50%乙草胺微乳剂的研究

农药微乳剂是剂型开发的新方向之一｡在农药乳油中大量有机溶剂的使用,给自然环境带来了严重的污染｡近年来,在美国等发达国家,对农药制剂中使用的二甲苯等的限制日益严格,从而促使水性化农药如微乳等剂型的发展｡我国直到20世纪90年代微乳剂才真正进入研究和开发阶段,微乳剂品种较少,特别是关于除草剂微乳剂的报道更少｡乙草胺是目前全国旱田除草剂的第一大品种,除草效果优异,并且使用方便,价格便宜,深受广大用户欢迎｡目前仅见奥克公司已研制出50%乙草胺微乳剂乳化剂OX-8503报道｡鉴于50%乙草胺微乳剂的广阔前景及其独特性能,在此特对其进行进一步的研究｡

1实验部分

1.1    实验设备

高效气相色谱,SP-502,山东鲁南化工仪器厂;电热恒温培养箱,NMK-02型,湖北省黄石市医疗器械厂;农药乳液稳定性测试仪,BC-01N型,大连北方分析仪器厂;架盘药物天平､冰箱､烧杯､比色管､安培瓶若干｡

1.2    实验药品

乙草胺原油(质量分数92.4%),工业级,山东省滨州市农药厂;乳化剂,自制,由非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂复配而成;助表面活性剂,工业级,自选｡

1.3    微乳剂的配制及透明温度区的测定

将计量好的原油加入搅拌器中,然后加入规定量的乳化剂,助表面活性剂及水,搅拌至均匀透明即可｡取上述调制好的微乳剂置于50mL具塞比色管中,插入温度计,放在水浴中缓慢升温,出现反相混浊时的温度为透明温度区上限｡同样在冰箱中存放,缓慢降温至冻结,由冻结状态恢复至均相透明液态时的温度为透明温度区下限｡

1.4    乳液稳定性测定

乳液稳定性测定按GB-37763-83标准执行｡

用1mL注射器量取微乳剂0.5mL滴入100mL､30℃､342×10^-6的硬水中,上下摇动2~3次,于30℃恒温水浴中放置1h,上无浮油,下无沉淀,无浓度梯度,呈微蓝色半透明溶液为合格｡

2          结果与讨论

2.1    乳化剂的选择

乳化剂是微乳剂的关键组分,是制备微乳剂的先决条件｡笔者以混合膜理论为基础,参考表面活性剂的HLB值,对乳化剂进行综合选择,以山东滨化集团非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂进行了多个配方组合､筛选,观察所配微乳剂在不同条件下的外观｡经反复试验表明,BW 165A､BW 165B､BW 165C有较宽的透明温度区域,见表1｡

1)      实验配方:w(乙草胺原油)=54.1%,w(乳化剂)=20%,w(水)=25.9%｡

从表1可以看出,乳化剂BW-165C透明温区较宽,高温和乳化性能合格,但抗冻能力还不够强｡

2.2    助表面活性剂选择

根据双重膜理论,含有疏水基和亲水基的小分子助表面活性剂存在,可降低表面张力及增加膜的流动性,因而混合膜易于弯曲｡当油､水共存时,弯曲即自发形成,从而增强微乳剂的稳定性｡实验在乳化剂BW-165C的基础上,对助表面活性剂进行了筛选｡配制50%乙草胺微乳剂,得到透明温度区宽,抗冻性强的微乳剂,见表2｡

1)      实验配方:w(乙草胺原油)=54.1%,w(乳化剂BW-165C)=20%,w(助表面活性剂)=5%,w(自来水)=20.9%｡

从表2中可知,加入助表面活性剂,对微乳剂的透明温度区､抗冻性能､热贮性能及微乳乳化性有很大影响,所以助表面活性剂的选择非常重要｡上表显示助表面活性剂2号效果较好｡笔者将乳化剂BW-165C和助表面活性剂2号合称为微乳剂乳化剂BW-1652｡

2.3    助表面活性剂用量对微乳剂的影响

根据微乳剂形成机理和混合膜性质,笔者对助表面活性剂的用量进行了考察,结果见表3｡

从表3可以得出,助表面活性剂用量对微乳剂的透明温度区影响较大,50%乙草胺微乳剂助表面活性剂质量分数为5%时效果最好｡从而确定微乳剂的配方:w(乙草胺原油)=54.1%,w(乳化剂BW 1652)=20%,w(助表面活性剂)=5%,w(去离子水)=20.9%｡

2.4    水质的影响

在配制50%乙草胺微乳剂时需加入大量水,水的硬度会影响表面活性剂的浊点,从而影响油珠粒子在水中的分散效果,使体系的稳定性失去保障,本实验考察了不同水质的影响情况,比较了蒸馏水,去离子水､自来水及硬水的配制及贮藏效果,结果见表4｡

从表4可以看出,用乳化剂BW-1652配制的微乳剂对水质的适应能力较强,仅当水的硬度升到1368×10^-6时,热贮分层,但室温下恢复透明｡说明水质对50%乙草胺微乳剂影响不大｡自来水即可满足要求,可使生产成本进一步降低｡

2.5    热贮稳定性实验

微乳剂中含有大量的水分,农药在水中的稳定性的好坏,直接影响农药的使用药效｡经泰安市丰田农业化学品厂(山东农业大学试验厂)按国家标准对乙草胺微乳剂的热贮稳定性进行检测,结果见表5｡

表中数据说明,用BW-1652配制的50%乙草胺各组微乳剂,经54±2℃贮存14d分解率均符合标准要求｡

2.6    经时稳定性

将试样装瓶密封,于室温长期贮存,观察随时间和室温变化的制剂外观,考察所选配方的经时 稳定性｡结果发现,存放一年以上样品仍为透明均相液体,流动性及乳化性能均佳,结果见表6｡

从表6中可以看出,50%乙草胺微乳剂经过一年的自然贮存,外观状态,乳化性能和分解率均符合标准要求｡

2.7    微乳剂质量指标测定结果

按上述微乳剂配制方法配制3个微乳剂试样,进行低温(-20℃)和高温(60℃)状态下的性能考察,结果见表7｡

从表7中可以看出,在-20℃时冻成固体,60℃时微乳剂变成混浊乳液,但当温度处于透明温度区内时,迅速恢复成透明液体,乳化性能仍合格,说明该微乳剂耐温性能比较好,适用环境温度变化范围宽,完全满足应用性能要求｡

3          社会效益

该制剂以水为介质,从而带来了显著的环境效益和社会效益,可改善工厂的操作环境,避免有机溶剂的毒害,工厂可省去庞大的溶剂贮罐及贮存费用,并减少了安全防火负担,产品不燃不爆,比乳油贮运安全,毒性低,用户使用安全,产品成本比乳油低｡

4结论

(1)通过实验获得了用于配制50%乙草胺微乳剂的乳化剂配方及助表面活性剂的品种｡50%乙草胺微乳剂各项理化指标达到了必要的水平｡

(2)在50%乙草胺微乳剂的配制过程中,选用合适的助表面活性剂,可扩大透明温区范围,提高微乳剂的低温性能和稳定性｡

(3)配制50%乙草胺微乳剂时,助表面活性剂最佳用量为质量分数5%｡

(4)50%乙草胺微乳剂与乳油相比,降低有机溶剂用量60%以上,带来显著的社会效益｡

[参考文献]

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