第九节 其他助剂
除前面介绍的农药载体、溶剂及助溶剂、乳化剂、分散剂、润湿剂和渗透剂、增稠剂、消泡剂等主要助剂之外,还有很多农药助剂,如稳定剂、增效剂、展着剂、防漂移剂、掺合剂、崩解剂、警示剂、抗氧化剂、防冻剂等。现将这些助剂分别简要介绍如下。
一、稳定剂
1.概念和作用
农药稳定剂(stabilizer)是能防止及延缓农药制剂在贮运过程中有效成分分解或物理性能劣化的助剂。农药制剂稳定性是指农药制剂在运输或贮藏条件下的化学及物理性能的稳定程度。农药原药和制剂不稳定的表现常从外观、物理及化学性能、制剂特性变化可知。
(1) 外观 如变色、色泽变暗变深、浑浊,分层,絮凝和沉淀等。
(2)物理及化学性能 如结晶、结块、黏度增大,凝胶化;有效成分含量降低;溶解性、分散性、乳化性、润湿性、展布性、悬浮稳定性降低;酸、碱性pH变化;气味等。
(3)制剂特性 如粒度及其分布;生物活性;毒性(包括对人畜、鱼毒和试验动物的毒性)等。
农药稳定剂按照功能分主要有两大类:一是保持和增强产品物理及物理化学性质的助剂,包括防结晶、抗絮凝、抗沉降、抗硬水、抗结块的助剂,称为物理稳定剂;二是化学稳定剂,包括防分解剂、减活化剂、抗氧化剂、防紫外线辐照剂、耐酸碱剂等,它们主要是保持和增强产品化学性能稳定性,特别是防止和减缓有效成分的分解,保证产品在有效期内各项性能指标符合要求。
2.稳定剂的种类
按稳定剂化学结构、作用特征为基础进行分类,主要有:①表面活性剂及以它们为基本活性组分的产品;②溶剂,包括稀释剂和载体;③其他化合物。
(1)表面活性剂及以此为基础的稳定剂 表面活性剂用作农药稳定剂始于20世纪50年代有机磷农药的兴起和发展。目前,表面活性剂稳定剂研究已扩大至各类农药和各种加工剂型,是三大类稳定剂中作用最多,用途最广的一类。表面活性剂稳定剂主要有两种形式:单体和以表面活性剂为基础的混合物,后者包括与其他类型稳定剂或惰性组分联用的形式。化学结构上大体又可分为有机磷酸酯表面活性剂稳定剂和其他类型表面活性剂稳定剂。
① 有机磷酸酯类稳定剂。属于阴离子型助剂。除了具有稳定性外,在制剂里主要功能还有乳化剂、分散剂、防漂移剂、防尘剂和流动性改善剂等。按结构划分有7类:烷基磷酸酯及其烷氧化物,包括单酯和双酯;醇EO加成物磷酸酯及其衍生物;烷基酚EO 加成物磷酸酯及其衍生物;脂肪酸聚氧烷烯酯磷酸酯及其衍生物;烷基芳烷基酚、芳烷基酚EO加成物磷酸酯及其盐类;亚磷酸酯,包括醇EO加成物亚磷酸和烷基亚磷酸酯,双酯和三酯等;烷基胺EO化物磷酸酯及其他磷酸酯等。
② 其他表面活性剂稳定剂。分为非离子、阴离子和阳离子型稳定剂,属于非离子型稳定剂的有EO加成物及衍生物醚类、酯类和其他结构。前者又可分为端羟基封闭者、EO加成物和EO-PO嵌段共聚物三类。
a.端羟基封闭者 针对有机磷农药和其他化学不稳定性农药配制乳油而设计的。是具有稳定性的乳化剂和分散剂。
b.环氧乙烷加成物醚类 针对不同农药品种和加工剂型选用的醇、烷基酚等EO加成物。通式RO(EO)n H (R为H、C1~C8烷基,n=1~5整数),用作有机磷杀虫剂、杀菌剂EC 的稀释剂,并具稳定作用。
c.酯类稳定剂 如C11H25COO(EO)15H、甘油单硬脂酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯聚氧乙烯醚(Tween类)。By改性产品。
d.脂肪胺EO加成物,EO-PO加成物及其衍生物 如POE(3)N-月桂基三亚甲基二胺、POE(45)N-硬脂基三亚甲基二胺等。
