500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂的研制

2023-09-04戴焰林李书香

世界农药 2023年8期

戴焰林，李书香，郑玥

(中江国际海外进出口分公司，南京 210003)

砜吡草唑(pyroxasulfone)是日本组合化学工业株式会社开发的一种新型广谱、高活性的异唑类除草剂，其作用机理是通过抑制杂草植物体内超长链脂肪酸延长合成酶(VLCFAE)而发挥药效，可用于小麦、玉米、棉花、花生等作物田，防除多种一年生禾本科杂草和阔叶杂草，是芽前土壤处理或芽后早期茎叶处理除草剂[1-3]。唑草酮(carfentrazoneethyl)是由美国富美实(FMC)公司开发的三唑啉酮类除草剂，其作用机理是通过抑制叶绿素合成过程中的原卟啉原氧化酶的生成，破坏杂草的细胞膜，主要用于防除小麦、玉米、大麦、水稻田阔叶杂草和莎草，具有快速、高效，对下茬作物安全等优点[4]。

悬乳剂(suspo-emulsion，SE)是由不溶于水的固体原药和不溶于水的液体原油，借助各种助剂的作用，配制成以水为分散介质的稳定的高悬浮乳状体系。它由液体原药形成的乳状液和固体原药研磨而成的悬浮液构成，是水乳剂与悬浮剂技术相结合的产品，属于油、固、水三相混合物[5]，因而具有悬浮剂和水乳剂的优点，绿色环保，储运安全，生物活性高，是取代传统剂型的最佳剂型之一[6]。砜吡草唑和唑草酮的复配可以扩大杂草防除谱，提高杂草防除效果，延缓抗性，在美国、加拿大、澳大利亚等国已登记应用，目前在国内尚无登记、生产。本文以500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂(SE)为研究对象，进行了大量的配方筛选试验，以期开发出性能优良的悬乳剂，从而为该产品的推广应用提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

98%砜吡草唑原药(山东先达农化股份有限公司)、95.5%唑草酮原药(安徽久易农业股份有限公司)；高分子梳状共聚物分散剂Atlox 4913(英国禾大公司)，烷基萘磺酸盐甲醛缩合物Morwet D-425[诺力昂特种化学(上海)有限公司]，烷基醇聚氧乙烯醚Tergitol W-600(陶氏化学)，EO/PO 嵌段聚醚WS-1750(南京威尔生物材料有限公司)，木质素磺酸钠(南京捷润科技有限公司)，农乳500#(十二烷基苯磺酸钙)、农乳600#(苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚)(南通德益化工有限公司)，乳化剂TERSPERSE 2280(亨斯迈功能化学品农化事业部)，C8脂肪醇(沙索中国化学有限公司)，溶剂油S-200(江苏华伦化工有限公司)，玉米油(山东西王食品有限公司)，乙二醇(分析纯)、1,2-丙二醇(分析纯)、丙三醇(分析纯)、尿素(分析纯)(国药集团)，黄原胶(上海森硕化工科技有限公司)，消泡剂SAG 1522(迈图高新材料集团)，去离子水。

1.2 主要试验仪器

200 mL 立式砂磨机(上海赛杰化工设备公司)；T18 数显型高剪切均质乳化机(德国IKA 集团)；GHP-9080 隔水式恒温培养箱(上海一恒科学仪器有限公司)；BT-9300 激光粒度分布仪(丹东百特仪器有限公司)；pH 计(梅特勒-托利多公司)；安捷伦HPLC1220(安捷伦科技有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 制备方法

悬浮剂制备：采用湿法研磨超微粉碎法。将砜吡草唑原药相关助剂和水混合均匀，倒入砂磨机中与研磨介质按1∶(1.0～1.2)混合均匀，研磨1～2 h，经检测粒径合格后，得到砜吡草唑悬浮剂。

油相制备：采用直接混合法。将唑草酮原药、乳化剂、溶剂直接混合在一起，得到含有唑草酮的油相。

悬乳剂制备：采用高速剪切混合法。将上述油相按比例均匀加入处于高速分散中的砜吡草唑悬浮液中，剪切10 min 左右，得到砜吡草唑·唑草酮悬乳剂成品，进行各项指标的分析检测。

