（农药学专业论文）5阿维菌素·噻螨酮水乳剂的研制.pdf

中文摘要 中文摘要 农药水乳剂以水为载体，减少了对环境的污染，并降低了生产成本，在农药 新剂型开发中占有重要的地位。本实验以防治成螨效果好的阿维菌素和对幼螨、 螨卵防效高的噻螨酮为有效成分，按照5 阿维菌素噻螨酮乳油登记的比例( 阿 维菌素：噻螨酮= 1 ：9 ) ，在室内生测验证具有明显增效作用的基础上，进行了5 阿维菌素噻螨酮水乳剂的研制。主要研究结果如下： 1 室内生物活性测定结果： 阿维菌素和噻螨酮复配，对叶螨雌成虫及螨卵的共毒系数( c t c ) 分别为2 1 5 和1 9 4 ，远大于1 2 0 ，有明显增效作用。 2 5 阿维菌素噻螨酮水乳剂优选配方为： 阿维菌素 o 5 ( 质量分数，下同) 噻螨酮 4 5 有机溶剂1 3 甲苯和n ，n 一二甲基吡咯烷酮( 质量比i 0 ：3 ) 乳化剂4 s p a n - 2 0 和t w e e n 一2 0 的混合物( 质量比为1 ：3 ) 丙二醇 5 水补足至1 0 0 3 5 阿维菌素噻螨酮水乳剂的质量指标 外观乳白色均相液体 阿维菌素，质量分数9 6 0 5 噻螨酮，质量分数 4 5 p h 值 7 1 2 乳液稳定性( 稀释2 0 0 倍)合格 低温稳定性合格 热贮稳定性 合格 4 田间药效实验表明：5 阿维菌素噻螨酮水乳剂对豇豆叶螨有很好的防治效果， 1 8 耐处理药后7 、1 4d 的防效达9 3 9 6 和9 6 1 8 ，明显优于对照药剂5 阿维菌 素乳油、5 噻螨酮乳油的防效。该药剂不但防效理想、持效期较长，且安全性良 好。推荐防治豇豆叶螨的有效成分使用量为9 1 8 h m 2 。 关键词：阿维菌素；噻螨酮；水乳剂；配方筛选；防效 a b s t r a l a bs t r a c t e m u l s i o ni nw a t e r ( e i sw i t hw a t e ra st h ec a r r i e r , a n dp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei n d e v e l o p m e n to fn e wf o r m u l a t i o n so w i n gt o i t sr e d u c i n ge n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na n d p r o d u c t i o nc o s t s a v e r m e c t i ne x h i b i t se x c e l l e n tc o n t r o le f f e c to na d u l tm i t e sw h i l e h e x y t h i a z o xe x p r e s s e sg o o de f f e c to nl a r v a la n de g g sm i t e s i nt h ec u r r e n ts t u d y , a c c o r d i n gt o t h er e g i s t r a t i o nr a t eo f5 a v e r m e c t i n h e x y t h i a z o xe cf o r m u l a t i o n ( a v e r m e c t i n ：h e x y t h i a z o x = 1 ：9 ) ，5 a b a m e c t i n - h e x y t h i a z o xe w i sd e v e l o p e db a s e d o nt h ei n d o o rb i o a s s a y 研t 1 1o b v i o u ss y n e r g i s me f f e c t so nt e t r a n y c h u sc i n n a b a r i n u s t h em a i nr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h ee f f e c t so fi n d o o rb i o a s s a y t h ec o - t o x i c i t yc o e f f i c i e n t ( c t c ) o ft h ec o m b i n a t i o no fa b a m e c t i nw i t hh e x y t h i a z o x t of e m a l ea d u l tm i t e sa n dm i t ee g g sa re215a n d19 4 ，r e s p e c t i v e l y , f a rl a r g e rt h a n12 0 ， i n d i c a t i n gt h e r ei so b v i o u ss y n e r g i s me f f e c to f t h ec o m b i n a