③ N-大豆油基三亚甲基二胺,POE(15)N-大豆油基三亚甲基二胺,POE(3)N-椰子油基三亚甲基二胺和POE(24)N-椰子油基三亚甲基二胺等。
属于阴离子稳定剂的种类除磷酸酯和亚磷酸酯外,还有硫酸盐和磺酸盐。后者可分为电中性盐和一般磺酸盐。属于阳离子稳定剂的现有季铵盐的几个品种。
(2)溶剂稳定剂 溶剂主要用于液体制剂的稀释剂或载体,对液体制剂(如乳油、溶液剂、UL、VF、SC和OF以及静电喷雾制剂等)性能有重要影响,因此应用较广泛。除稳定作用外,还包括溶剂、助溶剂和其他作用,专用性较强,用量范围广,常与其他稳定剂联用。目前,已发现和应用的有芳香烃类、醇、聚醇、醚和醇醚、酯以及其他。
① 芳香烃溶剂作稳定剂 如Tenneco 500/100用于毒死蜱乳油的环萜烯醇。
② 一元醇、二元醇及聚醇作稳定剂 异戊醇、异丙醇、甲醇、乙醇等一元醇;C4~C8具有侧链的二元醇。
③ 醚和醇醚稳定剂 烷基乙二醇醚,包括单甲醚(CH3OCH2CH2OH)、单乙基醚(C2H5OCH2CH2OH)、单丁基醚(C4H9OCH2CH2OH)、苯基醚等;还有单丙基醚(C3H7OCH2CH2OH)。醇醚包括丁基二甘醇乙醚、醋酸二甘醇乙醚、三亚乙基二乙二醇醚等。
④ 酯类溶剂稳定剂 2-乙氧基乙醇乙酯、单低级烷基乙二醇醚乙酸酯。
⑤ 酮和其他 环己酮、乙腈、β-蒎烯、松节油、羧酸酐二氧六环、四氢呋喃、二甲亚砜、二甲基甲酰胺和矿物油等。
(3)其他稳定剂 主要为有机环氧化物稳定剂及其他稳定剂,应用面很广,专用性极强。
① 有机环氧化物稳定剂 大体可分为环氧化植物油及其衍生物、脂肪酸酯环氧化物及其衍生物两类。前者主要用作乳油特别是有机磷乳油稳定剂。常常和其他稳定剂联用。
a.环氧化植物油和衍生物 常用的几种植物油环氧化物包括大豆油、亚麻仁油、菜籽油、棉籽油以及妥尔油环氧化物产品。如环氧化大豆油:Admex711、Drapex68、G-61、Kronos S等;环氧化亚麻仁油:Admex ELO、Drapex104等;环氧化妥尔油:Admex746、Flexol EP8等。
b.环氧化脂肪酸酯及其衍生物 环氧化甲基硬脂酸酯、二环氧基丁基硬脂酸酯、环氧化脂肪酸辛基酯。后者包括苯基甘油双酯EO化甘油酯、甘油基甘油醚、甘油基双或三甘油醚、芳基甘油醚和丁基甘油醚、乙二醇-丙二醇双甘油醚、丙二醇-丙三醇双甘油醚、聚丙二醇-丙三醇双甘油醚等。
② 其他稳定剂 如丁氧基丙三醇醚作对硫磷和甲基对硫磷EC稳定剂。CH3CSNH2用于亚胺硫磷EC。用作稳定剂的还有碳酸盐(碳酸氢钠、氧化钙、碳酸钠、碳酸钾和碳酸钙等)、水溶性碱金属或碱土金属盐(硫酸盐、磷酸盐、CaCl2·4H2O、MgCl2·4H2O等,用量0.3%~5%)等。NH(C2H4OH)2和N(C2H4OH)3与表面活性剂稳定剂联用。顺丁烯二酸、酒石酸等用于除草剂EC。无机铵如硫酸铵、无机铁盐如FeSO4 用于杀菌剂和杀虫剂。芳香二胺用于性激素制剂。羟基蒽醌、FeCl2·6H2O、锡或铝化合物用于除草醚悬浮剂。金属盐和卤化物稳定三环唑-杀螟松混剂。氨基羧酸酯和多元羧酸酯稳定二硫代二烷基氨基甲酸酯等。
二、增效剂
1.概念和作用
农药增效作用主要相对原药单剂而言,包括两个方面:毒效的增加和生物防效的增加。增效剂是指明显增强农药活性而本身无或几乎无活性的物质。作用机制主要是抑制或弱化靶标(害虫、杂草、病菌等)内部的对农药活性物的解毒系统,从而延缓药剂在防治对象内的代谢,加速或增加生物防效。
