50%呋蟲胺可溶粒劑增效配方的研究

趙健鵬，周全榮，王鐵威，董立峰

(青島金爾農化研制開發有限公司，山東 青島 266000)

呋蟲胺屬第三代煙堿類殺蟲劑，主要作用于昆蟲神經傳遞系統，使害蟲引起麻痹從而發揮殺蟲作用。具有觸殺、胃毒作用，內吸性強、持效期長，殺蟲譜廣，使用方便；可以在水稻、小麥、蔬菜、果樹、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、蚜蟲以及潛葉蛾、桃小食心蟲、水稻螟蟲、小菜蛾、菜青蟲等，并對跳蚤、蟑螂、白蟻、家蠅、蚊等衛生害蟲有高效。該藥劑殺蟲譜廣，具有卓越的內吸滲透作用，并在很低的劑量即顯示了很高的殺蟲活性。

目前市場上呋蟲胺制劑多以水分散粒劑、可溶液劑、懸浮劑為主，而可溶粒劑登記數量較少，僅有12個，其中50%含量的只有3個。可溶粒劑明顯區別于水分散粒劑的特點在于，所用填料均為水溶性填料，稀釋液均勻，無沉淀，不會因不溶性填料造成污染果面等問題。同時，因為呋蟲胺水溶性較大，眾多企業往往忽視懸浮率，而選擇不加或少加分散劑，以此降低成本，這樣對實際效果是有較大影響的。因此開發50%呋蟲胺可溶粒劑產品有較大優勢，同時開發增效配方也更有意義。筆者通過大量試驗研究，開發出具有顯著增效效果的可溶粒劑配方，對同類產品的開發有一定的指導意義。

1 材料設備與方法

1.1 實驗材料 原藥：98%呋蟲胺原藥；助劑：十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、木質素磺酸鈉、萘磺酸鹽分散劑N、分散劑B、2020、D908、潤濕滲透劑T、增效助劑J、SXC、潤濕劑S；崩解劑，填料：硫酸銨、無水硫酸鈉、可溶性玉米淀粉。

1.2 主要加工設備 超微氣流粉碎機、試驗室用擠壓造粒機、中藥材粉碎機、電子天平、鼓風式干燥箱、液相色譜分析儀、水分測定儀等。

1.3 可溶粒劑配方篩選

1.3.1 潤濕劑的篩選 潤濕劑是指能降低液固表面張力，增加液體在固體上的擴展性和滲透力，使其潤濕或加速潤濕的一類物質。潤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，還有保持農藥有效濃度，增強作物吸收，提高藥效的作用。通常來說，分子量大的表面活性劑吸附能力強，不易從粒子表面脫落，穩定性強。

分別將一定量的十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、SXC、潤濕劑S加入原藥和載體制成可溶粒劑，通過測定潤濕時間來判斷潤濕性的好壞，具體方法是，稱取1.0g樣品快速倒入盛有500mL標準硬水的500mL量筒中，計秒表，記錄99%的樣品沉入量筒底部所需時間。

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時間保持均勻分散的一類物質。它的主要作用在于改變農藥顆粒與水界面的性質，促使農藥顆粒在水中分散，使農藥懸浮體系具有良好的穩定性。其主要作用機理有雙電層排斥理論、空間位阻穩定機理、靜電位阻穩定機理等。

因為做的是可溶粒劑，可以不用過多的考慮分散性以及懸浮率的問題，但是分散劑的選擇直接關系到可溶粒劑入水后的崩解狀態和溶解速率。一般認為，HLB值在10～13的比較適合水分散粒劑中分散劑的要求，據此我們在可溶粒劑的配方篩選中，也分別選擇了木質素磺酸鈉、萘磺酸鹽分散劑N、分散劑B、2020、D908進行搭配測定崩解時間和溶解程度。

溶解程度和溶液穩定性，按照GB/T32777-2016進行。

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，其作用機制是機械性的而非化學性的。衡量崩解劑崩解性能的重要指標是崩解時間，不同崩解劑品種，其崩解性能不同。一般來講，隨著崩解劑用量的增加，崩解時間縮短。崩解劑加到一定量后，崩解時間變化不大，懸浮率變化也不大。因此，崩解劑的選用要用大量的實驗來確定合適的崩解劑。

溶解程度和溶液穩定性，按照GB/T32777-2016進行。

1.3.4 填料的選擇 填料的主要作用就是在制劑加工時對有效成分進行稀釋，再就是釋放有效成分，填料的選擇也關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，所以試驗中我們使用硫酸銨、硫酸鈉、淀粉進行對比，先按照一定比例將其他組分混合，然后加入填料補足100%，造粒后檢測潤濕性、崩解性及溶解程度等性能。

