50%呋虫胺可溶粒剂增效配方的研究

赵健鹏，周全荣，王铁威，董立峰

(青岛金尔农化研制开发有限公司，山东 青岛 266000)

呋虫胺属第三代烟碱类杀虫剂，主要作用于昆虫神经传递系统，使害虫引起麻痹从而发挥杀虫作用。具有触杀、胃毒作用，内吸性强、持效期长，杀虫谱广，使用方便；可以在水稻、小麦、蔬菜、果树、茶叶、棉花、烟草等多种作物上的使用，主要用于防治各种飞虱、粉虱、叶蝉、蓟马、蚜虫以及潜叶蛾、桃小食心虫、水稻螟虫、小菜蛾、菜青虫等，并对跳蚤、蟑螂、白蚁、家蝇、蚊等卫生害虫有高效。该药剂杀虫谱广，具有卓越的内吸渗透作用，并在很低的剂量即显示了很高的杀虫活性。

目前市场上呋虫胺制剂多以水分散粒剂、可溶液剂、悬浮剂为主，而可溶粒剂登记数量较少，仅有12个，其中50%含量的只有3个。可溶粒剂明显区别于水分散粒剂的特点在于，所用填料均为水溶性填料，稀释液均匀，无沉淀，不会因不溶性填料造成污染果面等问题。同时，因为呋虫胺水溶性较大，众多企业往往忽视悬浮率，而选择不加或少加分散剂，以此降低成本，这样对实际效果是有较大影响的。因此开发50%呋虫胺可溶粒剂产品有较大优势，同时开发增效配方也更有意义。笔者通过大量试验研究，开发出具有显著增效效果的可溶粒剂配方，对同类产品的开发有一定的指导意义。

1 材料设备与方法

1.1 实验材料 原药：98%呋虫胺原药；助剂：十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、萘磺酸盐分散剂N、分散剂B、2020、D908、润湿渗透剂T、增效助剂J、SXC、润湿剂S；崩解剂，填料：硫酸铵、无水硫酸钠、可溶性玉米淀粉。

1.2 主要加工设备 超微气流粉碎机、试验室用挤压造粒机、中药材粉碎机、电子天平、鼓风式干燥箱、液相色谱分析仪、水分测定仪等。

1.3 可溶粒剂配方筛选

1.3.1 润湿剂的筛选 润湿剂是指能降低液固表面张力，增加液体在固体上的扩展性和渗透力，使其润湿或加速润湿的一类物质。润湿剂是可溶粒剂配方组成中重要的一部分，是影响可溶粒剂入水后崩解速度和溶解速度的关键因素。不仅起到增加药液与作物表面的接触面积，还有保持农药有效浓度，增强作物吸收，提高药效的作用。通常来说，分子量大的表面活性剂吸附能力强，不易从粒子表面脱落，稳定性强。

分别将一定量的十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、SXC、润湿剂S加入原药和载体制成可溶粒剂，通过测定润湿时间来判断润湿性的好坏，具体方法是，称取1.0g样品快速倒入盛有500mL标准硬水的500mL量筒中，计秒表，记录99%的样品沉入量筒底部所需时间。

1.3.2 分散剂的筛选 分散剂是指能够阻止固液分散体系中固体粒子的相互聚集，使固体微粒在液相中较长时间保持均匀分散的一类物质。它的主要作用在于改变农药颗粒与水界面的性质，促使农药颗粒在水中分散，使农药悬浮体系具有良好的稳定性。其主要作用机理有双电层排斥理论、空间位阻稳定机理、静电位阻稳定机理等。

因为做的是可溶粒剂，可以不用过多的考虑分散性以及悬浮率的问题，但是分散剂的选择直接关系到可溶粒剂入水后的崩解状态和溶解速率。一般认为，HLB值在10～13的比较适合水分散粒剂中分散剂的要求，据此我们在可溶粒剂的配方筛选中，也分别选择了木质素磺酸钠、萘磺酸盐分散剂N、分散剂B、2020、D908进行搭配测定崩解时间和溶解程度。

