500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑的研制

戴焰林，李書香，鄭 玥

(中江國際海外進出口分公司，南京 210003)

砜吡草唑(pyroxasulfone)是日本組合化學工業株式會社開發的一種新型廣譜、高活性的異唑類除草劑，其作用機理是通過抑制雜草植物體內超長鏈脂肪酸延長合成酶(VLCFAE)而發揮藥效，可用于小麥、玉米、棉花、花生等作物田，防除多種一年生禾本科雜草和闊葉雜草，是芽前土壤處理或芽后早期莖葉處理除草劑[1-3]。唑草酮(carfentrazoneethyl)是由美國富美實(FMC)公司開發的三唑啉酮類除草劑，其作用機理是通過抑制葉綠素合成過程中的原卟啉原氧化酶的生成，破壞雜草的細胞膜，主要用于防除小麥、玉米、大麥、水稻田闊葉雜草和莎草，具有快速、高效，對下茬作物安全等優點[4]。

懸乳劑(suspo-emulsion，SE)是由不溶于水的固體原藥和不溶于水的液體原油，借助各種助劑的作用，配制成以水為分散介質的穩定的高懸浮乳狀體系。它由液體原藥形成的乳狀液和固體原藥研磨而成的懸浮液構成，是水乳劑與懸浮劑技術相結合的產品，屬于油、固、水三相混合物[5]，因而具有懸浮劑和水乳劑的優點，綠色環保，儲運安全，生物活性高，是取代傳統劑型的最佳劑型之一[6]。砜吡草唑和唑草酮的復配可以擴大雜草防除譜，提高雜草防除效果，延緩抗性，在美國、加拿大、澳大利亞等國已登記應用，目前在國內尚無登記、生產。本文以500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑(SE)為研究對象，進行了大量的配方篩選試驗，以期開發出性能優良的懸乳劑，從而為該產品的推廣應用提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

98%砜吡草唑原藥(山東先達農化股份有限公司)、95.5%唑草酮原藥(安徽久易農業股份有限公司)；高分子梳狀共聚物分散劑Atlox 4913(英國禾大公司)，烷基萘磺酸鹽甲醛縮合物Morwet D-425[諾力昂特種化學(上海)有限公司]，烷基醇聚氧乙烯醚Tergitol W-600(陶氏化學)，EO/PO 嵌段聚醚WS-1750(南京威爾生物材料有限公司)，木質素磺酸鈉(南京捷潤科技有限公司)，農乳500#(十二烷基苯磺酸鈣)、農乳600#(苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚)(南通德益化工有限公司)，乳化劑TERSPERSE 2280(亨斯邁功能化學品農化事業部)，C8脂肪醇(沙索中國化學有限公司)，溶劑油S-200(江蘇華倫化工有限公司)，玉米油(山東西王食品有限公司)，乙二醇(分析純)、1,2-丙二醇(分析純)、丙三醇(分析純)、尿素(分析純)(國藥集團)，黃原膠(上海森碩化工科技有限公司)，消泡劑SAG 1522(邁圖高新材料集團)，去離子水。

1.2 主要試驗儀器

200 mL 立式砂磨機(上海賽杰化工設備公司)；T18 數顯型高剪切均質乳化機(德國IKA 集團)；GHP-9080 隔水式恒溫培養箱(上海一恒科學儀器有限公司)；BT-9300 激光粒度分布儀(丹東百特儀器有限公司)；pH 計(梅特勒-托利多公司)；安捷倫HPLC1220(安捷倫科技有限公司)。

1.3 試驗方法

1.3.1 制備方法

懸浮劑制備：采用濕法研磨超微粉碎法。將砜吡草唑原藥相關助劑和水混合均勻，倒入砂磨機中與研磨介質按1∶(1.0～1.2)混合均勻，研磨1～2 h，經檢測粒徑合格后，得到砜吡草唑懸浮劑。

油相制備：采用直接混合法。將唑草酮原藥、乳化劑、溶劑直接混合在一起，得到含有唑草酮的油相。

懸乳劑制備：采用高速剪切混合法。將上述油相按比例均勻加入處于高速分散中的砜吡草唑懸浮液中，剪切10 min 左右，得到砜吡草唑·唑草酮懸乳劑成品，進行各項指標的分析檢測。

1.3.2 產品性能指標的檢測

有效成分含量采用反相高效液相色譜法測定；參照GB/T 1601—1993 方法測定pH；參照GB/T 14825—2006 方法測定懸浮率；參照GB/T 19136—2003 方法測定熱儲穩定性；參照GB/T 19137—2003方法測定低溫穩定性；參照GB/T 31737—2015 方法測定傾倒性；參照CIPAC MT-180 方法測定乳化分散性；采用激光粒度分析儀測量樣品的粒度分布，重復測量3 次，取其平均粒徑。