t i o n 2 5 a v e r m e c t i n h e x y t h i a z o xe wf o r m u l a t i o n a b a m e c t i n o 5 ( p e r c e n t a g ec o m p o s i t i o n ) h e x y t h i a z o x4 5 ( p e r c e n t a g ec o m p o s i t i o n ) o r g a n i cs o l v e n t 13 t o l u e n ea n dn ，n 一2 - m e t h y l - p y r r o l i d o n e ( 10 ：3 ) e m u l s i f i e r 4 s p a n - 2 0a n dt w e e n 一2 0 ( 1 ：3 ) p r o p y l e n eg l y c o l 5 w a t e r c o m p l e m e n tt o10 0 3 q 岫1 时i n d i c a t o r so f5 a v e r m e e t i n h e x y t h i a z o xe w a p p e a r a n c e u n i f o r mm i l k yw h i t e a b a m e c t i n ( ) o 5 h e x y t h i a z o x ( ) 4 5 p h 7 1 2 e m u l s i o ns t a b i l i t y q u a l i f i e d l o wt e m p e r a t u r es t a b i l i t y q u a l i f i e d h o ts t o r a g es t a b i l i t y q u a l i f i e d 4 f i e l dt r i a l sr e s u l t ss h o wt h a tt h e r ew a sa l le x c e l l e n te f f e c to f5 a v e r m e c t i n h e x y t h i a z o xe wo nc o w l ) c as p i d e rm i t e s a f t e r7da n d14 dt r e a t m e n t sa tt h ed o s a g eo f 18g h m 2 ，t h ec o r r e c t i o nc o n t r o le f f i c a c yr e a c h e d9 3 9 6 a n d9 6 18 ，r e s p e c t i v e l y , m u c hb e t t e rt h a nt h ec o n t r o le f f i c a c y t h ef o r m u l a t i o nh a sa ni d e a lc o n t r o le f f e c t ，l o n g e f f e c t i v ed u r a t i o na n dh i g hs e c u r i t y t h ee f f e c t i v ei n g r e d i e n t so f5 a v e r m e c t i n i i l 两南大学硕十学位论文 h e x y t h i a z o xe w a tad o s a g eo f9t o18g t m a 2w a sr e c o m m e n d e dt oc o n t r o lc o w p e a s p i d e rm i t e s k e y w o r d s ：a v e r m e c t i n ；h e x y t h i a z o x ；e w ；f o r m u l as e l e c t i o n ；c o n t r o le f f i c a c y i v 独创性声明 学位论文题目：量丝匦维董塞：堕蜷酿丞塾趔数巫剑 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中己加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文慨秒忍签字魄川口年歹月夕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：易廿久导师签名：仰私下力 签字日期：力口，一年多月罗日签字日期：沙f 口年厂月日 第一章文献综述 第一章文献综述弟一早义陬综尬 1 农药剂型加工工业的发展 1 1 世界农药剂型加工工业的发展 当前人们逐渐建立起保护环境的意识，大力倡导可持续发展，目前国内外农 药剂型的方向发展是水基化、颗粒状、缓释性、功能化、省力化和精细化n 删，与 此同时，各大科研院所和相关企业也在不断开发一些高效、低毒、经济又环保的 新型农药，且应用前景良好，传统的老剂型必将为新剂型所取代h 。7 1 。 