500 g/L扑草净悬浮剂的研制

任帅臻，郭振豪，代晶晶，张振兵，任天瑞



500 g/L扑草净悬浮剂的研制

任帅臻，郭振豪，代晶晶，张振兵，任天瑞*

(上海师范大学 生命与环境科学学院 教育部资源化学重点实验室，上海 200234)

通过对润湿分散剂、增稠剂和防腐剂等助剂的筛选，最终确定了500 g/L扑草净悬浮剂的最佳配方：扑草净原药47.5%、分散剂SD-8113.0%、润湿剂SD-2061.0%、乙二醇4.0%、黄原胶6.0%、硅酸镁铝1.0%、苯甲酸钠0.2%、有机硅消泡剂AFE-3168 0.2%、去离子水补足。试验结果表明：按该配方制备的悬浮剂平均粒径＜4 μm，悬浮率95%以上，其他各项指标均达到悬浮剂的要求。

扑草净；悬浮剂；配方

农药水悬浮剂(suspension concentrate，SC)是指以水为分散介质，将农药原药、助剂(润湿分散剂、增稠剂、防腐剂和消泡剂等)经湿法超微粉碎制得的农药剂型[1]。悬浮剂以水为分散介质，没有由有机溶剂产生的药害和易燃问题，属于一种新型水基化环保制剂，但悬浮剂在贮存过程中，易出现析水、分层、奥氏熟化等问题[2,3]。

扑草净(prometryn)，又名扑灭津，为均三氮苯类内吸传导性除草剂，经植物根茎吸收，再运输至绿色叶片内，可有效抑制植物光合作用，导致植株失绿，逐渐干枯死亡[4]。该剂主要应用于大豆、花生、水稻和豌豆等作物田防除阔叶杂草和某些多年生恶性杂草等，持效期45~70 d，芽前苗后均可施用。扑草净毒性低，杀草谱广，目前已成为我国主要的除草剂品种之一[5]。现在在市场上，扑草净制剂类型主要有25%和40%扑草净可湿性粉剂。到目前为止，系统性论述500 g/L扑草净悬浮剂研制方法的文献未见报道，本研究旨在研制一种高含量扑草净环保型水基化制剂。通过对润湿分散剂、增稠剂和防腐剂等助剂的筛选，最终确定了500 g/L扑草净悬浮剂的最佳配方。

1 试验部分

1.1 试剂与材料

扑草净(97%，中山化工)；乳化剂AEO-20(南通希旺化工有限公司)；乳化剂OP-10(创玥化工有限公司)；农乳500#(山东金宇)；润湿剂SOPA 270(江苏凯元化工)；SD-811，SD-812，SD-816，SD-818，SD-206，SR-08 (≥95%，上海是大高分子材料有限公司)；黄原胶(淄博中轩生化公司)；硅酸镁铝(湖南朋泰高新材料有限公司)；乙二醇(AR，99%，国药集团试剂有限公司)；苯甲酸钠(AR，阿拉丁试剂)；有机硅消泡剂 AFE-3168(道康宁)；卡松，山梨醇(济宁佰一化工有限公司)；氧化锆锆珠(氧化锆含量≥95%，浙江湖州双林恒星抛光器材厂)。

1.2 仪器与设备

FA2004电子天平(上海良平仪器仪表有限公司)；MCRl02智能流变仪(奥地利Anton Paar公司)；Zetasizer Nano ZS(英国马尔文仪器有限公司)；EYELASB-1000恒温水浴槽(东京理化器械株式会社)；UPR—II 型台式超纯水机(成都优普水处理工程有限公司)；自制立式圆底砂磨机；LXJ-IIB自动脱盖离心机(上海安亭科学仪器厂)；JL-1156型激光粒度分布测试仪(成都精新分体测试设备有限公司)；高效液相色谱仪(日本岛津公司)；PHS-3C pH计(上海精制科学仪器有限公司)；250 mL具塞量筒(上海禾气玻璃仪器有限公司)。

1.3 扑草净悬浮剂的配制

将扑草净原药、润湿分散剂、增稠剂、防腐剂、消泡剂、防冻剂和水按一定比例混合，加入适量锆珠，并用砂磨机在1 200 r/min下研磨2 h，使粒径达1~4 μm，过滤得到扑草净悬浮剂样品。