农药增效剂作为一大类农药助剂,对于杀虫剂、除草剂和杀菌剂而言,其增效剂的作用机制各不相同。农药增效剂的基本功能是显著提高药剂的活性,降低用量和成本、减少环境污染。好的增效剂能数倍、数十倍提高防效。正确选用可延缓或阻止部分有害物对农药的抗性产生,延长来之不易的农药品种的生命期。
2.增效剂的种类
增效剂主要分为以下几类。
(1)植物性增效剂 如芝麻油、食用油、苦豆子、黄果茄、川楝素、苦楝油、d-柠檬酸、聚天冬氨酸、茶皂素、松节油衍生物、黄腐酸、腐殖酸类等。
(2)MDP化合物 已商品化的有增效醚、增效环、增效砜、增效酯、增效醛、增效菊、增效散和增效特,是目前杀虫剂的主要增效剂。
(3)烷基胺和酰胺类化合物 有SKF-525A、Lilly18947、增效胺、拮抗氯磺胺剂和酞酰亚胺等。
(4)丙炔醚和酯类 有RO-5-8019、NIA16824、萘基丙炔醚和对氯硝基苯丙炔醚等。
(5)有机磷酸酯和氨基甲酸酯类 包括二异丙基对氧磷、三甲苯磷、脱叶磷、增效磷、甲基增效磷和丁基-O-甲基氨基甲酸酯。
(6)其他类型化合物 滴滴涕的同系物DMC、FDMC、八氯二丙基醚、某些苯并硫杂重氮盐、硝基苯硫氰酸酯、烷基及芳基硼酸酯等。
三、崩解剂
1.概念和作用
崩解剂可定义为能够使片(粒)剂在水中或其他液体中易于崩解,从而促进药物悬浮释放,以达到较佳稳定性和药效的助剂。崩解剂的主要作用是消除黏合剂的黏合力与片剂压制时承受的机械力,使片剂变为细小颗粒,进而变为粉末,并能促进药物溶出。
崩解剂在农药制剂开发中主要应用于水分散粒剂和泡腾片剂等具有崩解性的剂型。在水分散粒剂配方研究中加入崩解剂,可以加快水分散粒剂的颗粒在水中崩解成可悬浮的细粒,促使有效成分溶出,使制剂具有较好的悬浮性和分散性。在泡腾剂配方研究中,加入崩解剂能够引起泡腾片剂溶胀崩碎成细小颗粒,从而使有效成分迅速溶解分散。除加入助崩解剂,还需加入酸碱系统,遇水产生二氧化碳使泡腾片崩解,又叫泡腾崩解剂。
2.崩解剂的种类
崩解剂按其结构和性质可分为以下几种。
① 淀粉及其衍生物 经过改良变性后的淀粉类物质,其自身遇水有较大膨胀特性,如淀粉、羧甲基淀粉、改良淀粉等。
② 纤维素类 吸水性强,易于膨胀,常用的有低取代羟丙基纤维素、微晶纤维素等。
③ 表面活性剂 可增加片剂的润湿性,使水分借片剂的毛细管作用迅速渗透到片芯引起崩解。需要与其他崩解剂合用起到辅助崩解作用。如吐温-80、月桂醇硫酸钠、硬脂醇磺酸钠等。
④ 泡腾混合物 即泡腾崩解剂,借遇水能产生CO2气体的酸碱中和反应系统达到崩解作用。此类崩解剂一般由碳酸盐和酸组成。常见的有:酒石酸混合物加碳酸氢钠或碳酸钠等。
崩解剂按溶解性能分类如下。
① 水溶性崩解剂 如泡腾混合物、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、海藻酸钠、硫酸铵、尿素、氯化钠盐类等。
② 水不溶性崩解剂 如淀粉、羧甲基淀粉、交联聚维酮等。
3.崩解剂的品种
① 羧甲基淀粉钠 对用如磷酸钙等疏水性辅料的片剂崩解效果较好。特别适用于难溶于水的药物的崩解。用量一般在4%~8%。遇酸会析出沉淀,遇多价金属盐则产生不溶于水的金属盐沉淀。
② 羟丙基淀粉 优良崩解剂,以本品60%、微晶纤维素20%、硅酸铝20%混合后,将其混合物20%~25%加入到片剂中压片,可制得较优良片剂。
③ 羟丙基淀粉球粒 一种快速崩解剂,与药物颗粒混合即可直接压片。片剂含量均匀,无裂片、黏冲现象,硬度、抗磨损均较好。
④ 低取代羟丙基纤维素 兼具黏结崩解作用,对不易成型的药品可改善片剂的成型和增加片剂的硬度。一般用量为2%~5%。
⑤ 交联羧甲基纤维素钠(CIVIC-Na) 在水中能吸收数倍于自重的水,膨胀而不溶解,有较好的崩解作用。对于用疏水性辅料压制的片剂,崩解作用更好,用量可低至0.5%。