溶解程度和溶液稳定性，按照GB/T32777-2016进行。

1.3.3 崩解剂的筛选 崩解剂的作用是加快可溶粒剂的颗粒在水中崩解，其作用机制是机械性的而非化学性的。衡量崩解剂崩解性能的重要指标是崩解时间，不同崩解剂品种，其崩解性能不同。一般来讲，随着崩解剂用量的增加，崩解时间缩短。崩解剂加到一定量后，崩解时间变化不大，悬浮率变化也不大。因此，崩解剂的选用要用大量的实验来确定合适的崩解剂。

溶解程度和溶液稳定性，按照GB/T32777-2016进行。

1.3.4 填料的选择 填料的主要作用就是在制剂加工时对有效成分进行稀释，再就是释放有效成分，填料的选择也关系到水溶粒剂的崩解及溶解程度、溶解速度。填料必须是水溶性的，所以试验中我们使用硫酸铵、硫酸钠、淀粉进行对比，先按照一定比例将其他组分混合，然后加入填料补足100%，造粒后检测润湿性、崩解性及溶解程度等性能。

溶解程度和溶液稳定性，按照GB/T32777-2016进行。

2 试验结果与分析

2.1 润湿剂的筛选 试验所用的润湿剂有十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、润湿剂SXC、润湿剂S 4种，每个润湿剂分别按照1%、1.5%、2%、2.5%、3%的含量加入到50%呋虫胺原药中，然后用硫酸铵补足100%。经万能粉碎机粉碎混合后，加入适量水进行挤压造粒，用54℃烘箱干燥1h后测定润湿时间，通过润湿时间的差异来筛选合适的润湿剂。

润湿时间按照GB/T5451的方法进行测定(表1)。

表1 润湿剂对比结果

(表1)可以看出，4种润湿剂中润湿剂S的润湿时间明显小于十二烷基硫酸钠、SXC和十二烷基苯磺酸钠，说明润湿剂S在这四者当中润湿性能是最好的。但是当润湿剂S含量>2%时，润湿时间基本平稳，没有明显降低，说明当润湿剂S的使用量在2%使就能发挥出比较好的润湿性，考虑到成本因素，因此选择润湿剂S作为50%呋虫胺可溶粒剂的润湿剂，使用量在2%。

2.2 分散剂的筛选 试验所用的分散剂有木质素磺酸钠、分散剂2020、萘磺酸盐分散剂N、分散剂B、D908。每个分散剂分别按照3%、4%、5%、6%的含量加入到含有50%呋虫胺原药、2%润湿剂S的原料中，然后用硫酸铵补足100%。制得样品后测定崩解时间、溶解程度。通过这几个方面的效果来筛选合适的分散剂，测定结果(表2)。

表2 分散剂对比结果

(表2)可以看出，萘磺酸盐分散剂N在5种分散剂中性能最为突出，崩解时间短，但超过一定添加量后会崩解性会变差，对于相同含量的不同助剂来说，使用萘磺酸盐分散剂的崩解性明显好于其他4种。当使用量达到5%时的崩解性最好。

2.3 崩解剂与填料的筛选 本研究为可溶粒剂，因此填料也需要为水溶性物质，考虑到经济性，一般默认硫酸铵为填料，且在研究中发现，硫酸铵做填料对崩解性最好，关键是需要筛选合适的其他崩解剂以及添加量作为搭配，进一步提升崩解性。试验所使用的崩解剂有可溶性玉米淀粉和硫酸钠。将玉米淀粉、硫酸钠分别按照10%、15%、20%、25%、30%的含量加入到含有50%呋虫胺原药、2%润湿剂S、5%萘磺酸盐分散剂N的原料中，不足100%时用硫酸铵补足100%。通过崩解时间的长短来筛选合适使用量的崩解剂。测定结果(表3)。