2 结果与讨论

2.1 润湿分散剂的初筛

农药悬浮剂为热力学不稳定多相分散体系。高浓度悬浮剂，特别是活性成分含量为40%~50%时，在制备过程中极易出现分层、奥氏熟化、析水等现象[6]。加入润湿分散剂，可有效抑制农药粒子间的相互絮凝，还可增加药液与作物的接触面积。因此，选择合适的润湿分散剂是扑草净悬浮剂制备的重要步骤[7]。

流点法是农药悬浮剂中润湿分散剂筛选的常用方法，通过测定润湿分散剂对原药粉末的润湿情况，可缩小对润湿分散剂的筛选范围。流点的测试方法参照参考文献[8]进行。一般情况下，流点越低，表明润湿分散剂与原药越匹配，更有利于提高悬浮剂的悬浮率。不同润湿分散剂对扑草净原药的流点见表1。

从流点的结果来看，SD-811、SD-812和SD-206的流点均较低，表明这3种润湿分散剂的分散效果相比于其他几种润湿分散剂更优，因此，可做进一步的试验筛选。其中，SD-811和SD-812为离子和非离子梳型聚合物分散剂，SD-206为磷酸酯类润湿剂。

表1 润湿分散剂对扑草净原药的流点

备注：“√”表示润湿分散性较好。

2.2 润湿分散剂的复筛

分别将初筛出来的3种润湿分散剂与扑草净原药、防冻剂乙二醇和消泡剂AFE-3168混和研磨1 h，制备出一系列初步悬浮剂。用吸管吸取1 mL样品，在距具塞量筒约5 cm处，将样品滴于装有249 mL水的250 mL量筒中，观察悬浮剂的分散情况。按分散情况的不同分为优、良、差三类。优：在水中呈云雾状散开，无颗粒下沉；良：在水中能自动分散，但有颗粒下沉；差：在水中不能自动分散，呈颗粒状下沉，需剧烈摇晃才能散开[9]。

为了缩短配方筛选时间，使用离心物理稳定性测试法指示热贮析水率。称取8 g样品加入到10 mL离心管中，记录样品与离心管的质量为1，使用离心机在转速为3 000 r/min下，离心30 min，将离心管倾倒60 s后，记录剩余样品与离心管的质量为2，每个配方重复3次取平均值[10]。离心沉淀率计算公式为：

由表2可得，改变3种润湿分散剂的配比，试样的分散性、悬浮率和离心沉淀率等性能均有变化，其中7号样品的性能较优。这表明对于此原药来说，将离子和非离子梳型聚合物分散剂和磷酸酯类润湿剂进行复配，润湿分散效果更优。

梳型分散剂因其独特的分子结构，在较低添加量下，可赋予农药颗粒优异的分散悬浮稳定性[11]。磷酸酯类表面活性剂能将分子强烈地吸附在固体颗粒的表面，其亲水基团电离时会产生负电荷，由于粒子具有相同性质的电荷，相互排斥，因此悬浮剂表现出极好的分散稳定性[12]。

表2 润湿分散剂的筛选

注：“—”表示研磨过程中膏化。

2.3 增稠剂的筛选

为防止农药悬浮剂在贮存期间发生粒子沉降，通常在体系中添加增稠剂，来增加连续相的黏度[13]，延缓粒子的碰撞几率和沉降时间。只有适宜的黏度，才可使悬浮剂具有良好的稳定性和较高的悬浮率。本研究选用硅酸镁铝和黄原胶进行筛选，考察了体系的分散性、倾倒性和稳定性，筛选结果见表3。

表3 增稠剂的筛选

由表3可知，当增稠剂和加入量为黄原胶+硅酸镁铝(6+1)时，体系的各项性能最佳。黄原胶为棒状双螺旋结构，是一种水溶性高分子化合物，在水溶液中具有支撑固体粒子的作用[14]。硅酸镁铝为三八面体层状硅酸盐矿物，属于无机高分子增稠剂，与水混合时可迅速形成三维空间的胶体结构，使体系黏度增大，可对农药水悬浮剂起到良好的稳定作用[15]。