1 2 我国农药剂型的发展 我国传统农药剂型中粉剂和乳油仍占有重要地位。加工过程中，粉剂尘土飞 扬且易产生漂移，对操作工人的健康构成威胁，喷洒时劳动强度大，成本高，导 致粉剂的用量逐渐下降。由于有机溶剂的使用，乳油的生产使用毒性大，容易产 生药害，运输危险性高阳。1 们，故乳油剂型将逐步退出历史舞台，环保新剂型日益受 到重视。 相比发达国家而言，我国农药剂型的发展差距较大，主要表现在我国农药剂 型构成不合理，新剂型所占比例小且产量低，总体加工工艺水平比较落后，另外 我国农药剂型加工技术标准要求不够严格，产品质量差n u 。到目前为止，我国农 药剂型的发展经历了以下三个发展阶段。 ( 一) 起步时期 旧中国时代，农药工业发展相对落后，自主品种少，当时剂型也停留在初级 发展阶段，主要为可湿性粉剂、粉剂等。1 9 4 9 年后，随着新中国的成立，农药工 业迅速发展，2 0 世纪5 0 年代后期有机氯农药大量投入市场，n 6 0 年代以后，有机 磷类农药的开发更是大力推动了中国农药行业的发展。当时的研究重点在提高粉 剂和可湿性粉剂的产量，其次着重研究如何提高可湿性粉剂的各项指标：润湿分 散性和悬浮率等，解决贮存期悬浮率下降问题和降低能耗。此间突出的研究成果： 1 9 7 0 年前后，三家知名研究院所( 中国农科院植物保护研究所、安徽省化工研究院、 江苏省农药研究所) 以亚硫酸纸浆废液、动植物蛋白质水解产物作为分散剂创制的 乳粉( 也即现在的水分散粒剂) 产品悬浮率均达9 0 。 ( 二) 迅速发展阶段 1 9 8 1 - - - , 2 0 0 0 年是国内农药剂型大力发展的阶段。国务院决定自1 9 8 3 年3 月起停 产高毒有机氯，进行农药产品结构调整，要求加快农药新剂型、新制剂的开发速 度。此间，我国农药剂型种类、制剂品种大幅度增加，制剂品质也得到显著提升。 农药新品种迅速发展，1 9 7 8 年改革开放后，大量国外的农药新剂型、新制剂在中 西南大学硕十学位论文 国登记，但乳油和可湿性粉剂仍占主导地位。 ( - - - ) 环境友好型的新制剂迅速发展阶段 直到2 0 世纪末，我国农药制剂中乳油仍占较高的市场份额，生产乳油用到的 大量的有机溶剂对环境造成严重污染，对资源造成严重浪费。为此，国家发改委 做出决定，要对农药剂型结构进行调整，淡化乳油产品的地位，大力发展环保新 剂型：水基型制剂如水乳剂、微乳剂、悬浮剂、悬乳剂等和功能性剂型如水分散 粒剂、泡腾片剂、微胶囊剂等。国家“十五 国家科技公关计划课题中的“水基 型农药新剂型 、“功能型农药新剂型 等环境友好型剂型项目的完成，为我国 农药新剂型、新制剂的发展打开了新局面n 2 1 。 2 化学农药与生物农药复配 2 1 化学农药的“功 与“过 使用化学农药是农业有害生物控制中的一个重要手段，优势在于使用方便， 见效快。当有害生物严重暴发时，化学防治仍然是最为有效的治理措施n 钔。联 合国粮农组织( f a o ) 统计数据显示：世界粮食生产每年因病虫鼠害损失共达4 5 。 而通过化学防治将使1 5 - - - , 3 0 的产量损失得到挽回。有关专家估计，停用化学农 药将导致世界农产品总产量大打折扣，其中粮食、蔬菜、果品、糖料和棉花等将 蒙受2 5 5 0 的损失n 鄹。 无可非议，化学防治也有许多不利方面。由于化学农药的大量使用，当农业 有害生物危害得到控制的同时，也造成环境污染、药害、“3 r ”问题、人畜中毒、 农田生态平衡与生物多样性的破坏等副作用。在科技大力发展的今天，各国政府 加强对农药的监督管理，大量高毒、高残留农药逐渐淡出人们的视线，“安全、高 效、经济 成为主流方向n 刖。 2 2 噻螨酮 噻螨酮( n i s s o r u n )由日本曹达公司开发的杀螨剂，属于新型噻唑烷酮类结 构，对螨类防效高。通用名称为h e x y t h i a z o x ，又名尼索朗。其结构式如下： 理化性质：无色晶体，熔点1 0 8 o 一1 0 8 5 c ，蒸汽压0 0 0 3 4 m p a ( 2 0 ) ， k o w 3 4 0 ，溶解度水0 5 m g l ( 2 0 c ) 、氯仿1 3 7 9 、二甲苯3 6 2 、甲醇2 0 6 、丙酮1 6 0 、 乙腈2 8 6 、己烷4 ( g l ，2 0 c ) ，对光、热空气中稳定，酸碱介质中稳定，d , ：3 0 0 c 稳定。 2 第一章文献综述 皇i ii i ii i i 鼍曼皇曼曼曼! 曼曼曼曼曼! ! 曼曼曼曼鼍量曼曼曼曼曼皇曼曼! 曼曼曼曼曼曼 噻螨酮对植物表皮层具有较好的穿透性，杀卵，杀幼螨活性高，为非感温型 杀螨剂。杀虫谱广，对叶螨，全爪螨等杀螨活性高，有效成分在低浓度下使用效 果良好，残效性很好，与有机磷和有机氯类农药等不易产生交互抗性，对作物以 及捕食性螨和益虫安全性高，与其他杀虫杀螨剂混用效果好。由于该药无内吸活 性，对成虫的作用效果差。 2 3 生物农药的发展 生物农药是指可制成市售商品的生物源农药，同化学农药一样，可用来防治 病、虫、草等有害生物。主要来源于生物活体及其代谢产物和转基因产物，包括： 各种茵类、病毒、线虫、植物、昆虫天敌、农用抗生素、生长调节剂和各种活性 转基因植物等。