溶解程度和溶液穩定性，按照GB/T32777-2016進行。

2 試驗結果與分析

2.1 潤濕劑的篩選 試驗所用的潤濕劑有十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、潤濕劑SXC、潤濕劑S 4種，每個潤濕劑分別按照1%、1.5%、2%、2.5%、3%的含量加入到50%呋蟲胺原藥中，然后用硫酸銨補足100%。經萬能粉碎機粉碎混合后，加入適量水進行擠壓造粒，用54℃烘箱干燥1h后測定潤濕時間，通過潤濕時間的差異來篩選合適的潤濕劑。

潤濕時間按照GB/T5451的方法進行測定(表1)。

表1 潤濕劑對比結果

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

2.2 分散劑的篩選 試驗所用的分散劑有木質素磺酸鈉、分散劑2020、萘磺酸鹽分散劑N、分散劑B、D908。每個分散劑分別按照3%、4%、5%、6%的含量加入到含有50%呋蟲胺原藥、2%潤濕劑S的原料中，然后用硫酸銨補足100%。制得樣品后測定崩解時間、溶解程度。通過這幾個方面的效果來篩選合適的分散劑，測定結果(表2)。

表2 分散劑對比結果

(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，崩解時間短，但超過一定添加量后會崩解性會變差，對于相同含量的不同助劑來說，使用萘磺酸鹽分散劑的崩解性明顯好于其他4種。當使用量達到5%時的崩解性最好。

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，考慮到經濟性，一般默認硫酸銨為填料，且在研究中發現，硫酸銨做填料對崩解性最好，關鍵是需要篩選合適的其他崩解劑以及添加量作為搭配，進一步提升崩解性。試驗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%呋蟲胺原藥、2%潤濕劑S、5%萘磺酸鹽分散劑N的原料中，不足100%時用硫酸銨補足100%。通過崩解時間的長短來篩選合適使用量的崩解劑。測定結果(表3)。

表3 不同崩解劑不同添加量時的崩解時間對比結果

(表3)可以看出，隨著玉米淀粉含量的增加，崩解時間會減少，但是試驗中發現，當添加量>15%后，顆粒硬度和強度都會明顯變差。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胺原藥，潤濕劑S 2%、萘磺酸鹽分散劑N 5%、淀粉15%中，硫酸銨補足至100%。然后取樣進行死亡率的室內生測試驗。

試驗方法：試驗時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，放入養蟲盒中，然后接上蚜蟲，在25℃條件下飼養，每處理3次重復，每重復所用試蟲數為50頭，于72h檢查死蟲數，計算死亡率，計算公式如下：

記錄不同增效助劑、不同添加量的死亡率和增效系數，如表所示：

表5 不同增效助劑不同添加量的增效系數

(表4～5)可以看出，添加增效助劑對死蟲率的提高均有較好的促進作用，其中快速滲透劑T的添加增效效果最為顯著，當添加量為6%時死蟲率較高，之后隨著添加量的增加，死蟲率提升較慢，考慮到經濟成本，選擇添加量為6%。

表4 不同增效助劑不同添加量時的死亡率對比結果

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

3 質量檢測

3.1 熱貯穩定性 試驗按照初步篩選配方制備50%呋蟲胺可溶粒劑樣品100g，平均分裝在5個包裝內編號，封口，于(54±2)℃恒溫箱中熱貯14d，并對比貯前貯后各指標性能的變化(表6)。

表6 50%呋蟲胺可溶粒劑樣品熱貯前后性能對比

(表6)可以看出，50%呋蟲胺可溶粒樣品熱貯之后樣品的崩解時間并沒有太大變化。有效成分相對很穩定，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，配方中個組分篩選合理，性質比較穩定。

3.2 PH測定 按照GB/T1601中PH的測定方法對50%呋蟲胺可溶粒劑試樣進行PH值平行測定，平行測定結果分別為6.65、6.63、6.66，平均值為6.65，顯示弱酸性。

3.3 水分含量測定 按照GB/T1600的共沸蒸餾法，測定50%呋蟲胺可溶粒劑樣品中水分的含量，經測定，樣品中水分含量1.6%，符合國家標準中水分散粒劑水分含量≤3%的要求。

3.4 持久起泡性試驗 按照GBT 28137-2011 農藥持久起泡性測定方法，重復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 經過對50%呋蟲胺可溶粒劑各項物化指標的測定，最終得到該樣品的各項指標數據(表7)。

表7 50%呋蟲胺可溶粒劑主要性能指標測定結果

4 討論

可溶粒劑的開發，重點在于可溶性填料的使用和潤濕劑、分散劑的搭配，既要保證溶解性，還要兼顧崩解性，有時候顆粒是在溶解而非崩解，因此就要重點考慮如何促進各組分的分散和溶解，以此提升崩解性。接下來農藥制劑研發的核心還在于藥效的提升。在保證各指標合格的前提下，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，提高靶標作物對活性物的吸收和粘附是需要重點研究和探討的