一种农药新剂型——乳粒剂简介

雇亏学搪 2013，3(06)：4548 Journal ofAgriculture wwwcaajOrg 一种农药新剂型 乳粒剂简介 尹海霞 ，吴毅歆 ，何月秋 ( 云南农业大学农业生物多样性与病虫害控制教育部重点实验室，昆明650201； 云南农业大学农学与生物技术学院，昆明650201) 摘要：为了开发和研究新的适应市场需求的农药剂型，从基本概念和研制方法等方面，简单介绍了一种 新型农药制剂乳粒剂(EG)。它是一种水乳化颗粒剂，具有药效高、稳定性好、施用方便、无粉尘、便 于运输、对环境友好等特点。但是剂型工艺复杂、研发难度大，目前国内研究还处在起始阶段，仅少数企 业开始着手制剂的研发。乳粒剂符合当前绿色环保和安全性高的农药发展趋势，将成为比较具有发展 潜力的新剂型。 关键词：农药剂型；乳粒剂；安全环保 中图分类号：TQ4506+3 文献标志码：A 论文编号：20130095 A Brief IntroductiOn tO A New Pesticide Formulation：Emulsifiable Granual Yin Haixia Wu Yixin2，He Yueqiu。， ( Key Laboratory ofAgricultural Biodiversity and Pests Control，Ministry ofEducation, Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，Yunnan，China； College ofAgronomy and Biotechnology， Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，Yunnan，China) Abstract：The aim was to research and develop a new pesticide formulation accorded with the market demand This briefly introduced a new pesticide formulation：emulsifiable granual(EG)and its basic concept， development methodsEG had the advantages of high efficiency，good stability，convenient application，no dust，convenient transportation，environment friendlyBut the processing technique was complex and the development was difficult，the research in China was still in the rising stage，only a few companies started the formulationS developmentEG with the trend of green environmental protection，safe and efficient，would become a new formulation which had development potentia1 Key words：Pesticide Formulation；Emulsifiable Granual；Safety and Environmental Protection 0引言 农药是防治农作物病虫害的主要手段，在农业生 产中起着积极的作用，是农作物丰产丰收的有效保 证。但是大量的使用化学农药，其副作用也开始突显 出来，比如环境污染、危害人体健康、杀死有益生物、使 害虫产生抗体等。在传统农药剂型中，乳油、粉剂和可 湿性粉剂占有很大比例，并且含有大量苯类有机溶剂、 粉尘飞扬、施用不方便。随着人们环保意识的增强与 对自身健康的重视，人们对农药的安全性提出了更加 严格的要求，传统剂型的农药已经不能满足人们对环 境友好的要求n1。中国是农药的生产和使用大国，为 了有效的应对以上问题，在积极开发绿色环保农药新 品种的同时，对传统农药剂型的升级改造也是有效的 手段之一。因此，开发绿色环保和安全性强的制剂，已 基金项目：国家高技术研究发展计划“863计划”“微生物杀菌剂研究与产品创制”(2011AA10A205)。 第一作者简介：尹海霞，女，1983年出生，山东兖州人，硕士研究生，主要从事农药制剂研究。通信地址：650201云南省昆明市云南农业大学植物保 护学院，Te1：08715228221，Email：unique2OO8yhxhotmailcorn。 