生物农药应用于农业生产已有半个世纪的时间，但由于药效慢、 稳定性差、农民消费意识和使用技能欠缺等因素的限制，发展速度相对缓慢。随 着农业生产的可持续发展以及人与环境的协调发展越来越受到人们的重视，再者 化学农药的毒副作用大加上新农药的创制面临更大的挑战，于是科研院所、企业 和农药研发人员将注意力转向了生物农药的研发与应用上n 。 在中国，生物农药的发展已有5 0 多年的历史，部分数品种达到产业化规模，如 井冈霉素、阿维菌素和赤霉素的生产均居世界首位位2 瑚3 。井冈霉素、阿维菌素、赤 霉素、苏云金杆菌( 简称b t ) 4 个品种是我国生物农药产业中的代表性产品，其综 合产业化规模与其研究深度均走在其它生物农药的前列，而代表我国生物农药产 业的中坚力量的是农用链霉素、农抗1 2 0 、苦参碱、多抗霉素和中生菌素等产业化 品种乜卜猁。我国2 0 0 2 年注册登记的生物农药品种为8 5 个，年产值1 8 亿元，年均产值仅 2 0 0 多万元。为了人类的健康和生态环境安全，保证农业可持续发展，大力发展和应 用生物源农药是现在农药发展的时代需求啪，踟。 2 4 阿维菌素 阿维菌素( a v e r m e c t i n s ；a v m s ) 又称阿佛曼菌素，是一种具有抗寄生虫活性、 新型农畜两用抗生素，属大环内酯抗生素类杀虫杀螨剂，其产生菌是阿维链霉菌 ( s t r e p t o m y c e s a v e r m i t i l i s ) 。阿维菌素在生物农药发展中地位凸出。其结构式如 下： 两南大学硕士学位论文 理化性质：原药为白色或黄色结晶( 含b 1 a 8 0 ，b l b 2 0 ) ，蒸气压 2 0 0 n p a ， 熔点1 5 0 - 1 5 5 ，2 1 c 时溶解度在水中7 8 “g l 、丙酮中i 0 0 、甲苯中3 5 0 、异丙醇 7 0 ，氯仿2 5 常温下不易分解。在2 5 c ，p h 5 - 9 的溶液中无分解现象。在通常 贮存条件下稳定，对热稳定，对光、强酸、强碱不稳定。 与一般杀虫剂不同的是，阿维菌素干扰神经生理活动，刺激释放r 一氨基丁酸， 从而抑制神经传导。因不引起昆虫迅速脱水，所以它的致死作用较慢，杀卵活性 低。阿维菌素对捕食性和寄生性天敌直接杀伤力强，但因植物表面残留量少，因 此对益虫的损伤小。阿维菌素的发展是2 0 年来抗寄生虫药物研究领域取得的一项 重大突破，同时也是目前生物农药中最受欢迎的产品之一3 ，在当前农业害虫综 合防治中具有较大的影响力。近年来害虫对其的抗药性逐渐增强，合理有效的进 行复配是减缓害虫对其的抗药性发展速度有效措施，从而提高防治效果，延长药 剂的使用寿命口州1 。 2 5 农药的复配 成功开发一个性能优越、环保安全的农药新品种，需花费大量的时间、人力 和物力，需要巨大的资金用于生物测定和环境及毒性影响实验等。与此同时，同 行业公司诸多同类新产品以及专利过期成熟产品的竞争压力较大，筛选成功几率 大为降低，风险很大嘶3 。 农药合理复配优势明显：扩大防治谱、降低用药量和生产成本，并在一定程 度上减缓有害生物对药剂的抗药性。尤其是不同作用机制的药剂混配，可显著延缓 害虫抗药性的发展m 】。 高效、低毒、低残留农药新品种的不断推陈出新，高毒、高残留化学农药逐 渐退出历史舞台，微生物杀虫剂研发已经不能简单地只为化学农药的更新换代考 虑，更要为实现农药的可持续发展提供推动力。近年来，微生物农药与化学农药 的复配应用研究蓬勃发展，b t 、阿维菌素与特杀螟、杀虫丹、必灵、灭多威等的 混配在水稻、蔬菜等农作物害虫的防治上深受广大农民朋友的欢迎，市场较大1 。 3 农药水乳剂及水乳剂加工技术 3 1 农药水乳剂 3 1 1 农药水乳剂概念 水乳剂是一种以水为连续相，以有效成分等为分散性的水包油型( o w ) 混 合体系。通过需要加入合适的助剂及经过复杂的加工工艺，使油相以细小微粒均 匀地分布在水相中，从而形成均一稳定的两相混合体系。其粒径一般在o 1 - - - 1 0 i j l m 之间，外观通常为乳白色液体，加入水中有较好的乳化分散性。在一些发达国家 4 第一章文献综述 i i i , 曼曼量量曼曼曼曼 中，农药及相关化学品的安全性规定较为严格，作为新一代环保新剂型的代表， 水乳剂已部分取代乳油( e m u l s i o nc o n c e n t r a t e ，e c ) ，其发展受到高度重视。就市 场而言，菊酯类农药水乳剂新产品( 氰戊菊酯和高效氯氰菊酯等) 、酰胺类除草剂 ( 乙草胺和丁草胺等) 深受欢迎。 3 1 2 水乳剂的特性和优点 水乳剂有水包油型( o w ) 和油包水型( w o ) 两类。以水包油型更有实用价 值，即农药有效成分存在于油相分散在连续相水中。与乳油相比，水乳剂不用或 仅需添加少量的有毒易燃的苯类等溶剂，不会导致着火的危险，无刺激性有毒气 味，对人体伤害小，减轻了环境污染，大大提高了对生产，贮运和使用者的安全 性。以廉价水为基质，大大降低了生产成本，乳化剂添加量为2 一1 0 ，虽然增 加了少量共乳化剂，防冻剂等助剂，配方中以水代替了大量的有机溶剂，从经济 方面考虑，有些配方较乳油更具竞争力。 