(shè)備與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 原藥：98%呋蟲(chóng)胺原藥；助劑：十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、木質(zhì)素磺酸鈉、萘磺酸鹽分散劑N、分散劑B、2020、D908、潤(rùn)濕滲透劑T、增效助劑J、SXC、潤(rùn)濕劑S；崩解劑，填料：硫酸銨、無(wú)水硫酸鈉、可溶性玉米淀粉。

1.2 主要加工設(shè)備 超微氣流粉碎機(jī)、試驗(yàn)室用擠壓造粒機(jī)、中藥材粉碎機(jī)、電子天平、鼓風(fēng)式干燥箱、液相色譜分析儀、水分測(cè)定儀等。

1.3 可溶粒劑配方篩選

1.3.1 潤(rùn)濕劑的篩選 潤(rùn)濕劑是指能降低液固表面張力，增加液體在固體上的擴(kuò)展性和滲透力，使其潤(rùn)濕或加速潤(rùn)濕的一類物質(zhì)。潤(rùn)濕劑是可溶粒劑配方組成中重要的一部分，是影響可溶粒劑入水后崩解速度和溶解速度的關(guān)鍵因素。不僅起到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(qiáng)作物吸收，提高藥效的作用。通常來(lái)說(shuō)，分子量大的表面活性劑吸附能力強(qiáng)，不易從粒子表面脫落，穩(wěn)定性強(qiáng)。

分別將一定量的十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、SXC、潤(rùn)濕劑S加入原藥和載體制成可溶粒劑，通過(guò)測(cè)定潤(rùn)濕時(shí)間來(lái)判斷潤(rùn)濕性的好壞，具體方法是，稱取1.0g樣品快速倒入盛有500mL標(biāo)準(zhǔn)硬水的500mL量筒中，計(jì)秒表，記錄99%的樣品沉入量筒底部所需時(shí)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相互聚集，使固體微粒在液相中較長(zhǎng)時(shí)間保持均勻分散的一類物質(zhì)。它的主要作用在于改變農(nóng)藥顆粒與水界面的性質(zhì)，促使農(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。其主要作用機(jī)理有雙電層排斥理論、空間位阻穩(wěn)定機(jī)理、靜電位阻穩(wěn)定機(jī)理等。

因?yàn)樽龅氖强扇芰梢圆挥眠^(guò)多的考慮分散性以及懸浮率的問(wèn)題，但是分散劑的選擇直接關(guān)系到可溶粒劑入水后的崩解狀態(tài)和溶解速率。一般認(rèn)為，HLB值在10～13的比較適合水分散粒劑中分散劑的要求，據(jù)此我們?cè)诳扇芰┑呐浞胶Y選中，也分別選擇了木質(zhì)素磺酸鈉、萘磺酸鹽分散劑N、分散劑B、2020、D908進(jìn)行搭配測(cè)定崩解時(shí)間和溶解程度。

溶解程度和溶液穩(wěn)定性，按照GB/T32777-2016進(jìn)行。

1.3.3 崩解劑的篩選 崩解劑的作用是加快可溶粒劑的顆粒在水中崩解，其作用機(jī)制是機(jī)械性的而非化學(xué)性的。衡量崩解劑崩解性能的重要指標(biāo)是崩解時(shí)間，不同崩解劑品種，其崩解性能不同。一般來(lái)講，隨著崩解劑用量的增加，崩解時(shí)間縮短。崩解劑加到一定量后，崩解時(shí)間變化不大，懸浮率變化也不大。因此，崩解劑的選用要用大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定合適的崩解劑。

溶解程度和溶液穩(wěn)定性，按照GB/T32777-2016進(jìn)行。

1.3.4 填料的選擇 填料的主要作用就是在制劑加工時(shí)對(duì)有效成分進(jìn)行稀釋，再就是釋放有效成分，填料的選擇也關(guān)系到水溶粒劑的崩解及溶解程度、溶解速度。填料必須是水溶性的，所以試驗(yàn)中我們使用硫酸銨、硫酸鈉、淀粉進(jìn)行對(duì)比，先按照一定比例將其他組分混合，然后加入填料補(bǔ)足100%，造粒后檢測(cè)潤(rùn)濕性、崩解性及溶解程度等性能。