通讯作者：何月秋，男，1956年出生，湖北武穴人，教授，博士生导师，博士，主要从事植物病理研究。通信地址：650201云南省昆明市云南农业大学 植物保护学院，Tel：08715228221，E-mail：ynfh2007l63tom。 收稿日期：2013-03 20，修回日期：2013-05-13。 46 尹海霞等：一种农药新剂型 成为国内外农药剂型的开发趋势。从目前的农药剂型 研究趋势来看，大致情况是：减少或者不用有机溶剂， 向水基化转化；流体剂型向水可分散的固体型转化；低 浓度制剂向水可分散(或溶化)的高浓度固体剂型转 化；单剂向混剂转化 。乳粒剂作为可混合多种有效 成分的水基化固体粒剂符合这一研究趋势，不仅解决 了剂型中的有机溶剂对人体健康产生危害、造成环境 污染的问题，还克服了可湿性粉剂粉尘飞扬、理化形式 不稳定、不易贮藏和运输的缺点，因此具有较高的研发 价值。 1农药乳粒剂的概述 乳粒剂(emulsifiable granual，EG)亦称可乳化粒 剂，加水后成为水包油(O )乳液状态的颗粒制剂口。 该产品是一种水乳化颗粒，它将有效成分溶解和稀释 到有机溶剂中，用水破解或者分散成常规的水包油状 态而使用的颗粒状制剂。外观干燥、均匀、能自由流 动、颗粒状，无可见的外来物和硬团块。 乳粒剂的有效成分可以是一种或者几种。有效成 分被溶剂溶解后，吸附在水溶性聚合物的外壳上，或者 另外一些可溶或者不可溶的载体中。根据要求该制剂 还可以添加其他助剂 。它兼具乳油和粒剂的优点 ， 不仅具有药效高，稳定性好，施用方便，无粉尘，易于计 量，悬浮性和再悬浮性好的优点，而且也解决了液体制 剂不易运输贮存和有机溶剂产生药害 的缺点。 乳粒剂是一种较新颖的剂型，在1978年的农药剂 型标准中未见记载p 。目前国外大型农药公司研发较 多，如拜耳rs 、杜邦、先正达、赫斯特9-1o等，但是还没有 成熟的商业化产品和销售统计数据。国内研究则相对 较少，仅有江话正邦 。 等少数农药企业u 研发和专利 申请。原因可能是：剂型开发难度大、周期长、工艺要 求高，加之中国农药企业一般规模较小，可投入研发的 资金匮乏。在国内已经申请了专利的乳粒剂中，江西 正邦生物化工股份有限公司研制的二嗪磷可乳化粒 剂，是一种不加入有机溶剂的可乳化粒剂，使用时加水 可完全乳化，低浓度使用便可得到很高防治效果，药效 优于相同有效成分的其他剂型，具有速效和持效性特 点n 。拜耳公司研制的溴氰菊酯乳粒剂，稳定性良好， 室温至高达50贮藏3个月，乳粒剂的各项指标基本 未变。 2试剂的选择和检测标准 乳粒剂主要包括以下成分：有效成分(固体或者 液体)，溶剂，载体，助剂(分散剂、稳定剂、促渗剂、消泡 剂、粘接剂、填料等)。 颗粒剂的制造方法，大致可以分为5种” ，一般生 产企业出于成本等原因的考虑，多采取挤压造粒法。 挤压造粒法又分为干式造粒和湿式造粒，2种方法对 温度都有一定的要求 ，而且在挤压的过程中，物料摩 擦产生热量，使本身熔点比较低的原药再次发生熔解， 导致有效成分变性失效。因此，在加工过程中应该把 操控温度严格控制在热分解温度以下，对温度过于敏 感的农药不宜加工成乳粒剂。相比较而言，沸腾造粒 是乳粒剂理想的造粒方法，此方法在加工过程中不存 在机械碰撞和摩擦，不易产生局部热点n ，而且温度具 可控性，自动化程度高，安全无粉尘。颗粒的烘干方 式，多数采用低温真空干燥法，不仅热敏物料不变性， 而且干燥度可调和耗能低 。 溶剂的作用在于使原药溶解并吸附在载体上，但 并非所有的原药都能溶于水，所以在选择有机溶剂时， 常选择对环境友好有机溶剂，尽量不用对人体健康产 生危害的有机溶剂，如，轻芳羟(如，苯、甲苯、二甲苯) 和甲醇、，-二甲基甲酰等。需要说明的是，关于有机 溶剂，造粒过程中经过烘干工序，溶剂是会挥发的，因 此在烘干过程中需要特别注意，加强回收工艺，防止污 染环境。 载体的作用是承载溶解于水或者有机溶剂的原药 成分，一般选择水溶性聚合物。水溶性聚合物是一类 亲水性高分子材料，在水中能溶解或溶胀成溶液或凝 胶状的分散液。水溶性聚合物良好的水溶性，来源于 其结构中的羧基、羟基、酰胺基、胺基、醚基等亲水基 团；水溶性聚合物具有优良的分散性，能增加乳液的稳 定性，防止产生絮凝；水溶性聚合物在界面上的吸附作 用，大分子聚合物在界面上吸附与小分子不同，它与界 面之问是多点连接，当溶液被稀释时，解吸很困难，几 乎不可逆，使得溶液具有良好的稳定性。水溶性聚合 物一般可分为：有机天然类聚合物、有机半合成类聚合 物、有机合成类聚合物、无机水溶性聚合物。其中有机 合成类水溶性聚合物具有高效性，且能提供多种性能， 是发展最快的品种 。