25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的配方研究

孫 倩，孫冬梅，葉進(jìn)剛

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319；2.天津市漢邦植物保護(hù)劑有限責(zé)任公司，天津 301699）

關(guān)鍵字： 晶型；熔點；流點法；正交實驗

吡唑醚菌酯自2002 上市以來，取得了相當(dāng)大的成功，現(xiàn)已成為全球第二大殺菌劑[1]。自2015 年6 月巴斯夫?qū)＠a(chǎn)品吡唑醚菌酯在中國專利到期至今，國內(nèi)吡唑醚菌酯產(chǎn)品登記如雨后春筍[2]。

目前，吡唑醚菌酯的劑型主要有乳油、可濕性粉劑、水分散粒劑和水懸浮劑。前3 個劑型相對工藝?yán)吓f，降解困難，對環(huán)境污染嚴(yán)重[3]，對人體傷害較大。水懸浮劑無粉塵危害，對操作者和環(huán)境安全；以水為分散介質(zhì)，沒有由有機(jī)溶劑產(chǎn)生的易燃和藥害問題；在水中擴(kuò)散良好，可直接制成噴霧液使用；比重大，包裝體積小；分散性和展著性都比較好，懸浮率高，粘附在植物體表面的能力比較強(qiáng)，耐雨水沖刷，藥效較可濕性粉劑顯著且也比較持久；具有粒子小、活性表面大、滲透力強(qiáng)、配藥時無粉塵、成本低、藥效高等特點[4]，同時兼有可濕性粉劑和乳油的優(yōu)點，可被水濕潤，加水稀釋后懸浮性好。國內(nèi)目前有不少公司登記了吡唑醚菌酯水懸浮劑，但產(chǎn)品質(zhì)量有缺陷，熱貯后粒徑變大現(xiàn)象較普遍，易發(fā)生膏化情況，因而研制吡唑醚菌酯的水懸浮劑更具有研究和實際應(yīng)用價值。本文通過圖像顆粒分析儀及恒溫箱篩選出熔點高的原藥，并通過流點法、正交實驗確定其最優(yōu)方案，制劑穩(wěn)定性較好。

1 材料與儀器

1.1 實驗材料 I#吡唑醚菌酯原藥 （98%）；II#吡唑醚菌酯原藥 （98%）；III#吡唑醚菌酯原藥（98%）；IV#吡唑醚菌酯原藥 （98%）；V#吡唑醚菌酯原藥 （98%）；VI#吡唑醚菌酯原藥（98%）；500# （烷基苯磺酸鹽）；D-425 （烷基萘磺酸鹽）；SK-33SC（磷酸酯）；AES （硫酸鹽）；THB1 （磺酸鹽復(fù)合物）；

NP-10 （烷基酚聚氧乙烯醚）；THB2 （聚羧酸鹽）；8070 （EO/PO嵌段共聚物）；

NA（木質(zhì)素類）；AF-9903 （有機(jī)硅消泡劑）；黃原膠 （市售）；抗凍劑：乙二醇，尿素，丙三醇均為市售。

1.2 實驗儀器 AE240 電子天平；圖像顆粒分析儀；BT-9003ST；NDJ-1 型旋轉(zhuǎn)粘度計；PHS-3S 型PH計；DNP-9082 型恒溫培養(yǎng)箱；SHLX-2 型離心機(jī)；冰箱；高效液相色譜儀HPLC-20A；砂磨機(jī) SM-1L。

2 方法與分析

2.1 原藥篩選 吡唑醚菌酯原藥熔點為63.7 ～65.2℃[5]，存在多種晶態(tài)，晶型Ⅱ和晶型Ⅳ是其中能夠穩(wěn)定存在的兩種晶型，但兩種晶型的物化性質(zhì)存在差異[6]。在吡唑醚菌酯懸浮劑生產(chǎn)過程中，由于吡唑醚菌酯晶型的不同，吡唑醚菌酯懸浮劑經(jīng)常會產(chǎn)生膏化、絮凝等現(xiàn)象，破壞了吡唑醚菌酯懸浮劑的穩(wěn)定性[7]，因此研制產(chǎn)品前需篩選原藥。將6 個原藥公司生產(chǎn)的原藥稱取1g置于60℃恒溫箱中熱貯24h 觀察原藥狀態(tài)，每組設(shè)置3 個重復(fù)，并借助圖像顆粒分析儀400 倍觀察晶型狀態(tài)，拍照 （如圖1 ～圖6），發(fā)現(xiàn)晶體呈棒狀的原藥無熔解情況，熔點＞60℃，適合加工成水懸浮劑，即I#的吡唑醚菌酯原藥，因而選定I#原藥用于25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的開發(fā) （表1）。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

表1 6 個廠家吡唑醚菌酯恒溫箱60℃24h后的熔解情況

續(xù)表

2.2 水懸浮劑的加工工藝 在量杯中稱取余量的純凈水，將潤濕分散劑稱于量杯中，剪切攪拌均勻后，將原藥、消泡劑、防凍劑等輔料加入，剪切攪拌均勻后置于砂磨罐中，稱取料液1.75 倍鎬珠置于砂磨罐中砂磨，砂磨至D90 ≤5 μm以下即可出料，過濾后，加入適當(dāng)黃原膠劑消泡劑剪切均勻后即為所得樣品，冷熱貯觀察，按照國標(biāo)要求檢測各項指標(biāo)。