⑥ 交联聚乙烯吡咯烷酮 片剂的崩解剂,遇水使其网状结构膨胀产生崩解作用。其吸水后不形成胶状溶液,不影响水分继续进入片芯,故崩解效果较淀粉或海藻酸类等好。
⑦ 微晶纤维素 为海绵状的多孔管状结构,在加压过程中易变形,具有较强的毛细管作用,吸水膨胀性弱,常和其他膨胀性好但毛细管能力弱的崩解剂合用,尤其用于有助于液体原药吸附的崩解性制剂中。
⑧ 表面活性剂 利用某些表面活性剂的润湿作用,增加一些疏水性药物片剂与水之间的亲和力,可改善其崩解问题。常用的表面活性剂有吐温-80、溴化十二烷基三甲铵、十二烷基硫酸钠、硬脂醇磺酸酯等。
⑨ 泡腾崩解剂 用于要求片剂迅速崩解或药物迅速溶解的处方。组成分为酸-碱系统,遇水产生二氧化碳而使片剂崩解。
4.崩解剂的选择和加入
崩解剂在配方筛选和加工过程中的加入方式和选择对于农药崩解性制剂的崩解质量和药剂的溶出效果以及生物效应有重要影响。
(1)崩解剂的选择原则 崩解剂的选择直接关系到制剂的崩解时限、药物释放度、生物利用度、发泡量、pH等指标是否符合质量标准。
① 合理选用崩解剂 根据酸碱要求、崩解时限、原药的性质来合理选择崩解剂。
② 崩解剂用量的合理确定 一般情况下,崩解剂用量增加,崩解时限缩短。然而,若其水溶液具黏性的崩解剂,其用量愈大,崩解和溶出的速率越慢。一定要反复通过小试和中试放大确定用量。
(2)崩解剂的加入方式 崩解剂加入方法是否恰当,将影响崩解和溶出效果。应根据具体对象和要求分别对待,加入方法有三种。
① 内加法 在制粒前加入,与黏合剂共存于颗粒中,一经崩解,便成颗粒,有利于溶出。
② 外加法 加到经整粒后的干颗粒中,存在于颗粒之外、各个颗粒之间,因而水易于透过,崩解迅速,但溶出较差。
③ 内外加法 一般将崩解剂分为两份,一份按内加法加,另一份按外加法加入。亦有建议内加50%~75%,外加25%~50%。
就崩解速度而言,外加法>内、外加法>内加法;就溶出度而言,内、外加法>内加法>外加法。
表面活性剂作辅助崩解剂的加入方法也有三种:溶于黏合剂内;与崩解剂混合加入干颗粒;制成醇溶液喷于干颗粒中,其中第三种方式加入崩解时限最短。
四、抗氧化剂
抗氧化剂是一类能够有效阻止或延缓自动氧化的物质,为了抑制O2对氧化反应的作用,就有必要加入抗氧化剂。抗氧化剂本身是一种还原剂,与原药同时存在时,抗氧化剂遇氧后首先被氧化,对易氧化的药物成分起到保护作用,从而保证药物制剂的稳定性。在自氧化过程中,抗氧化剂的作用是提供电子或有效氢离子,供给自由基接受,使自氧化链反应中断。抗氧化剂的种类如下。
1.抗血酸及其洐生物
抗坏血酸及其衍生物中用作抗氧化剂的有抗坏血酸钠、抗坏血酸钙、异抗坏血酸及其钠盐、抗坏血酸棕榈酸酯和抗坏血酸硬脂酸酯等。由于它们本身极易被氧化,能降低介质中的含氧量,即通过除去介质中的氧而延缓药物氧化反应的发生,因此是一类氧的清除剂。
抗坏血酸类起作用时,本身被氧化并降解,其过程包括两个方面:一种是在有氧的条件下,先氧化(提供一个氢)成单氢抗坏血酸,或称抗坏血酸自由基,进而再氧化成脱氢抗坏血酸。脱氢抗坏血酸在有氧条件下,可再加水分解,使内酯环开裂而成为2,3-二酮古罗糖酸,再经氧化而成单酸,或歧化(脱羧基)成来苏糖酸(或木糖酸)。另一种是在无氧条件下,经各种中间阶段而形成呋喃、2-羟基糠醛等物。
抗坏血酸是水溶性的,但它的衍生物抗坏血酸棕榈酸酯和抗坏血酸硬脂酸酯是脂溶性的。在配制剂型时一般选用抗坏血酸或抗坏血酸钠。
2.亚硫酸钠盐