溶解程度和溶液穩(wěn)定性，按照GB/T32777-2016進(jìn)行。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 潤(rùn)濕劑的篩選 試驗(yàn)所用的潤(rùn)濕劑有十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、潤(rùn)濕劑SXC、潤(rùn)濕劑S 4種，每個(gè)潤(rùn)濕劑分別按照1%、1.5%、2%、2.5%、3%的含量加入到50%呋蟲(chóng)胺原藥中，然后用硫酸銨補(bǔ)足100%。經(jīng)萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎混合后，加入適量水進(jìn)行擠壓造粒，用54℃烘箱干燥1h后測(cè)定潤(rùn)濕時(shí)間，通過(guò)潤(rùn)濕時(shí)間的差異來(lái)篩選合適的潤(rùn)濕劑。

潤(rùn)濕時(shí)間按照GB/T5451的方法進(jìn)行測(cè)定(表1)。

表1 潤(rùn)濕劑對(duì)比結(jié)果

(表1)可以看出，4種潤(rùn)濕劑中潤(rùn)濕劑S的潤(rùn)濕時(shí)間明顯小于十二烷基硫酸鈉、SXC和十二烷基苯磺酸鈉，說(shuō)明潤(rùn)濕劑S在這四者當(dāng)中潤(rùn)濕性能是最好的。但是當(dāng)潤(rùn)濕劑S含量>2%時(shí)，潤(rùn)濕時(shí)間基本平穩(wěn)，沒(méi)有明顯降低，說(shuō)明當(dāng)潤(rùn)濕劑S的使用量在2%使就能發(fā)揮出比較好的潤(rùn)濕性，考慮到成本因素，因此選擇潤(rùn)濕劑S作為50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑的潤(rùn)濕劑，使用量在2%。

2.2 分散劑的篩選 試驗(yàn)所用的分散劑有木質(zhì)素磺酸鈉、分散劑2020、萘磺酸鹽分散劑N、分散劑B、D908。每個(gè)分散劑分別按照3%、4%、5%、6%的含量加入到含有50%呋蟲(chóng)胺原藥、2%潤(rùn)濕劑S的原料中，然后用硫酸銨補(bǔ)足100%。制得樣品后測(cè)定崩解時(shí)間、溶解程度。通過(guò)這幾個(gè)方面的效果來(lái)篩選合適的分散劑，測(cè)定結(jié)果(表2)。

表2 分散劑對(duì)比結(jié)果

(表2)可以看出，萘磺酸鹽分散劑N在5種分散劑中性能最為突出，崩解時(shí)間短，但超過(guò)一定添加量后會(huì)崩解性會(huì)變差，對(duì)于相同含量的不同助劑來(lái)說(shuō)，使用萘磺酸鹽分散劑的崩解性明顯好于其他4種。當(dāng)使用量達(dá)到5%時(shí)的崩解性最好。

2.3 崩解劑與填料的篩選 本研究為可溶粒劑，因此填料也需要為水溶性物質(zhì)，考慮到經(jīng)濟(jì)性，一般默認(rèn)硫酸銨為填料，且在研究中發(fā)現(xiàn)，硫酸銨做填料對(duì)崩解性最好，關(guān)鍵是需要篩選合適的其他崩解劑以及添加量作為搭配，進(jìn)一步提升崩解性。試驗(yàn)所使用的崩解劑有可溶性玉米淀粉和硫酸鈉。將玉米淀粉、硫酸鈉分別按照10%、15%、20%、25%、30%的含量加入到含有50%呋蟲(chóng)胺原藥、2%潤(rùn)濕劑S、5%萘磺酸鹽分散劑N的原料中，不足100%時(shí)用硫酸銨補(bǔ)足100%。通過(guò)崩解時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)篩選合適使用量的崩解劑。測(cè)定結(jié)果(表3)。

表3 不同崩解劑不同添加量時(shí)的崩解時(shí)間對(duì)比結(jié)果

(表3)可以看出，隨著玉米淀粉含量的增加，崩解時(shí)間會(huì)減少，但是試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)添加量>15%后，顆粒硬度和強(qiáng)度都會(huì)明顯變差。添加硫酸鈉后，崩解性明顯變差，可以放棄硫酸鈉的使用。因此，在50%呋蟲(chóng)胺可溶粒配方中，選擇可溶性玉米淀粉做崩解劑，使用含量在15%。