同乳油相比较，水乳剂的粒径更小，更易进入植物体或者昆虫体壁，从而达到 作用靶标。不少实验证明，其药效与同剂量乳油相当甚至更好，却大幅度降低了 对温血动物的毒性；对植物的安全性比乳油高；与其他农药或肥料混用效果好。 长期贮存过程中，油珠可能随着温度和时间的变化，逐渐长大而破乳，有效成分 也可能因水解而失效。一般来说，油珠粒径小的乳状液稳定性好，加工过程中为 了提高细度需要使用剪切乳化设备。 相比较微乳剂而言，水乳剂的浓度可达6 0 ，而微乳剂大多只能在2 0 以下， 而且在一定条件下水乳剂可与悬浮剂等其它药剂相混合，如与水悬浮剂( s c ) 复 合制得悬乳剂( s e ) 。另外在生产成本而的控制上，水乳剂中水分添加量更多，经 济效益更好啪1 。此外，有关专家认为应当审慎对待微乳剂的开发和应用，因为它 加入较多的助溶剂( 多为亲水性强的直链或支链的醇、酮等) 对环境具有潜在的危 害性，不利于环境保护，微乳剂在国外农药市场前景堪忧，目前，水乳剂已成为 国外研究和推广应用的主要农药剂型之一m 1 。 3 1 3 水乳剂形成原理 水乳剂中通过加入乳化剂，能明显降低油水界面张力和表面自由能，奠定了形 成乳化液分散体系的基础。此外，通过乳化剂提供的界面膜空间位阻作用和在分 散相微粒表面的双电层静电作用，能促使乳液体系成为动力学稳定体系。 农药水乳剂作为商品必须具有较长的商品货架时间，此期间内要保证乳液体 系稳定性不被破坏，而单纯依靠乳化剂的作用往往不能保证水乳剂体系长时间的 稳定，因此，在水乳剂的加工过程中，经常通过添加其他助剂，如空间稳定剂、 西南大学硕士学何论文 共乳化剂、增稠剂和分散剂等，通过它们的协同作用形成稳定的体系。乳化剂可 以进一步降低界面张力和界面自由能，控制分散相的粒径：有s t o k e s 公式( 1 ) 显 示，增稠剂通过增加体系的黏度，从而降低液珠的沉降速度，达到提高体系稳定 性的目的h 1 1 。 s t o k e j h 式：y = 笙亟二竺! 超 ( 式中v 为分散相微粒聚结速度，r 为分散相微粒粒径，p 1 p 2 为分散相与连续 相的密度差，t 1 为体系黏度，g 为重力加速度。) 3 1 4 水乳剂乳液体系稳定理论 3 1 4 1 相体积理论 相体积理论由o s t w a l d 于1 9 1 0 年提出，主要从几何学的角度对于大小相同的球 型分散相液滴加以分析，认为乳液体系液滴总体积分数在乳液稳定性中起到关键 作用；当分散相体积分数在0 2 6 - - - 0 7 4 之间时，可能出现o w 和w o 两种乳剂，而 液滴总体积分数大于o 7 4 时将会出现转相或破乳现象，原因是分散相液滴出现过密 堆积；若低于0 2 6 时则只有一种乳剂存在。球型液滴大小不均一很容易使最大堆 密度超过0 7 4 4 2 3 。 3 1 4 2 双面界膜理论 该理论由b a n c r o f t 于1 9 1 3 年提出，主要讨论了界面张力和乳液稳定性的关联， 认为乳化剂分别吸附在分散相和连续相界面，构成两种界面张力0 1 ( 膜冰) 和0 2 ( e x 膜) ，当a l v 2 形成w o 乳剂；反之则形成o w 乳剂旧1 。 3 1 5 典型的水乳剂配方 典型的水乳剂基本配方为删：( g l ) 活性( 不溶于水的) 组分( 原药+ 溶剂) 1 5 0 6 5 0 表面活性剂( 乳化剂) 消泡剂 抗冻剂 增稠剂 防腐剂 水( 或软化水) 3 2 农药水乳剂加工技术 农药水乳剂的加工工艺通常是将原药、溶剂、乳化剂和共乳化剂按顺序添加 在一起，经充分溶解，混匀成均一油相；将水、抗冻剂和防腐剂等充分混匀，呈 均一水相；通过剪切乳化设备的高速搅拌，将水相滴加至油相中或将油相滴加至 水相中，再经充分混匀形成乳化分散良好的水乳剂。水乳剂粒子平均粒径对其体 系稳定性影响很大，正常情况下粒径越小稳定性越好，加工过程中可根据配方分 散乳化难易选择适宜的力n - r _ 设备h l 捌。 3 2 1 有效成分 对于复配剂来说，有效成分的确定需结合室内生物活性测定才能确定最佳配 比。通常水乳剂含量为5 4 0 。 3 2 2 溶剂 溶剂的选择考虑因素主要有：对有效成分的溶解度、闪点、成本和药害等，且 要求在水中的溶解度尽量小，因为对于o w 型乳状液而言，其稳定性随着油相在 水相中溶解度下降而提高。 3 2 3 乳化剂 乳化剂的筛选是水乳剂配方研制的关键h 9 1 。在农药水乳剂中，乳化剂在油珠表 7 m 的q 量 卜 氛 一一一州 缱 2 西南大学硕士学位论文 面形成一层有序排列的膜，极性端与亲水基结合，非极性端与亲油基结合，通过 空间位阻作用和静电效应，阻止油滴合并和长大，从而增强乳液体系的稳定性。 膜结构牢固程度和致密程度以及对温度的敏感性共同决定水乳剂的物理和化学稳 定性。 乳化剂的h l b 与表面活性剂的性质关系密切，为乳化剂的选择提供了参考依 据，研究表明：h l b 在8 1 8 之间的乳化剂制备水包油( o w ) 型乳状液较为合 适。 有效成分溶解于溶剂后形成的油滴的h l b ( 亲水一亲油平衡值) 与所选乳化 剂的h l b 最为接近时，整个油相体系更为稳定。 