可湿性粉剂综述.pdf

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1、可湿性粉剂综述 周训卿 农药可湿性粉剂（WP）是农药制剂中历史悠久、技术比较成熟、使用方便的一种基本剂型,它是由原药、载体（填料）、表面活性剂（润湿剂、分散剂等）、辅助剂（稳定剂、警色剂等）组成并粉碎得达到一定细度的粉体制剂。可湿性粉剂在用水稀释成田间使用浓度时，能形成一种稳定的、可供喷雾的悬浮液，施用后能在防治对象上达到较大的均匀覆盖。一般说来,在应用同一种农药防治同一种害虫时,可湿性粉剂的药效优于粉剂,残效优于可溶性粉剂,触杀效果略逊于乳油。1 基本原理 可湿性粉剂的自然润湿性和分散悬浮性是公认的最重要的性能指标,可湿性粉剂的研究,主要是所需助剂应用技术的研究。助剂的选择是本研究的技术关键

2、,其原理是根据现有助剂品种,设计复合配方,通过试验测定设计配方的性能,首先是悬浮率及润湿性。经数据比较,择优选定出助剂系统。配方筛选的原则是产品必须达到有关技术指标,所选助剂价廉、易得、资源丰富,最终的产品 相比之下应是价廉物美、具有市场竞争力。2 可湿性粉剂的组成 可湿性粉剂由原药、表面活性剂（润湿剂、分散剂等）、载体（填料）和辅助剂（稳定剂、警色剂等）组成。一个农药制剂产品只有有合理的配方才能进行加工生产，筛选配方时，所选载体（填料）、助剂等，应价廉易得、资源丰富。最终产品应低成本、高质量，在市场上才具有竞争力。2.1 载体（填料）2.1.1 载体的性能 载体（填料）是调节成品含量和改善物

3、理性状而配加的固态原料。载体的主要特性是具有多网孔结构或片、层状结构，比表面积大，对农药有较强的吸附能力和吸附容量。载体功能，一是作为农药有效成分的微小容器或稀释剂，二是将有效成分从载体中释放出来。不同类别的载体其理化性能不同，即使同一类载体往往由于产地不同和混入杂志不同，其性能的差异也很大。载体的性能包括矿物分析、平均化学分析、产地、包装、价格、颜色、硬度、密度、容重、粒子大小（平均粒径、范围和分布）、粒子形状、筛分析、最大吸油率、pH、折射率、阳离子交换容量、比表面积、流动性、润湿性、分散性、相容性。表面特征等。2.1.2 常用载体 常用的载体（填料）有硅藻土、陶土、凹凸棒土、高岭土、活性

4、白土、泥煤、轻质碳酸钙、白炭黑、硅酸等。可湿性粉剂的载体种类较多，有时需将几种载体配合使用。2.1.3 载体的筛选 农药原药为液态的制剂，要选择吸油率高的填料，如果是固体原药，则选择一般吸油率的填料。所选择的填料制成的样品是松散流动的干粉体。另外，选择载体的原则是就地取材，经济实惠、同时必须满足之际性能的要求。2.2 助剂 2.2.1 润湿剂 2.2.1.1 润湿剂的性能 润湿剂是一类能降低液固界面张力，增加液体对固体表面的接触或增加对固体表面的润湿和扩展的物质。润湿剂的作用主要是提高药剂在水中的润湿分散性、改善药液的渗透性以及在处理对象上的黏展性。润湿作用取决于在动态条件下，药液表面张力的有

5、效降低。农药加工中的采用的润湿剂在化学结构上亲水基必须小于疏水基，并且多为非离子型而不是离子型的亲水基。亲脂亲水平衡值（HLB）一般为718。亲水基的作用只要能在使用条件下的水相中使润湿剂稍有溶解度，或只要能与水充分作用而防止润湿剂不溶解即可。因为亲水性过强的润湿剂会与水相互作用而降低润湿剂分子向界面运动。短链的离子型表面活性剂多为疏水性的阴离子与亲水性的阳离子形成的盐，极易溶于水，常用于含盐溶液中，高电解质含量可压缩亲水基周围的双点层，使其能够运动到界面上。也可以增大疏水基来降低润湿剂在水中的溶解度，提高润湿力。润湿剂多为非离子型和阴离子型化合物，少数为阳离子型的化合物。非离子型的润湿剂都是