2.4 增效劑的篩選 試驗(yàn)用的增效劑有快速滲透劑T、增效助劑J。將不同量的增效劑分別添加到含有呋蟲(chóng)胺原藥，潤(rùn)濕劑S 2%、萘磺酸鹽分散劑N 5%、淀粉15%中，硫酸銨補(bǔ)足至100%。然后取樣進(jìn)行死亡率的室內(nèi)生測(cè)試驗(yàn)。

試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)分別將添加不同含量增效劑配方樣品按照推薦使用濃度稀釋500倍分別置于燒杯中備用。采用先浸葉后接蟲(chóng)的方法，將未接觸任何藥劑的大小一致的葉片在配置好的藥液中浸泡5s后取出、自然晾干，放入養(yǎng)蟲(chóng)盒中，然后接上蚜蟲(chóng)，在25℃條件下飼養(yǎng)，每處理3次重復(fù)，每重復(fù)所用試蟲(chóng)數(shù)為50頭，于72h檢查死蟲(chóng)數(shù)，計(jì)算死亡率，計(jì)算公式如下：

記錄不同增效助劑、不同添加量的死亡率和增效系數(shù)，如表所示：

表5 不同增效助劑不同添加量的增效系數(shù)

(表4～5)可以看出，添加增效助劑對(duì)死蟲(chóng)率的提高均有較好的促進(jìn)作用，其中快速滲透劑T的添加增效效果最為顯著，當(dāng)添加量為6%時(shí)死蟲(chóng)率較高，之后隨著添加量的增加，死蟲(chóng)率提升較慢，考慮到經(jīng)濟(jì)成本，選擇添加量為6%。

表4 不同增效助劑不同添加量時(shí)的死亡率對(duì)比結(jié)果

至此，我們篩選出50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑的基礎(chǔ)增效配方：呋蟲(chóng)胺原藥50%，潤(rùn)濕劑S 2%，萘磺酸鹽分散劑N 5%，快速滲透劑T 6%，玉米淀粉15%，硫酸銨補(bǔ)足100%。

3 質(zhì)量檢測(cè)

3.1 熱貯穩(wěn)定性 試驗(yàn)按照初步篩選配方制備50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑樣品100g，平均分裝在5個(gè)包裝內(nèi)編號(hào)，封口，于(54±2)℃恒溫箱中熱貯14d，并對(duì)比貯前貯后各指標(biāo)性能的變化(表6)。

表6 50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑樣品熱貯前后性能對(duì)比

(表6)可以看出，50%呋蟲(chóng)胺可溶粒樣品熱貯之后樣品的崩解時(shí)間并沒(méi)有太大變化。有效成分相對(duì)很穩(wěn)定，平均分解率約在0.031%，滿足水分散粒劑熱貯后有效成分分解率≤5%的要求。這表明，配方中個(gè)組分篩選合理，性質(zhì)比較穩(wěn)定。

3.2 PH測(cè)定 按照GB/T1601中PH的測(cè)定方法對(duì)50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑試樣進(jìn)行PH值平行測(cè)定，平行測(cè)定結(jié)果分別為6.65、6.63、6.66，平均值為6.65，顯示弱酸性。

3.3 水分含量測(cè)定 按照GB/T1600的共沸蒸餾法，測(cè)定50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑樣品中水分的含量，經(jīng)測(cè)定，樣品中水分含量1.6%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中水分散粒劑水分含量≤3%的要求。

3.4 持久起泡性試驗(yàn) 按照GBT 28137-2011 農(nóng)藥持久起泡性測(cè)定方法，重復(fù)3次取其平均值約為21mL≤60mL，符合持久起泡性的要求。

3.5 主要性能指標(biāo) 經(jīng)過(guò)對(duì)50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑各項(xiàng)物化指標(biāo)的測(cè)定，最終得到該樣品的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)(表7)。

表7 50%呋蟲(chóng)胺可溶粒劑主要性能指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

4 討論

可溶粒劑的開(kāi)發(fā)，重點(diǎn)在于可溶性填料的使用和潤(rùn)濕劑、分散劑的搭配，既要保證溶解性，還要兼顧崩解性，有時(shí)候顆粒是在溶解而非崩解，因此就要重點(diǎn)考慮如何促進(jìn)各組分的分散和溶解，以此提升崩解性。接下來(lái)農(nóng)藥制劑研發(fā)的核心還在于藥效的提升。在保證各指標(biāo)合格的前提下，如何提升有效成分有效利用率，如何減少噴霧期間的活性物損失，提高靶標(biāo)作物對(duì)活性物的吸收和粘附是需要重點(diǎn)研究和探討的