乳粒剂载体一般选用含羧基和 羟基的水溶性聚合物，如羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯 醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)等。 乳化剂的选择是极其关键的环节，关系到剂型的 研制成败。一般首先考虑分散相的结构、特点和被乳 化物所需的亲水疏水平衡值(HLB值)；其次还要考虑 乳化剂的结构、组成和HLB值；此外，还需要考虑乳 化剂和分散相的相容性、稳定性以及乳液的稳定性 等 。近年来，随着纳米材料科学的升温，具有表面活 性的颗粒乳化剂再次引起广泛的关注。颗粒乳化剂是 指固体粒子代替传统的化学乳化剂，固体颗粒在分散 VWCaalorg 农学学报 47 液相滴表面形成一层薄膜，阻止了液滴之间的聚集，获 得稳定的油水分散相。而且，大量的分散相液滴本身 就可以作为农药的储存场所。与传统乳化剂相比，颗 粒乳化剂具有乳化性能强，乳液稳定性好，乳化剂用量 小的优点，且固体颗粒乳化剂没有小分子表面活性剂 的分子迁移所带来的毒害性，在食品、化妆品、医药行 业用途广泛口”。研究表明，颗粒乳化剂形成的乳液中 加入固体颗粒(如超细的粘土、碳酸钙、硅藻土等)和表 面活性剂，能获得良好的稳定性。并且在加入了固体 粒子而获得的稳定乳液中，加入乳化助剂(表面活性剂 或者聚合物)，乳液的稳定性能够大大提高。由上述可 以得出，选用合适的水溶性聚合物载体和颗粒乳化剂， 可以使其有相互促进作用，还能减少表面活性剂的使 用量 。 乳粒剂在水中快速崩解，释放有效成分，并获得性 能稳定适合使用的悬浊液，助剂的添加是非常必要 的。助剂可根据造粒方法、载体、溶剂和乳化剂的类 型，选择加入量和种类。可借鉴水分散颗粒剂的研制 思路，润湿剂一般选择烷基硫酸盐和烷基芳基磺酸盐 等；分散剂选择苯磺酸钠、木质素磺酸钠和十二烷基苯 磺酸钙等；促渗剂常选择乙氧基脂肪醇、烷氧基化醇和 乙氧基醇等；填料可选择粘土、高岭土、膨润土等；此外 还有消泡剂、粘接剂，稳定剂、增效剂、警戒色等助剂的 添加。 国标和农药企业还未制定乳粒剂产品的明确检验 标准。为了标准化，参照水分散颗粒*H-L油等剂型的 标准和方法，对其颗粒堆密度、松密度、含水量、有效成 分含量、润湿性、悬浮性、热贮和冷贮稳定性等做出检 测，形成统一的标准已刻不容缓。 3结束语 随着近几年国家对高毒有机磷类农药产品的削 减，深入调整农药产业结构口 ，中国正在经历着用安全 低毒品种代替高毒品种的过程，着手农药剂型改造，是 实现绿色环保和安全高效农药转变的重要方法。尤其 以水基化、固体型、高浓度、混合型方面已成为发展趋 势。乳粒剂具有如下优缺点：(1)用水取代了有机溶 剂，减轻了对环境的压力，是一种环境友好型剂型。(2) 它是一种固体颗粒制剂，便于运输、贮存，不产生粉 尘。(3)它可包含多种有效成分，从而提高了农药浓度 和利用率。(4)它要求载体和乳化剂条件苛刻，材料的 选择对剂型性能具有决定性影响，在高新材料的选择 方面，可能会给企业造成成本的压力，需要不断的探 索，用低廉材料来替代。(5)在原药的前期处理上较为 困难，如有的原药不溶于水，需要有机溶剂溶解并吸附 于载体上。这种研发的困难只能通过不断地选择原 药、溶剂、载体、乳化剂和加工工艺等得以克服。(6)造 粒过程选择沸腾造粒，与厂家传统挤压造粒方法相比， 设备需要更新。(7)颗粒烘干工序，有机溶剂的挥发会 对环境产生影响，这就向加工工艺提出更高的要求。 (8)乳粒剂技术含量高，剂型研究难度大，给研发能力 不足和资金匮乏的农药企业带来了难处，限制了研发 进度；综上所述，乳粒剂自身拥有较多优点，符合当下 剂型开发的理念，有较大的研发价值，但是由于剂型自 身特点、工艺要求等的限制，对于研发单位和生产企 业，还有重重难关需要攻克。 作为一种新兴的剂型，虽然中国乳粒剂的研制才 刚刚开始，但与国外发达国家相比，差距不太大，几近 处在同一起跑线上。国家应该加大资金支持，鼓励科 研院所、高等院校、生产企业积极研究开发，争取早日 攻克难关，研制出成熟、稳定的农药乳粒剂，在国内做 好农药剂型更新换代工作的同时，积极抵御国际农药 对国内市场的冲击。可以相信，随着中国各级主管部 门和科研部门的共同努力，乳粒剂这个自身拥有诸多 优点的新剂型，必将在不远的将来发挥出其应用的优 势，占有广阔市场份额。 参考文献 1 陈福良，尹明明农药微乳剂概念及其生产应用中存在的问题辨析 J农药学学报，2007，2(5)：774776 22 刘占山，李旭君，蔡湘衡中国水基性农药剂型研究现状及其发展 动向J】农药科学与管理，2008，29(7)：4245 33 GBT193782O03，农药剂型名称及代码国家标准S 【4】 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