亚硫酸钠是一种还原剂,能与水中溶解氧反应生成硫酸钠。水中呈游离状态的氧被还原剂亚硫酸钠固定下来,使它不能与其他物质反应。亚硫酸氢钠具有二氧化硫臭味,具有还原性。水溶液呈酸性,主要用于酸性药物的抗氧化剂。焦亚硫酸钠是由两分子亚硫酸氢钠脱水而成的,在水溶液中,焦亚硫酸根离子可水解成亚硫酸氢根离子,而亚硫酸氢根离子容易被氧化,可以作为多种药物制剂的抗氧化剂。
3.叔丁基羟基茴香醚
叔丁基羟基茴香醚(BHA)是由2-叔丁基羟基茴香醚(简称2-BHA)和3-叔丁基羟基茴香醚(3-BHA)两种异构体以9∶1的比例混合而成的混合体。BHA有一个活性羟基,因此只能提供一个氢。
BHA作为抗氧化剂对热较稳定,在弱碱条件下也不易被破坏,故有较好的持久能力。有一定的酚味和一定的挥发性,可与碱土金属离子作用而呈粉红色。能被水蒸气蒸馏,故在高温制品中,尤其是在水煮制品中易损失。BHA的相对毒性略低于BHT,易溶于油脂而不溶于水。
4.二丁基羟基甲苯
二丁基羟基甲苯(BHT)只有一个活性羟基,只能提供一个氢原子与氧自由基作用。BHT抗氧化剂在一般的油溶性制剂中比较稳定,但因在高温下不稳定使得在配制过程中需要高温加热的油溶性制剂不宜添加BHT,为了达到更好的抗氧化效果,一般情况下与BHA合用。
5.特丁基对苯二酚
特丁基对苯二酚(TBHQ)是一种二酚类抗氧化剂,可提供两个氢而使自己成为醌。TBHQ具有比BHA等更好的抗氧化能力。它不会因遇到铜、铁之类金属而发生呈色和风味方面的变化,只有在碱性条件下才会变成粉红色。对热的稳定性优于BHA和BHT,它的沸点高达298℃。
五、防冻剂
防冻剂(antifreeze agent)是一种能在低温下防止物料中水分结冰的物质,亦称冰点调节剂或抗凝剂,它可以提高农药产品在低温寒冷条件下的稳定性。防冻剂的使用主要是防止产品在贮存、运输过程中出现结冻现象,以免影响制剂的使用。符合要求的防冻剂必须具备以下三个条件:①防冻性能好;②挥发性低;③不会破坏有效成分,对有效成分的溶解越少越好,最好不溶解。在我国,以水为介质的农药产品,其配方不仅要适用于在我国南方高气温条件下生产、贮存和应用,而且也要适用于北方地区的寒冷条件。前者可以稍加甚至不加防冻剂,而后者则必须添加防冻剂,以防变质。
防冻剂主要有醇类、醇醚类、氯代烃类、无机盐类等。常用的防冻剂有甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、二甘醇、乙二醇丁醚、丙二醇丁醚、乙二醇丁醚醋酸酯、二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、二甲基亚砜、氯化钠、醋酸钠、氯化镁等,尿素和硫脲对乳液也有防冻效果。
六、防漂移剂
1.概念和作用
农药防漂移剂(drift-proof agent or retardant)是防止和减轻农药施用和加工工艺中因药粒漂移引起危害的助剂总称。农药施用时对邻近作物、建筑物和各种外露设施,对牲畜、鱼以及环境的污染、危害,很大部分来自施药时的漂移。施药药液未达目标作物或有害物的所有化学部分偏移了施药目的,成为无用或有害物,可总称为漂移物。农药漂移是造成利用率低、直接经济损失的重要因素。
农药防漂移剂的作用主要有两方面:①农药制剂生产过程中的防漂移。这类漂移主要发生在粉剂、粒剂和片剂等固体剂型加工中,其中以粉剂、粉粒剂、可湿性粉剂和细粒剂、可溶性粉剂加工时比较普遍。这类防漂移剂主要用来防止和减少工艺过程中的粉尘及漂移,属于工艺助剂的一种。②农药喷施中的防漂移。目前施用化学农药技术中洒、喷、弥雾、气雾法,或多或少都有漂移问题。特别是喷施各类粉剂、乳油、液剂、悬浮剂、ULV制剂、气溶胶、烟剂熏蒸等,漂移时常发生。航空施药漂移最突出,危害较重。地面喷施因随机阵风或气流也有农药漂移问题。应用防漂移剂的作用就是减少和降低喷雾药液(滴)的漂移。