6、分子质量较大的化合物。但是，分子质量小的润湿剂比分子质量大的润湿性要好，因为较小的分子在溶液中能迅速扩散。此外，亲油基（疏水基）带有支链的润湿剂比不带支链的要好。2.2.1.2 常用润湿剂 常用的润湿剂有苯枯粉、皂角粉、SOPA（230，235，270）、洗衣粉、十二烷基苯磺酸钠、拉开粉、农乳2000号系列、润湿渗透剂T、司盘20、吐温60等。2.2.1.3 润湿剂筛选 采用尝试法，即将待选润湿剂与已选定的填料、原药加工成可湿性粉剂，测定润湿时间，可筛选出最佳润湿剂。2.2.2 分散剂 分散剂是一类能够降低分散体系中固体或液体粒子聚集的物质。农药有效成分粒子在液体中的分散性与悬浮性有直接相关，

7、分散性好，悬浮性就好；反之，悬浮性就差。要提高粒子的分散性，就必须克服团聚现象，其主要手段是加入分散剂。农药乳化剂也是一类分散剂。分散剂农药可湿性粉剂加工中用量最大、最重要的一类农药助剂。分散剂决定着农药制剂在水中及其他介质中的快速分散性、自动分散性（或自崩解性）、流动性和悬浮性好坏。加入分散剂可提高可湿性粉剂的流动性、减免结块；改善贮存稳定性、稀释性及悬浮性。采用尝试法，将筛选出的润湿剂、填料和原药分别与待选分散剂加工成可湿性粉剂，测定其悬浮率，筛选出分散剂。常用的分散剂有NNO、MF、NO、木质素磺酸钠、木质素磺酸钙、非离子表面活性剂如聚氧乙烯聚氧丙烯基醚嵌段共聚物、烷基酚聚氧乙烯基磷酸酯

8、；水溶性高分子如CMC、PVA、PEG 等；三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等。2.2.3 其他助剂 可湿性粉剂的助剂除分散剂、润湿剂以外，可湿性粉剂有时还需要其它一些助剂，如渗透剂、展着剂、稳定剂、消泡剂、防结块剂、警色剂、增效剂等。稳定剂是防止和减少农药在储存期内有效成分分解或保持良好物理性状的助剂。稳定剂视农药原药不同而异，对于易分解的农药，如某些有机磷农药加工成可湿性粉剂，须加入专用性较强的稳定剂。展着剂是一种能增加液体在固体表面上覆盖程度的物质，为一类综合性的助剂，兼具渗透、粘着、展着、固着等作用，使药液在处理对象上展布均匀，扩散性强，减少流失和浪费。常用的展着剂有茶枯、肥皂、油酸钠、聚乙烯醇

9、、亚硫酸纸浆废液。渗透剂是能促进药剂渗透到处理对象内部的物质；消泡剂有硅酮类、C8C10脂肪醇等；防结块剂主要是通过选择合适的载体来控制。3.可湿性粉剂的主要质量指标。润湿性、悬浮率、水分、pH 值、热贮稳定性、细度检测方法分别按照国标GB5451-2001、CBT14825-2006、GBT1600-2001、GBT1601-93、GBT191362003、GBT16150-95 介绍的方法。以悬浮率表示的分散性和热贮稳定性是表征 WP 稳定性的 2 个重要指标：参照 GBT14825-2006，用标准硬水将待测试样配制成适当浓度的悬浮液，在规定条件下，于量简中静置 30 min，测定底部