表3 不同崩解剂不同添加量时的崩解时间对比结果

(表3)可以看出，随着玉米淀粉含量的增加，崩解时间会减少，但是试验中发现，当添加量>15%后，颗粒硬度和强度都会明显变差。添加硫酸钠后，崩解性明显变差，可以放弃硫酸钠的使用。因此，在50%呋虫胺可溶粒配方中，选择可溶性玉米淀粉做崩解剂，使用含量在15%。

2.4 增效剂的筛选 试验用的增效剂有快速渗透剂T、增效助剂J。将不同量的增效剂分别添加到含有呋虫胺原药，润湿剂S 2%、萘磺酸盐分散剂N 5%、淀粉15%中，硫酸铵补足至100%。然后取样进行死亡率的室内生测试验。

试验方法：试验时分别将添加不同含量增效剂配方样品按照推荐使用浓度稀释500倍分别置于烧杯中备用。采用先浸叶后接虫的方法，将未接触任何药剂的大小一致的叶片在配置好的药液中浸泡5s后取出、自然晾干，放入养虫盒中，然后接上蚜虫，在25℃条件下饲养，每处理3次重复，每重复所用试虫数为50头，于72h检查死虫数，计算死亡率，计算公式如下：

记录不同增效助剂、不同添加量的死亡率和增效系数，如表所示：

表5 不同增效助剂不同添加量的增效系数

(表4～5)可以看出，添加增效助剂对死虫率的提高均有较好的促进作用，其中快速渗透剂T的添加增效效果最为显著，当添加量为6%时死虫率较高，之后随着添加量的增加，死虫率提升较慢，考虑到经济成本，选择添加量为6%。

表4 不同增效助剂不同添加量时的死亡率对比结果

至此，我们筛选出50%呋虫胺可溶粒剂的基础增效配方：呋虫胺原药50%，润湿剂S 2%，萘磺酸盐分散剂N 5%，快速渗透剂T 6%，玉米淀粉15%，硫酸铵补足100%。

3 质量检测

3.1 热贮稳定性 试验按照初步筛选配方制备50%呋虫胺可溶粒剂样品100g，平均分装在5个包装内编号，封口，于(54±2)℃恒温箱中热贮14d，并对比贮前贮后各指标性能的变化(表6)。

表6 50%呋虫胺可溶粒剂样品热贮前后性能对比

(表6)可以看出，50%呋虫胺可溶粒样品热贮之后样品的崩解时间并没有太大变化。有效成分相对很稳定，平均分解率约在0.031%，满足水分散粒剂热贮后有效成分分解率≤5%的要求。这表明，配方中个组分筛选合理，性质比较稳定。

3.2 PH测定 按照GB/T1601中PH的测定方法对50%呋虫胺可溶粒剂试样进行PH值平行测定，平行测定结果分别为6.65、6.63、6.66，平均值为6.65，显示弱酸性。

3.3 水分含量测定 按照GB/T1600的共沸蒸馏法，测定50%呋虫胺可溶粒剂样品中水分的含量，经测定，样品中水分含量1.6%，符合国家标准中水分散粒剂水分含量≤3%的要求。

3.4 持久起泡性试验 按照GBT 28137-2011 农药持久起泡性测定方法，重复3次取其平均值约为21mL≤60mL，符合持久起泡性的要求。

3.5 主要性能指标 经过对50%呋虫胺可溶粒剂各项物化指标的测定，最终得到该样品的各项指标数据(表7)。

表7 50%呋虫胺可溶粒剂主要性能指标测定结果

4 讨论

可溶粒剂的开发，重点在于可溶性填料的使用和润湿剂、分散剂的搭配，既要保证溶解性，还要兼顾崩解性，有时候颗粒是在溶解而非崩解，因此就要重点考虑如何促进各组分的分散和溶解，以此提升崩解性。接下来农药制剂研发的核心还在于药效的提升。在保证各指标合格的前提下，如何提升有效成分有效利用率，如何减少喷雾期间的活性物损失，提高靶标作物对活性物的吸收和粘附是需要重点研究和探讨的