2.3 潤濕分散劑的篩選 利用流點法篩選出合適的分散劑：木質(zhì)素磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽甲醛縮合物、硫酸鹽、羧酸鹽、磺酸鹽復(fù)合物、烷基酚聚氧乙烯醚、EO/PO嵌段非離子潤濕分散劑分別配置成5%水溶液備用，稱取5g（精確至0.001g） 吡唑醚菌酯原藥與50mL燒杯中，連同鋼鏟一同稱重，同時不斷用鋼鏟攪拌成糊狀直至糊狀物能從鋼鏟上呈滴狀自由滴下時，將燒杯和鋼鏟一起稱重，記錄滴加水溶液的重量，用滴加水溶液的重量除以原藥重量既得該潤濕分散劑對吡唑醚菌酯原藥的流點 （重復(fù)5 次，取平均值），選用對于供試原藥流點值較低的潤濕分散劑進(jìn)行下一步試驗[8-9]（表2）。

實驗編號 2，5，7，9 這 4 個助劑的流點值相對小 （表2），因而采用這4 種助劑分別實驗，并對其常溫、熱貯 （54℃，14d）、冷貯 （0℃，7d） 及凍融 （54℃18h-0℃6h，4 個循環(huán)） 后的狀態(tài)進(jìn)行分析 （表3）。實驗發(fā)現(xiàn)2#和3#相對更好，但均存在一項不合格，考慮將2#和3#實驗所用助劑復(fù)配使用。

表3 4 種助劑的具體配方及結(jié)果

2.4 防凍劑的篩選 選用3 種不同的防凍劑，通過對比其常溫、冷貯、熱貯狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)使用尿素后冷貯樣品幾乎無流動性，熱貯樣品膏化，使用丙三醇的樣品冷熱貯均合格，但黏度大，常溫流動性稍差，因此防凍劑選用乙二醇。

2.5 正交實驗對配方的篩選 利用正交實驗法將潤濕分散劑用量確定在常用范圍 （4% ～6%）以及黏度調(diào)節(jié)劑黃原膠 （0.1% ～0.2%） 和防凍劑乙二醇 （4% ～6%） 在配方中的含量進(jìn)行了優(yōu)化。設(shè)置三因素，每個因素設(shè)置3 個水平（表4），通過對制劑的常溫、凍融、熱貯狀態(tài)、析水情況、懸浮率檢測、分散性等確定最優(yōu)配方。

表4 因素水平表

2.6 實驗結(jié)果分析 RD＞RA＞RB＞RC，即制劑常溫穩(wěn)定性影響為D＞A＞B＞C（表5）；RA＞RD＞RC＞RB，即熱貯穩(wěn)定性影響為A＞D＞C＞B（表6）；RA＞RD＞RC＞RB，即凍融穩(wěn)定性影響為A＞D＞C＞B（表7），綜合考慮制劑的常溫、熱貯、凍融穩(wěn)定性后，確定其最優(yōu)方案為A1B2C2D2。

表5 正交實驗法常溫實驗結(jié)果

表6 正交實驗法熱貯實驗結(jié)果

表7 正交實驗法凍融實驗結(jié)果

2.7 加工溫度的確定 吡唑醚菌酯是低熔點原藥，對溫度比較敏感，砂磨過程中鎬珠之間的擠壓碰撞、砂磨機(jī)電機(jī)都會使砂磨溫度升高，從而導(dǎo)致大量結(jié)晶析出，乃至膏化無法出料。加工過程中設(shè)置3 個溫度梯度，分別為 10℃ （冰水）、30℃ （常溫水） 和 50℃（不通水），觀察出料狀態(tài)，，冷熱貯觀察樣品狀態(tài)，實驗發(fā)現(xiàn)，砂磨溫度越高樣品出料黏度越大，50℃出料樣品流動性差，熱貯后觀察，砂磨30℃和砂磨50℃樣品熱貯膏化，無流動性，因而確定其砂磨最優(yōu)加工溫度應(yīng)為10℃以下。

2.8 最佳配方的性能測定 通過對25%吡唑醚菌酯水懸浮劑的綜合性能評價，確定其最佳方案為 A1B2C2D2，即吡唑醚菌酯 25%，THB1 2%，THB 4%，乙二醇 5%，黃原膠 0.15%，AF-9903 0.3%，水補(bǔ)至 100%。，其性能測試結(jié)果 （表8），各項性能指標(biāo)均合格。

表8 最佳配方的性能分析結(jié)果

續(xù)表

3 結(jié)論

通過恒溫箱60℃熱貯24h 和圖像顆粒分析儀篩選出熔點相對高的吡唑醚菌酯原藥，利用流點法和正交實驗確定最優(yōu)配方，制備過程中，嚴(yán)格控制砂磨溫度，所制得的制劑分散性好、吸水率低、懸浮率高、熱貯穩(wěn)定性較好，藥效更佳。