2.喷雾防漂移剂
喷雾防漂移剂组成及应用如下。
(1) 抗蒸腾剂 喷雾中细雾滴的存在和发展是最易漂移的部分。因此,从制剂药液和药械及喷施技术上减少细雾滴十分必要。雾滴在运行传递过程中,水分和可挥发组分的蒸发是造成大量细雾滴的重要原因,抗蒸腾剂的主要作用就是减缓气化,抑制蒸发,防止雾滴迅速变细而产生漂移。现在,抗蒸腾剂的组成变化很广,活性组分也有多种,既含有表面活性剂基剂,又有非表面活性剂组分,特别是某些水溶性树脂或聚合物,还有溶剂或其他组分。
(2)黏度调节剂 主要是提高喷液黏度,适当增大雾滴尺寸,减少细雾滴。常用为水溶性表面活性剂、水溶性树脂或聚合物等。如有触变性能的多糖树胶(黄原酸胶等)、羟乙基纤维素、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺等。
(3)沉积作用助剂 如STAPUT Deposition AID(NALCO公司农业化学品分公司),对绝大多数农药喷液用量0.5%,适合航空和地面喷雾装置。农药沉积率达30%以上,高于通用展着剂的效果。
3.固体制剂加工用防尘剂
防尘剂又称抗尘剂(anti-dusting agent),是用于减轻各种粉剂、可湿性粉剂、母粉、粉粒剂、细粒剂、微粒剂、可溶性粉剂、油分散性粉剂、干胶悬剂和水分散性粒剂等固体制剂加工工艺过程中起粉尘,防止生产和施粉中粉尘污染环境,损害工作者健康所使用的一类助剂。低浓度粉剂用的防尘漂移剂主要有如下几类。
(1)二乙二醇、二丙二醇、丙三醇等用于2%杀螟硫磷、速灭威和敌百虫粉剂防尘,用量1%。
(2)烷基磷酸酯防漂移剂。10碳以上的脂肪酸,以二元酸为主,含有少量一元酸和三元酸,对2%速灭威、2%杀螟硫磷粉剂是一个有用的防漂移剂。
(3)烷氧化磷酸酯防漂移剂。
(4)丙三醇EO/PO加成物防漂移剂。用于2%杀螟硫磷和甲萘威粉剂在用量1%和2%效果好。推荐防漂移加成物平均分子量最好在2000~6000。
(5)植物油和动物油脂为基础的粉剂防漂移。植物油包括亚麻仁油、大豆油、棉籽油、蓖麻油和棕榈仁油等,动物油脂包括鲸油、海豚油、鲟鱼肝油等。用量0.2%~2.5%,能明显降低低浓度粉剂的漂移性,改善流动性,对分散性和吐粉(散布)性都有不同程度的改进。
可湿性粉剂生产中所用防尘剂有乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚烯烃、液体石蜡、机油以及壬基酚聚氧乙烯醚等,作为45%和50%灭多虫可湿性粉剂和粉尘抑制剂效果良好,用量3%。
七、掺合剂
掺合剂(compatibility agent)又称配伍剂,也称偶合剂(coupling agent),是一类有助于农药化学品(包括化学农药及农药-化肥、农药-微量元素、农药-化肥-微量元素)之间的相容性物质,用于制剂加工和农药喷施。基本作用是解决农药制剂加工,包括混剂、农药-化肥复合制剂和农药微量元素复合制剂,和农药桶混应用技术、农药化肥联用技术以及农药-化肥和/或微量元素联用技术中相容性问题。