乳化剂的h l b 具有某种加和性，公式如下。 h l b = 形皿尽+ 吸h l b 2 + 暇h l b 3 其中，w 。，w 。和w 。分别代表乳化剂1 ，2 和3 在总乳化剂中的质量分数；h l b 。， h l b ：和h l b 。则分别表示乳化剂1 ，2 和3 的h l b 值嘞1 。 通常乳化剂的h l b 值与其应用存在着密切的相关性，见表1 表1 表面活性剂的h l b 值与用途的关系 t a b l e1t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u r f a c t a n th l bv a l u ea n du s i n g 坚塑! ：曼= 兰墨：曼= 鱼! = 皇曼= ! 垒! 曼= ! 曼! ! = ! 垒 用途消泡剂w o 乳化剂润湿剂o w 乳化剂洗涤剂增溶剂 乳化剂的选择通常需考虑以下因素：( 1 ) 首先根据乳化剂的h l b 初步确定筛 选对象；( 2 ) 其次考虑乳化剂与分散相的亲和性，根据相似相溶原理，欲使油相在 水相中的分散性更好，要求乳化剂憎水基团的结构和油相的结构相似度更为接近； ( 3 ) 乳化剂的复配效应，研究表明：h l b 小的乳化剂与h l b 大的乳化剂混合使 用，比单个乳化剂更容易达到理想效果，而且较单个乳化剂的用量更少；此外， 还需要考虑农药乳化剂对农作物和人畜的安全性嫡h 列。 常用乳化剂有三大类型：非离子型、阴离子型和混合型乳化剂，非离子型乳化 剂在水溶液中不会电离，对乳液体系相对稳定，比离子型乳化剂气泡性f l 皂d , ，可 以根据需要合成出不同h l b 的系y d - 孚l 化剂，应用范围较广，例如s p a n 系列( 失水 山梨醇脂肪酸酯) 和t w e e n 系列( 失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚) 乳化剂的h l b 随着分子中环氧乙烷分子数的变化而变化；阴离子型乳化剂的功能远不如非离子 型乳化剂，使用中仍以烷基苯磺酸钙为主，其中以农乳5 0 0 号( 十二烷基苯磺酸钙) 最为常见；混合型乳化剂一般由阴离子型与非离子型乳化剂复配或非离子型与非 离子型乳化剂复配组成，近3 0 年以来，农药制剂中一般均采用混合型乳化剂啼朝。 3 2 5 其他组分 根据需要有时水乳剂中需加入防止有效成分分解的稳定剂，防止体系破坏的 8 第一章文献综述 曼i i i i i 一 i i 。曼曼曼曼! 曼皇曼曼葛 物理稳定剂如共乳化剂、分散剂、消泡剂、防腐剂、增稠剂和防冻剂等，以提高 体系稳定性。水- i , 齐u 对水质的要求视品种而异。 9 前言 鲁l , j 曼曼! 曼曼曼曼曼! 曼曼曼詈鼍曼量曼曼喜曼曼曼曼曼舅舅曼 - - 一 月i j 舌 叶螨是危害豇豆生产的主要害虫之一，以往生长季节叶螨防治药剂主要选用 哒螨灵和炔螨特等单剂农药，由于这些农药均不能很好的防治各个螨态的害螨， 本实验以防治成螨效果好的阿维菌素和对幼螨、螨卵防效高的噻螨酮为有效成分。 水乳剂是近年来发展较快的新剂型之一，具有相对环保、成本低和药效好等 特点。 本研究以朱砂叶螨为试虫，通过室内生测考察其对雌成螨和螨卵增效与否， 进而进行助剂筛选和配方优化以制得合格水乳剂，并制定5 阿维菌素噻螨酮水 乳剂的质量检测标准，旨在为此类药剂的进一步开发提供技术储备。 第二章阿维菌素和噻螨酮对朱砂叶螨的生物活性试验 第二章阿维菌素和噻螨酮对朱砂叶螨的生物活性试验 1 供试材料 1 1 试虫 朱砂叶螨a r m i n es p i d e rm i t e 为西南大学，植物保护学院，重庆市昆虫学及害 虫控制工程重点实验室长期饲养，饲养条件：温度2 6 1 ，相对湿度为5 5 - - 6 0 ，1 6 h 光照，8 h 黑暗。 1 2 供试药剂 9 5 阿维菌素原粉( 浙江海正化工股份有限公司) 9 9 6 噻螨酮原粉( 青岛美德龙化工有限公司) 1 3 试验器材 生物解剖镜、控湿温光培养箱、毛笔、玻璃棒、烧杯、移液枪和称量设备等。 2 试验方法 2 1 单剂毒力测定 参照螨的生物测定方法嘲删，采取浸渍法分别评价药剂对朱砂叶螨雌成螨的活 性，用丙酮溶解阿维菌素和噻螨酮，再用含有适量表面活性剂0 1 吐温8 0 的水 溶液稀释，根据药剂活性，稀释成7 个系列质量浓度。 对于成螨，将2 0 c m 双面胶粘贴于载玻片一端，用小毛笔挑起3 5 日龄雌成 螨，将其背面粘贴于双面胶另一面上，每片3 0 头，排成数行，2 0 - - 一3 0 下，4 h 后 于解剖镜下观察，剔除不正常及死亡的个体，以健康的成螨补上，将载玻片粘有 雌成螨的一端浸入药液中5 s ，取出后迅速用滤纸条吸干虫体周围多余的药液。置于 2 7 。c 恒温箱中，2 4 h 后检查雌成螨的死亡数以及存活数，以小毛笔触动雌成螨足或 口器来确定其死活。 对于螨卵的室内生物测定。取新嫩豇豆苗，将叶柄基部用脱脂棉包裹，挑取 雌雄成螨( 每叶1 对) 至叶片上，产卵8 h 后，挑去成螨。将叶片浸入配好的药液 5 s ，取出用滤纸吸去多余的药液。