2 結果與分析

2.1 潤濕分散劑和乳化劑的篩選

懸乳劑是油-固-水三相體系，固體分散相中所懸浮的固體微粒與油相液滴接觸時極易發生油-固聚凝，從而導致絮凝、破乳、晶體增長、沉降和分層等問題，破壞制劑的穩定性。因此必須加入合適的潤濕分散劑和乳化劑，在固體顆粒和油滴表面構成保護層，阻礙固體顆粒之間以及固體顆粒與油滴之間的相互靠近和聚凝，保證制劑的穩定性和懸浮性，且在長期儲存和運輸過程中保持穩定的懸浮和分散性能。

按1.3 節的加工工藝，對不同類型潤濕分散劑、乳化劑和溶劑組合進行篩選，篩選方案見表1，其中砜吡草唑含量為447 g/L，唑草酮含量為53 g/L。懸乳劑樣品置于(54±2)℃的恒溫箱中儲存14 d 后，通過觀察其熱儲前后的流動性、分散穩定性，測定懸浮率、析水率、粒徑變化確定性能優劣，結果見表2。

表1 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑潤濕分散劑、乳化劑和溶劑篩選配方

表2 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑潤濕分散劑、乳化劑和溶劑篩選試驗結果

配方1、2、3 均以S-200 溶劑油為唑草酮的稀釋溶劑，制劑的常溫流動性和分散度都較差，熱儲后出現膏化，這可能是由于所選的表面活性劑對油-固2 種活性成分體系的親和力存在差異，導致表面活性劑發生重新分配，破壞了表面活性劑在固體顆粒和油滴表面形成的原有吸附平衡，出現油-固聚凝現象。配方4、5、6 以C8脂肪醇為唑草酮的稀釋溶劑，制劑的常溫的流動性和分散性均較好，但在不同乳化劑體系下，熱儲時出現了嚴重析水或膏化現象，說明潤濕分散劑、乳化劑和溶劑沒有達到最佳的協同作用。配方7、8、9、10 以玉米油為唑草酮的稀釋溶劑并使用TERSPERSE 2280 作為乳化劑，制劑常溫和熱儲后的流動性和分散性都表現優良，同時也可以發現不同潤濕分散劑的對制劑的流動性和分散性影響不大，但對熱儲后的粒徑增長有一定的影響。

2.2 防凍劑的篩選

懸乳劑在儲存、運輸過程中易出現凍結、析晶現象，影響其使用和穩定性，為避免這種情況發生，需要在配方中加入防凍劑，在前述配方7 的基礎上選擇不同的防凍劑進行篩選試驗，結果見表3。

表3 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑中防凍劑篩選試驗結果

由表3 可知：選用1,2-丙二醇和丙三醇作為防凍劑時，該懸乳劑在低溫穩定性及(-20±2)℃時的凍融恢復情況均表現優異，考慮成本因素，最終選定40 g/L 丙三醇為防凍劑。

2.3 增稠劑的篩選

懸乳劑是熱力學不穩定體系，其儲存穩定性與介質黏度的高低密切相關，按照Stockes 公式，固體顆粒的沉降速度與體系的黏度成反比，提高體系的黏度，有利于提高制劑的儲存穩定性，但黏度過大，傾倒性能就會變差，增加生產和包裝時的難度，本試驗選用黃原膠作為增稠劑，在前述配方7 的基礎上，通過一系列梯度試驗，最終確定黃原膠的最佳用量為1.5 g/L。

2.4 配方的確定及質量控制指標

通過大量配方篩選試驗，確定了制備500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑的最佳配方：砜吡草唑447 g/L、唑草酮53 g/L、Tergitol W-600 10 g/L、Atlox 4913 20 g/L、Morwet D-425 6 g/L、TERSPERSE 2280 20 g/L、玉米油100 g/L、黃原膠1.5 g/L、丙三醇40 g/L、消泡劑SAG 1522 3 g/L、卡松2 g/L，去離子水補足至1 170 g/L。500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑的質量控制指標見表4。

表4 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑指標檢測

3 結 論

采用濕法研磨和高速剪切混合工藝，通過各項指標的篩選測定，制備了性能符合懸乳劑要求的500 g/L 砜吡草唑·唑草酮懸乳劑產品。該產品屬于水基化制劑，制備過程安全、環保，符合國家對綠色環保劑型的發展要求，為砜吡草唑和唑草酮復配產品的推廣應用提供技術支撐。