通常两种或两种以上不同化学性质物理性质的药剂用物理方法结合在一起会出现相容性问题。通常有三种表现方式,即化学相容性、物理相容性和生物学相容性。化学相容性不发生明显的有害的化学反应。物理相容性是不发生明显的不希望的物理变化。生物学相容性,又称生物学的可配伍性,是化学药剂混合物在规定条件下使用时,各组分仍保持原有性能,特指对有效成分的生物活性,不会产生任何有害的生物效应,或有碍于药效的发挥。解决相容性可用两种技术:一是适当的混配技术、通过试验重新选择可行的原药及加工剂型配方;二是通过试验选用适当的助剂-掺合剂。
农药掺合剂通常分为制剂配方用和喷施联用两大类。后者主要解决喷液相容性剂稳定性问题,防止喷雾液浑浊、絮凝沉降、分层结晶等,还可以使已分层的喷液加入掺合剂后立即再混合均匀,保持适当的稳定期。此时的掺合剂具有悬浮剂或再悬浮剂功能。因此,可将其归入喷雾助剂之列。
1.掺合剂组分
通常,制剂配方用掺合剂绝大多数是表面活性剂复配物。有同类表面活性剂复配物的,更常用的是不同类表面活性剂复配物,以非离子-阴离子复配物为主。用途为:①农药-液体化肥复合制剂用;②农药混剂用。而喷雾用掺合剂组成多数是同类表面活性剂复配物,以阴离子常用,只有少数非离子-阴离子复配物。
掺合剂的有效成分主要是阴离子和非离子两类农药表面活性剂,只有少数除草剂的掺合剂有阳离子组分,两性表面活性剂基本不用。
(1)阳离子掺合剂组分 主要包括:①烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯,单酯、双酯及混合物;②脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯,铵盐和烷基胺盐;③脂肪硫醇聚氧乙烯醚磷酸酯,异丙铵盐;④双烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯,胺盐、烷基胺盐;⑤烷基酰胺丁二酸半酯磺酸异丙胺盐;⑥烷基酚聚氧乙烯醚丁二酸酯磺酸异丙胺盐;⑦烷基苯磺酸盐及烷基胺盐;⑧α-烯基磺酸异丙胺盐;⑨烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐;⑩脂肪醇硫酸盐。
(2)非离子掺合剂组分 主要包括:①烷基聚氧乙烯(丙烯、丁烯)醚;②烷基酚聚氧乙烯(丙烯、丁烯)醚;③聚烷氧基缩合物;④烷基芳基聚烷氧基醚;⑤脂肪酸及脂肪酸多元醇酯的烷基衍生物;⑥环氧乙烷与环氧丙烷嵌段共聚物。
2.掺合剂的应用
(1)不同农药品种、不同类型制剂的桶混应用 桶混有两类潜在相容性,化学相容性和物理相容性易观察到,生物学上的相容性要通过药效对比才能决定。物理不相容性是不同剂型或产品桶混经常遇到的问题。在桶混中,乳油的溶剂会聚集可湿性粉剂产品,产生油性聚集物,从而产生淤泥、沉淀或者明显分层。因此,使用不同类型制剂不同品种时,加到喷雾桶中的顺序十分重要。美国Eli Lilly公司推荐如下加料顺序:首先干胶悬剂DF或WG,其次可湿性粉剂,再各种水基性胶悬剂,然后溶液剂,最后乳油。
(2)农药-化肥桶混应用 目前应用的农药主要是除草剂、杀菌剂和杀虫剂乳油、可湿性粉剂、水基性胶悬剂、干胶悬剂和水分散性粒剂与28%或30%含氮肥料、尿素、硝酸铵之类液体化肥桶混共喷施用。在应用上是为了使拖拉机和喷雾装置必须横跨田间时穿越次数最少,作物自由生长较容易,节省工钱。
农药-液体化肥桶混联用时经常遇到化学相容性和物理相容性问题。曾有农药-液体化肥的球罐法相容性试验推荐,首先加入可湿性粉剂,第二加入各种水基性胶悬剂,最后加入液剂和乳油。
(3)农药-液体化肥复合制剂用掺合剂 通常由液体化学农药和液体化肥制成乳油形态。配方设计中心是具有乳化能力的掺合剂,是特种乳油和特种乳化剂的设计。特殊性是指被乳化体系含有相当数量的液体化肥,它们都是强电解质化合物,要求乳化剂在大量高浓度电解质粒子(钾、铵离子等)存在下具有好的分散性、乳化性和乳状液稳定性,因此这是具有掺合性的特种乳化剂。