每处理1 0 0 粒卵，重复3 次，同法以清水处理 为对照。处理后的豇豆苗置于2 6 1 ，相对湿度为5 5 - - 6 0 ，1 6 h 光照，8 h 黑 暗的培养箱中，逐日定时观察记录卵孵化数，直至所有处理和对照中的孵化率连 续3 d 保持不变，计算死亡率。 成螨和螨卵对照死亡率控制在1 0 以内，运用s p s s 软件统计分析实验数据， 求出毒力回归方程，分别计算各药剂的l c 。 1 3 两南大学硕十学位论文 2 2 复配效应测定 按照阿维菌素( o 5 ) ：噻螨酮( 4 5 ) 即l ：9 的比例复配，采用孙云沛提 出的共毒系数法评价复配剂的生物活性效应。若复配剂的共毒系数小于8 0 ，为拮 抗作用；8 0 1 2 0 为相加作用；若大于1 2 0 ，为增效作用引。 设混合药剂为m ，组分m 的各单剂为a ，b 。毒力指数为t i ，有效成分百分含 量为p ，则共度系数计算公式如下： 毒力指数= 羹黼。 m 眦胙磐1 0 0 朋阴l 战 必的乃7 = 彳的乃只+ 聃竹b m 的c t c = 豁圳o a t i 实测混用的毒力指数 t t i 理论混用的毒力指数 c t c 复配剂的毒力指数 3 结果与分析 由表2 - 1 可知：阿维菌素对朱砂叶螨成螨有很强的活性，但对螨卵的作用弱； 而噻螨酮对成螨活性低，对螨卵活性较高；二者复配对朱砂叶螨成螨和螨卵均有 较好的活性，其共毒系数分别为2 1 5 和1 9 4 ，均远大于1 2 0 ，具有明显的增效作用， 说明根据登记情况选用5 阿维菌素噻螨酮按照1 ：9 比例复配进行水乳剂的加工 合理。 表2 - 1 - - - 种药剂对朱砂叶螨的室内毒力测定 t a b l e2 - lt h ee f f e c t so fi n d o o rb i o a s s a y 4 结论与讨论 阿维菌素作为近年来最优秀的生物农药之一，在作用效果和环保方面具有明 1 4 第二章阿维菌素和噻螨酮对朱砂叶螨的生物活性试验 显的优势，但由于使用量的不断增大，市场反映抗性问题越发严重，已威胁到该 农药的发展潜力和使用寿命。 噻螨酮是目前防治柑橘红蜘蛛的较好药剂，且对成螨作用效果显著，同时有 果农反应单独使用噻螨酮会引起锈壁虱的发生。 阿维菌素和噻螨酮复配对雌成螨的致死中浓度远小于噻螨酮单用对雌成螨的 致死中浓度，复配剂对螨卵的致死中浓度小于两种单剂对螨卵的致死中浓度，二 者复配使用增效作用明显，与预期达到的效果相吻合，表明配伍和配比选用合理， 可以进行下一步的实验。 第三章5 阿维菌素噻螨酮水乳剂的研制 第三章5 阿维菌素噻螨酮水乳剂的研制 目前，农药新剂型的开发朝着水性化的方向发展，几乎不使用或少使用有机 溶剂，以水为基质的水乳剂正越来越受到人们的重视。 1 材料 1 1 供试原药和试剂 原药：9 5 阿维菌素原粉( a v e r m e c t i n s ；a v m s ，浙江海正化工股份有限公司， 市售) ；9 9 6 噻螨酮原粉( n i s s o r u n ，青岛美德龙化工有限公司，市售) 。对照药剂 ( 5 噻螨酮乳油，江苏克胜集团股份有限公司，市售；1 8 阿维菌素乳油，湖北 沙隆达股份有限公司，市售) 。溶剂( 均为化学纯，重庆吉元化学有限公司) ：甲苯 ( 9 9 5 ) ，丙酮( 9 9 5 ) ，n ，n - - - - - 甲基甲酰胺( d m f ，9 9 7 ) ，n ，n 二甲基 吡咯烷酮( b m p ，9 8 ) 等。乳化剂：均选自旅顺化工厂，十二烷基苯磺酸钙( 农 乳5 0 0 ) ，失水山梨醇脂肪酸酯具氧乙烯醚( t w e e n 2 0 ) ，失水山梨醇脂肪酸 ( s p a n 2 0 ) ，蓖麻油聚氧乙烯醚( e l 4 0 ) ，b y - 1 4 0 等；增稠剂：黄原胶、硅酸镁 铝、羧甲基纤维素钠( c m c - n a ) ，聚乙烯醇( p v a ) ；抗冻剂：丙三醇、7 , - - 醇、甘油、 氯化钠及尿素；水：去离子水、自来水等。 1 2 主要仪器 7 9 - 1 型磁力搅拌器( 金坛市腐化仪器有限公司) ，e s b 3 0 0 型高速剪切乳化机( 上 海易勒机电设备有限公司) ，k q 一5 0 0 e 型超声波清洗器( 昆山市超声仪器有限公司) ， n x l 1 1 a 型旋转粘度计( 成都仪器厂) ，l 2 0 0 0 型高效液相色谱仪( 日本株氏会社 日立高新技术那珂事务所) ，卡式微量水分仪( 瑞士万通，中国历强国际贸易有限 公司) ，r i s e 2 0 0 6 型激光粒度分析仪( 济南润之科技有限公司) ，p h s - 4 c + p h 计( 成 都市方舟科技开发公司) 。 2 方法 2 1 水乳剂的配置方法 本研究采用相转移法【删，在室温下，将农药原药溶于有机溶剂中，加入经混 匀可用的乳化剂，充分搅拌即为油相，于3 0 0 0 r m i n 高速匀质搅拌下滴加水相，滴 毕搅拌1 0 r a i n ，即得到e w 。 2 2 溶剂的选择 结合阿维菌素和噻螨酮的理化性质，本实验以甲苯和二甲苯为主溶剂，通过 添加少量的极性溶剂以达到显著增加对有效成分溶解度的目的，进一步降低溶剂 1 7 西南大学硕士学位论文 的添加量，更大程度上节约成本。