2.4 防腐剂的筛选

在悬浮剂中加入防腐剂，可迅速而不可逆地抑制微生物生长，从而导致微生物细胞的死亡，提高制剂的物理稳定性[16]。向所制备的扑草净悬浮剂中分别添加不同种类的防腐剂，固定用量为0.2%。取30 mL预测样品装入50 mL安瓿瓶中，用酒精喷灯密封后放置在(54±2) ℃烘箱中，贮存14 d取出，测试指标如表4所示。

表4 防腐剂的筛选

由表4可知，当添加量为0.2%时，选用苯甲酸钠作为防腐剂，热贮14 d后体系未出现析水和变质现象，因此选用0.2%苯甲酸钠作为扑草净悬浮剂的防腐剂。

2.5 扑草净悬浮剂理化性能测试

按照表5所示的配方制备样品，用高效液相色谱法测定扑草净悬浮剂中活性成分含量；用激光粒度仪测定悬浮剂粒径，重复3次取平均值，并使用325目(44 μm)实验筛对试样进行筛析；冷储稳定性测定参照GB/T19137－2003《农药低温稳定性测定方法》，将试样在(0±1) ℃下储存7 d后，测试各项理化性能。

表5 50%扑草净的最佳配方

由表6可知，本研究所研制的扑草净悬浮剂热贮前贮后分散性、悬浮率和粒径均未发生明显变化，其余各项指标也符合悬浮剂要求，表7为扑草净悬浮剂的技术指标。

表6 扑草净悬浮剂的理化性质

3 结 论

在农药悬浮剂的配方优化试验中，润湿分散剂的筛选是试验的重要步骤。当润湿分散剂用量较少时，不能有效抑制分散相粒子絮凝，体系黏度较大；当分散剂用量较大时，过量的润湿分散剂易发生相互缠结，体系黏度增大，对体系的润湿分散作用降低[17]。通过流点法对润湿分散剂进行了初筛，又通过综合考虑体系的分散性、悬浮率和离心沉淀率对润湿分散剂进行了复筛，最后以热贮稳定性和粒径、黏度为指标对其他助剂进行了优选。

通过一系列试验筛选，得到了500 g/L扑草净悬浮剂的最佳配方：扑草净原药47.5%、分散剂SD-8113.0%、润湿剂SD-2061.0%、乙二醇4.0%、黄原胶6.0%、硅酸镁铝1.0%、苯甲酸钠0.2%、消泡剂AFE-3168 0.2%、去离子水补足。其技术指标为：pH 6~8，黏度531 mpa.s，Zeta电势－63.6 mV，标准硬水中悬浮率≥95%，粒径≤4 μm，分散性、冷贮稳定性和热贮稳定性均合格。

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Preparation of Prometryn 500 g/L Suspension Concentrate

REN Shuaizhen, GUO Zhenhao, DAI Jingjing, ZHANG Zhenbing, REN Tianrui*

(Key Laboratory of Resources Chemistry of Ministry of Education, College of Life and Environmental Sciences, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China)

In this paper, the prometryn 500 g/L suspension concentrate was prepared by screening the main adjuvants such as wetting-dispersing agents, thickening agents as well as preservatives. The optimum formula was determined as follows: prometryn47.5%, dispersant SD-811 3.0%,wetting agent SD-206 1.0%,ethylene glycol 4.0%, xanthan gum 6.0%, magnesium aluminum silicate 1.0%, sodium benzoate 0.2%,organic silicon defoamer AFE-3168 0.2% and water added to 100%. Experimental results showed the average particle diameter of the prometryn 500 g/L suspension concentrate was less than 4 μm, the suspension rate was over 95%. All the other parameters complied with the requirements for suspension concentrate formulation.

prometryn; suspension concentrate; formulation

10.16201/j.cnki.cn31-1827/tq.2017.05.08

TQ450.6

A

1009-6485(2017)05-0042-04

任帅臻，女，硕士研究生，E-mail: 905415900@qq.com。

任天瑞，教授，Tel: 021-64328850，E-mail: trren@shnu.edu.cn。

2017-07-19。