水分散粒劑(water dispersible granule,WDG或WG)是20世紀(jì)80年代初期發(fā)展起來的環(huán)保新劑型,兼具有固體制劑(粒劑和可濕性粉劑)和液體制劑(懸浮劑等)的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)定為21世紀(jì)最具有生命力的劑型之一。
噻蟲胺是由拜耳公司和日本Takeda武田公司共同開發(fā)的第2代新煙堿類廣譜殺蟲劑,其活性高,具有內(nèi)吸性、觸殺和胃毒等作用。該劑主要通過與位于神經(jīng)后突觸的煙堿乙酰膽堿受體結(jié)合表現(xiàn)殺蟲活性,可有效防治飛虱、薊馬和蚜蟲等鞘翅目、半翅目、雙翅目和某些鱗翅目類害蟲,具有高效、廣譜、用量少、毒性低、藥效持效期長、對作物無藥害、使用安全、與常規(guī)農(nóng)藥無交互抗性等優(yōu)點(diǎn),有卓越的內(nèi)吸和滲透作用。
該品種已在日本用于水稻、果樹、茶葉、草皮和觀賞作物,在土壤中具有中等降解性。目前市場上噻蟲胺制劑類型主要有200g/L噻蟲胺懸浮劑、20%噻蟲胺懸浮劑、50%噻蟲胺水分散粒劑。但系統(tǒng)性論述50%噻蟲胺水分散粒劑研制方法的文獻(xiàn)未見報(bào)道,本研究通過對潤濕劑、分散劑、崩解劑、粘結(jié)劑等助劑的篩選,最終確定了50%噻蟲胺水分散粒劑的最佳配方。
1 原材料和設(shè)備
1.1原材料
噻蟲胺原藥:類白色固體,含量為97%
潤濕劑:十二烷基苯磺酸鈉,SXC,LXC,terwet1004,EFW,W04
分散劑:木質(zhì)素磺酸鈉,十二五助劑廣源益農(nóng)D800,Morwet D425,十二五助劑廣源益農(nóng)D900,2425,SK-21K,Tersperse 2700,木質(zhì)素磺酸鈣,TXC
崩解劑:硫酸銨,氯化鈉,尿素,無水硫酸鈉,羧甲基淀粉鈉
載體:高嶺土,輕質(zhì)碳酸鈣,玉米淀粉
1.2 主要加工設(shè)備
超微氣流粉碎機(jī);硫化床干燥造粒機(jī);電熱鼓風(fēng)干燥箱(102A);中藥材粉碎機(jī);電子天平(DT-500A,500/0.1);液相色譜分析儀;pH計(jì);水分測定儀;秒表;粒度儀;表面張力儀。
2 產(chǎn)品性能指標(biāo)的測定
2.1 噻蟲胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定
檢測方法可參照50%噻蟲胺水分散粒劑企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中質(zhì)量分?jǐn)?shù)測定的方法(Q/370285ADY)。
2.2 PH值的測定
參照農(nóng)藥PH值的測定方法GB/T1601-1993
2.3 懸浮率的測定
懸浮率按GB/T14825-2006的方法進(jìn)行測定
2.4 崩解時間的測定
采用刻度量筒試驗(yàn)法檢測分析
2.5 熱穩(wěn)定性測定
按農(nóng)藥熱穩(wěn)定性測定方法GB/T19136
3 加工工藝
采用流化床造粒的方法,即將原藥、助劑、輔助劑等用氣流粉碎加工成可濕性粉劑,然后進(jìn)行造粒、干燥,最終得到水分散粒劑產(chǎn)品,分析有效成份的含量及相關(guān)指標(biāo)。
4 配方篩選
配方篩選采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,利用正交表來設(shè)計(jì)安排實(shí)驗(yàn)。
4.1 潤濕劑的篩選
所謂潤濕劑,是指能降低液-固表面張力、增加液體在固體上的擴(kuò)展性和滲透力,使其潤濕或加速潤濕的一類物質(zhì)。崩解的過程首先需要粒子被水潤濕,是水分散粒劑顆粒表面氣體被水取代并覆蓋的過程。疏水基團(tuán)側(cè)鏈化程度高,極性基團(tuán)位于分子中部有利于提高潤濕能力。因此潤濕劑對水分散粒劑的崩解有至關(guān)重要的作用。在其它助劑相同的情況下,添加不同種類的潤濕劑,比較各產(chǎn)品的潤濕時間,確定最初的潤濕劑。潤濕時間參照可濕性粉劑潤濕性測定方法GB/T5451-2001檢測分析。