10、110 悬浮液中有效成分的含量，计算悬浮率；参照 GBT 19136-2003，将配制的粉剂样品密封于带磨口塞的深色玻璃瓶内，在(542)恒温箱中贮藏 14 d，在贮存前后分别泐定有效成分的含量，计算分解率。3.1 润湿性 可湿性粉剂的润湿性是指药粉倒入水中能自然润湿下降,而不是漂浮在水面上以及药剂的稀释悬浮液对植株、虫体及其他防治对象表面的润湿能力。由于植株、虫体等表面上有一层蜡质,如果润湿性不好,则药剂就不能均匀的覆盖在使用作物和防治对象上,并造成药液的流失。润湿性的好坏根据其润湿时间来判断，润湿时间越短，表明其润湿性越好。润湿时间按 GB/T 5451 进行测定。3.2 分散性 分散性是

11、指药粒悬浮于水介质中,保持成细微个体粒子的能力。分散性与悬浮性有直接关系,分散性好,悬浮率就高;反之,悬浮率就低。可湿性粉剂要求粉体粒子细和相对均匀,粒子愈细,则表面自由能就愈大,愈容易发生团聚现象,从而降低悬浮能力。要提高细微粒子在悬浮液中的分散性,就必须克服团聚现象。影响分散性的主要因素是原药和载体的表面性质以及分散剂的种类、质量、用量等。分散剂选择适当、质量好、用量合理,就可以阻止药粒之间的凝聚,从而获得好的分散性。分散性的好坏可以从悬浮率的高低来衡量,悬浮率越高表示分散性越好;反之,分散性就差。悬浮率的测定按GB/T 14825进行。用标准硬水配制已知浓度的悬浮液,在规定条件下,测定底

12、部1/10悬浮液中有效成分的含量,并计算试样的悬浮率。3.3 悬浮性 悬浮性是指分散的药粒在悬浮液中保持一定时间悬浮的能力。悬浮性好的制剂,在兑水使用时,可使所有的药粒均匀的悬浮在水中,并从喷雾器械中均匀喷出,才能有好的防治效果。可湿性粉剂的悬浮率分为有效悬浮率和质量悬浮率两种,该两种悬浮率在 FAO 标准中都有相应的测定方法。一般有效悬浮率和质量悬浮率应该一致,即质量悬浮率高,有效悬浮率也高。在理想情况下,两个悬浮率的值应该相等。实际上,由于加工混合的不均匀性及不同大小粒子吸附原药的数量不等,大粒子总是先沉降,这样就出现有效悬浮率和质量悬浮率的值往往不等。可湿性粉剂要求两种悬浮率都要高,才能

13、避免喷雾不均匀和堵塞喷头的现象发生。悬浮率的测定按GB/T 14825进行。用标准硬水配制已知浓度的悬浮液,在规定条件下,测定底部1/10悬浮液中有效成分的含量,并计算试样的悬浮率。3.4 细度 细度是指药粉粒子的大小。可湿性粉的细度(粒径大小和分布)直接与悬浮率有关,一般细度越小(粒径小且粒径分布窄),悬浮率越高。加工粉碎设备是控制细度的关键。日本要求细度为 5 7m,美国要求为 35m。产品细度按GB/T 16150中的“湿筛法”进行测定。3.5 水分 水分对可湿性粉剂的制剂的物理和化学性质都有影响,若水分含量过高,不仅易结块,流动性差,给使用带来不便,而且加剧有效成分的分解,导致产品质量

14、下降,药效降低。水分按 GB/T 1600中的“共沸蒸馏法”进行测定。3.6 起泡性 可湿性粉剂兑水产生的泡沫越少越好。3.7 贮存稳定性 物理贮存稳定性是指产品在存放过程中,药粒间相互粘结或团聚所引起的流动性、分散性和悬浮性的降低。化学贮存稳定性是指产品在存放过程中,由于原药和载体、助剂等的不相容性或其他原因引起的有效成分分解,使制剂的有效成分降低,降低得愈多,说明制剂化学贮存稳定越差。热储稳定性按 GBT 19136 进行测定。3.8 流动性 好的流动性便于生产过程中的输送、包装,易称量、易倒出,影响流动性的主要因素是载体的吸附能力以及原药的含量及黏度。流动性以坡度角或流动数来表示,坡度角