1.3.2 产品性能指标的检测

有效成分含量采用反相高效液相色谱法测定；参照GB/T 1601—1993 方法测定pH；参照GB/T 14825—2006 方法测定悬浮率；参照GB/T 19136—2003 方法测定热储稳定性；参照GB/T 19137—2003方法测定低温稳定性；参照GB/T 31737—2015 方法测定倾倒性；参照CIPAC MT-180 方法测定乳化分散性；采用激光粒度分析仪测量样品的粒度分布，重复测量3 次，取其平均粒径。

2 结果与分析

2.1 润湿分散剂和乳化剂的筛选

悬乳剂是油-固-水三相体系，固体分散相中所悬浮的固体微粒与油相液滴接触时极易发生油-固聚凝，从而导致絮凝、破乳、晶体增长、沉降和分层等问题，破坏制剂的稳定性。因此必须加入合适的润湿分散剂和乳化剂，在固体颗粒和油滴表面构成保护层，阻碍固体颗粒之间以及固体颗粒与油滴之间的相互靠近和聚凝，保证制剂的稳定性和悬浮性，且在长期储存和运输过程中保持稳定的悬浮和分散性能。

按1.3 节的加工工艺，对不同类型润湿分散剂、乳化剂和溶剂组合进行筛选，筛选方案见表1，其中砜吡草唑含量为447 g/L，唑草酮含量为53 g/L。悬乳剂样品置于(54±2)℃的恒温箱中储存14 d 后，通过观察其热储前后的流动性、分散稳定性，测定悬浮率、析水率、粒径变化确定性能优劣，结果见表2。

表1 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂润湿分散剂、乳化剂和溶剂筛选配方

表2 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂润湿分散剂、乳化剂和溶剂筛选试验结果

配方1、2、3 均以S-200 溶剂油为唑草酮的稀释溶剂，制剂的常温流动性和分散度都较差，热储后出现膏化，这可能是由于所选的表面活性剂对油-固2 种活性成分体系的亲和力存在差异，导致表面活性剂发生重新分配，破坏了表面活性剂在固体颗粒和油滴表面形成的原有吸附平衡，出现油-固聚凝现象。配方4、5、6 以C8脂肪醇为唑草酮的稀释溶剂，制剂的常温的流动性和分散性均较好，但在不同乳化剂体系下，热储时出现了严重析水或膏化现象，说明润湿分散剂、乳化剂和溶剂没有达到最佳的协同作用。配方7、8、9、10 以玉米油为唑草酮的稀释溶剂并使用TERSPERSE 2280 作为乳化剂，制剂常温和热储后的流动性和分散性都表现优良，同时也可以发现不同润湿分散剂的对制剂的流动性和分散性影响不大，但对热储后的粒径增长有一定的影响。

2.2 防冻剂的筛选

悬乳剂在储存、运输过程中易出现冻结、析晶现象，影响其使用和稳定性，为避免这种情况发生，需要在配方中加入防冻剂，在前述配方7 的基础上选择不同的防冻剂进行筛选试验，结果见表3。

表3 500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂中防冻剂筛选试验结果

由表3 可知：选用1,2-丙二醇和丙三醇作为防冻剂时，该悬乳剂在低温稳定性及(-20±2)℃时的冻融恢复情况均表现优异，考虑成本因素，最终选定40 g/L 丙三醇为防冻剂。

2.3 增稠剂的筛选

悬乳剂是热力学不稳定体系，其储存稳定性与介质黏度的高低密切相关，按照Stockes 公式，固体颗粒的沉降速度与体系的黏度成反比，提高体系的黏度，有利于提高制剂的储存稳定性，但黏度过大，倾倒性能就会变差，增加生产和包装时的难度，本试验选用黄原胶作为增稠剂，在前述配方7 的基础上，通过一系列梯度试验，最终确定黄原胶的最佳用量为1.5 g/L。

2.4 配方的确定及质量控制指标

通过大量配方筛选试验，确定了制备500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂的最佳配方：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、黄原胶1.5 g/L、丙三醇40 g/L、消泡剂SAG 1522 3 g/L、卡松2 g/L，去离子水补足至1 170 g/L。500 g/L 砜吡草唑·唑草酮悬乳剂的质量控制指标见表4。