八、警示剂
1.染料的作用
农药剂型加工中常用到一些染料,它们的作用主要有以下三个方面。
(1)防伪 染料有很复杂的化学结构,即使同一种色谱染料的结构也有很大差异。因此,剂型加工过程中可以根据所加入的染料作为一种防伪手段。
(2)美饰 如不加入染料,固体制剂多以灰、白、褐色为主,影响美观。因此,为了改变其外观,需要加入一些染料使产品具有美观效果。
(3)警示 农药有除草、杀菌、杀虫等几大类。为了防止误用,人们常常通过外观色谱进行区分。特别是杀鼠剂,使用警示颜色便于人们区分。
2.染料的种类
农药加工主要是利用染料的显色特征。染料类别很多,在农药加工中可以分为水溶性和油溶性两大类。
(1)水溶性染料 使用时遇水后可显色,使用时也可加水溶解,多用于水基性剂型加工中。固体剂型和液体剂型均可以加入此类染料,主要以酸性染料、碱性染料、直接染料、中性染料、阳离子染料、食品染料为主。
(2)油溶性染料 主要用于各种溶剂类剂型中,农药的溶剂多以苯、醇、酮、醚、植物油类为主,油溶性染料在溶剂中的溶解情况并不相同,选用时应先了解其应用性能。
3.染料的使用方法
染料的使用方法有内加法和外加法两种。
内加法将染料直接加入到液体剂型中,或将粉体染料加入到粉体农药中,然后再进一步加工成各种剂型。外加法一般将染料溶于水中,成为染料液体,再通过各种喷雾设备涂于颗粒剂表面。
染料在液体制剂中的使用较为简单,可以在搅拌釜中直接加入。但在固体制剂中的添加相对复杂,如果是粉体制剂,可以在粉碎前加入,也可以在粉碎后加入。其中粉碎前加入染料的比表面积会增大,外观显色相对明显。颗粒剂型加入染料一般有两种方法:一种是造粒前与各种助剂一起加入,造粒时加水显色,如水分散粒剂的加工多采用此方法;另一种方法是造粒后进行包衣染色,即造粒后将颗粒放入流化床中,染料加水溶解,颗粒在被热风吹动流化时向其进行喷雾包衣,染色后取出。此法特点是染料用量少,适合小批量产品的包衣。
4.注意事项
(1) 警示剂的组分 作为警示剂的染料是针对其应用对象添加的相应助剂,是商品染料,选用时应保证其内部组分不与农药的活性组分发生化学反应,否则会造成贮存稳定性不佳。
(2)pH值 每种染料显色都有一定的pH值范围,而农药的贮存也有pH值要求。在选用染料时一定选择相同的pH值应用范围,否则染料会变色,也会对农药活性成分有降解作用。
(3)加入量 染料的加入量视要求的外观而定,固体制剂一般不超过1%。根据实际应用,大部分在0.2%~0.5%之间。
(4)活性要求 所选择染料与农药活性成分应互为惰性,以保证贮存稳定,外观不易变色。如果见光保存,还要选择耐晒性能好的染料。
随着我国进入农药生产和制造大国,农药剂型加工对农药助剂的要求越来越高,我国对农药助剂的创新和变革也迫在眉睫。①及时更新法律法规,禁止使用有毒的有机溶剂和助剂,鼓励开发和使用环保型的农药助剂。②重点开发高效、低毒、环境友好的农药及农药助剂.例如微生物表面活性剂、生物表面活性剂以及绿色表面活性剂,在农药助剂应用之前严格遵照法律法规对其进行登记,并对其安全性进行评价。③将计算机辅助技术应用于农药新助剂的开发及应用,逐步建立农药助剂数据库,使现代电子技术和农药科学有机结合。④加强助剂的开发研究和新制剂及新助剂的配方试验,在大力开发农药新剂型的同时,减少或限制对环保不利的剂型生产。深入研究助剂的安全性,加强对农药助剂管理,对于提高农药管理水平,增强我国农药制剂工业在国际市场的竞争力有着重要的现实意义。