4.2 分散劑的篩選
所謂分散劑,是指能夠阻止固—液分散體系中固體粒子的相互凝集,使固體微粒在液相中較長時間保持均勻分散的一類物質(zhì)。因此分散劑決定了產(chǎn)品的崩解擴(kuò)散狀態(tài)及懸浮率的高低。在其他助劑品種和用量相同的條件下,將不同種類的分散劑按照不同用量進(jìn)行組合,配制成有效成分含量相同的制劑,進(jìn)行氣流粉碎,并用流化床造粒,制得所需產(chǎn)品。通過測定產(chǎn)品的懸浮率確定分散劑的種類和比例,懸浮率按GB/T14825-2006的方法進(jìn)行測定。
4.3 崩解劑的篩選
在其他助劑和載體一定的情況下,加入不同品種和含量的崩解劑,觀察對50%噻蟲胺水分散粒劑崩解時間及狀態(tài)的影響情況,崩解時間的測定采用刻度量筒試驗(yàn)法檢測分析。
4.4 配方的優(yōu)化
初步確定配方后,以潤濕劑、分散劑、崩解劑用量(分別記為X、Y、Z)為3因素3水平正交試驗(yàn)(表1,表2),以明確各因素對水分散粒劑懸浮率的影響,篩選出最優(yōu)配方。
5 結(jié)果與分析
5.1 不同潤濕劑的潤濕性
潤濕劑對水分散粒劑的崩解有至關(guān)重要的作用,好的潤濕性可以增加藥液與作物的接觸,提高農(nóng)藥利用率。
5.2 不同分散劑種類及用量的選擇
分散劑的添加可以起到使樣品體系處于電荷排斥或空間位阻的作用,分散劑的好壞,由樣品的懸浮率體現(xiàn),懸浮率越高,說明分散劑越適合該制劑樣品。
分散劑篩選結(jié)果見表4和表5
由表4可以看出,分散劑D425與Tersperse 2700的樣品懸浮率相對較高,分別為73.62%和68.80%,這說明這兩種分散劑對噻蟲胺原藥的適應(yīng)性好于其它分散劑,分散劑單用往往起不到最好的分散效果,因此將分散劑D425和Tersperse 2700進(jìn)行復(fù)配篩選,目的是提高兩者對原藥的分散性能,從而提高產(chǎn)品的懸浮率。
表5結(jié)果表明,分散劑D425與Tersperse 2700以1:2的比例搭配,并在使用總量為15%時所制樣品懸浮率最高,可達(dá)89.30%,因此確定分散劑D425與Tersperse 2700的比例為1:2,添加量為15%。
5.3 不同崩解劑樣品的崩解性
崩解劑的選擇,根據(jù)分散劑和潤濕劑的選擇結(jié)果,分別添加不同種類、不同量的崩解劑,用量分別為5%、10%,測定崩解時間,觀察產(chǎn)品性能變化。
由表6結(jié)果可知,無水硫酸鈉添加量為10%的時候崩解時間和崩解狀態(tài)最好。
6 結(jié)論
6.1 最終配方
根據(jù)大量配方篩選試驗(yàn),得到最終配方。
6.2 產(chǎn)品性能指標(biāo)
6.2.1 將所得產(chǎn)品的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測,測得50%噻蟲胺水分散粒劑產(chǎn)品的性能指標(biāo)見表8。
7 討論
潤濕劑、分散劑、崩解劑的品種和用量,能使制劑有更好的潤濕分散和崩解的效果。不同有效成份的制劑品種需要不同類型的助劑,采用正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法優(yōu)化了各種助劑的品種和組合,該方法目的性、系統(tǒng)性強(qiáng),操作簡便,能夠快速準(zhǔn)確的篩選出合適的助劑,適用于水分散粒劑的配方篩選。
通過對潤濕劑、分散劑、崩解劑的篩選,最終獲得了質(zhì)量穩(wěn)定、懸浮率高的50%噻蟲胺水分散粒劑的配方。結(jié)果表明,50%噻蟲胺水分散粒劑的各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。
作者:王金鳳 姜成義 王春修 方城韜
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