溶剂筛选参照刘步林“刚所介绍的相关方法：按 比例称取1 2 0 0 0 2 9 有效成分于试管中，用移液管取2 m l 溶剂加入其中，在室 温下轻轻摇动，必要时可微热加速溶解，若不能很好溶解，继续添加2 m l 溶剂， 如此重复操作以至有效成分完全溶解，计算溶解度，优选溶剂。 2 3 乳化剂的筛选 研究表明，农药剂型加工中单一乳化剂的乳化分散效果较混合乳化剂的效果 差，且用量大，近3 0 年来一般均采用混合乳化剂。农药乳化剂应用中以非离子型 和阴离子型为主，而阳离子型和两性离子型乳化剂的研究较少啼引。故本实验选用 非离子型、阴离子型和非阴离子型、非阴离子型复配，形成多组不同的乳化剂对， 从中优选出适宜的乳化剂对，进而调整乳化剂对中两种乳化剂的比例，通过考察 体系物理稳定性得到最佳乳化剂组合的比例1 眈1 ，最终确定最佳乳化剂。 2 3 1 乳化剂对的选择 实验选定h l b 在8 1 8 之间的能形成水包油( o w ) 型乳状液的常用乳化剂， 组成阴离子型、非离子型和非离子型、非离子型乳化剂对：s p a n 2 0 + t e r m u l 2 0 0 ， 农乳5 0 0 + t e r m u l 2 0 0 ，t e r m u l 5 0 3 0 + t e r m u l 2 0 0 ，农乳5 0 0 + t w e e n 2 0 ，农乳5 0 0 + e l 4 0 ， s p a n 2 0 + e l 4 0 ，农乳5 0 0 + 6 0 2 ，s p a n 2 0 + 6 0 2 ，s p a n 2 0 + t w e e n 2 0 ，均按照1 ：l 的比 例，3 的添加量加工水乳剂，考察热贮物理稳定性指标，筛选出最佳乳化剂组合。 2 3 2 乳化剂最佳用量的选择 乳化剂的用量影响水乳剂的稳定性，在一定范围内，随着乳化剂浓度的增加， 乳化剂分子在油水界面膜上紧密更加排列，膜强度增加，乳状液的稳定性增强， 一般乳化剂用量为0 2 - - 1 0 3 洲1 。本实验用2 3 1 筛选出来的乳化剂对，按照2 ，3 ，4 ，5 ，6 的添加量制备水乳剂，测定粒径大小，乳状液分散性， 热贮物理稳定性，低温贮藏稳定性，稀释稳定性等物理性状测定，确定乳化剂的 最佳用量。 2 3 3 分散性评价 分散性即制剂加入标准硬水中，自动分散形成乳状液的能力。分为四个等级： “优 为自动分散，呈云雾状；“良 为自动分散，制剂沉到底部基本分散或可自 动分散，“般 为需要倒置才能分散；“差 为不能自动分散，强烈摇晃才能分 散h 们。 2 3 4 析油率测定 于l o m l 具塞试管中准确加入l o m l 的乳状液，将其放在5 4 。c 2 恒温箱中， 第二= 章5 5 a i 维菌素- 噻螨酮水乳剂的研制 观察乳状液分层情况，记录贮存期内清油层体积，计算析油率( 即清油层体积与总 体积之比) 。 2 3 5 析水率测定 于l o m l 具塞试管中准确加入l o m l 的乳状液，将其放在5 4 。c 2 恒温箱中， 观察分层情况，记录贮存期内清水层体积，计算析水率( 即清水层体积与总体积之 比) 。 2 4 抗冻剂的选择 将初步配方所得水乳剂样品置于一1 5 冰箱中冷藏1 2 h ，若有析油或析水现象， 表明水乳剂的冷贮稳定性不合格，需加入抗冻剂加固体系稳定性，且低含量水乳 剂中抗冻剂一般添加5 就能起到良好效果障射，故添加等量( 5 ) 的不同抗冻剂制 备水乳剂，通过考察体系冷贮稳定性作为筛选依据。 2 5 黏度的测定 采用n x s l l a 型旋转黏度计测定乳状液的黏度，重复4 次汹嘲1 。 2 6 水质对制剂稳定性的影响 实验采用自来水，去离子水、3 4 2m g i l 和1 1 4 0m g l 硬水分别配置水乳剂，通 过考察体系稳定性作为筛选依据。 2 7 成本比较 由于市场上未见5 n 维菌素噻螨酮乳油产品，且无微乳剂登记，自配5 阿 维菌素噻螨酮乳油和5 阿维菌素噻螨酮微乳剂，进行相同含量下三种乳剂的成 本比较。 3 结果与分析 3 1 溶剂体系的确定 实验结果表明，阿维菌素和噻螨酮在甲苯中溶解度均较高，可达3 5 0 9 l 和 2 7 0 9 l ；而二甲苯对阿维菌素的溶解性不好，甲苯对阿维噻螨酮的溶解度仅有 2 4 0g l ；通过添加少量的极性溶剂后，溶解度大为提高，以n ，n 一二甲基吡咯烷 酮效果最好，故本配方采用甲苯和n ，n 一二甲基吡咯烷酮为溶剂( 比例为1 0 ：3 ) 。 详见表3 - 1 。 1 9 两南大学硕士学何论文 表3 - 1 溶剂的筛选 t a b l e3 - 1t h es e l e c t i o no f a p p r o p r i a t es o l v e n t 3 2 乳化剂筛选 3 2 1 乳化剂对的选择 实验表明：乳化剂对s p a n 2 0 + t w e e n 2 0 热贮稳定性合格，稀释稳定时间达 1 2 0 r a i n ，分散性能优；乳化剂对t e r m u l 5 0 3 0 +