15、大或流动数高,流动性差;反之,流动性好。3.9 pH 值 pH 值不同，药剂在介质中稳定性有很大不同。根据药剂在介质中的稳定性，在农药加工中应选择使其稳定的相应 pH 值。pH 值的测定按 GB/T 1601 进行。以上是可湿性粉剂的主要性能指标，性能指标控制的好坏,最终体现到产品的使用效果上。4 可湿性粉剂的配方 可湿性粉剂的成分由原药、表面活性剂（润湿剂、分散剂等）、载体（填料）和辅助剂（稳定剂、警色剂等）组成。好的可湿性粉剂产品首先需要好的、科学的配方,除了对润湿剂、分散剂等的品种和用量选择要匹配外,载体和填料等的选择也很重要,一个产品中有时要加入多达34种载体和填料,如一种是增加流动性

16、,一种是增加悬浮率的,一种是增加稳定性的,而另一种是控制释放的。这种科学配方生产出的产品不仅药效好,而且还具有缓释、持效性。这一点,我国很多农药生产企业尤其是小的农药制剂加工企业做得很不够:首先是助剂品种选择不当、助剂的品质很差;另一个是填料和载体选择不合适,不匹配;还有,需要加入稳定剂的一些农药可湿性粉剂品种没有加入稳定剂。5 可湿性粉剂的生产工艺 可湿性粉剂的加工工艺分为5步：预混合、粉碎、再混合、磨细和后混合。各个具体工艺工程中的注意事项如下：（1）初混合和再混合过程 在混合过程中，原药、填料和其他助剂的加入顺序不同有时也会影响可湿性粉剂的性能，如稳定剂的加入顺序不同，稳定性则。一般将稳

17、定剂先和填料混合然后加入原药，其稳定性比原药先和填料混合再加入稳定剂的效果好。（2）粉碎过程 粉碎包括原药的粉碎和填料的粉碎。可湿性粉剂的细度是其性能好坏的一个重要指标，因此粉碎过程是可湿性粉剂加工过程中一个重要环节。填料的粉碎比较简单，通常将填料干燥后放入粉碎机内磨碎一段时间即可。原药的粉碎须根据其不同理化性质采取相应的措施。如果原药比较潮湿，则首先进行干燥处理；若原药粉碎时易黏结，则须加入帮助分散的物质；若原药粉碎温度高时易熔化，则粉碎机应带有冷却设备。（3）后混合过程 混合效果的好坏直接影响可湿性粉剂有效成分的均匀性，进而影响药效。为保证混合均匀，有时需要进行多次混合。混合的质量，除了和

18、混合设备及操作条件有关外，还与药剂和填料的粒径、粒度分布、真密度和假密度、流动性、水分含量等有关。一般而言，粒度分布越均匀、流动性越好、水分含量越低，则混合效果越好。密度的影响主要看粒径和密度的比，若超过0.711.2，则易发生分层现象而影响混合效果。5.1 工艺流程 农药可湿性粉剂的质量，特别是细度和悬浮率指标的高低，不仅与配方有关而且往往受加工设备、加工工艺的制约。一个好的配方，用在不适宜的设备上，就不可能达到预期的效果。加工工艺和设备本身也因农药种类不同而异，必须针对原药的理化性能选择合适的工艺路线。（1）原药和助剂均为固体的工艺流程 （2）原药为液体，助剂为固体的工艺流程 （3）原药为固体，助剂为液体的工艺流程 （4）特殊原药的工艺流程 对于特殊原药的工艺流程，应该具体问题具体分析，选用特殊的工艺流程。5.2 主要设备 农药可湿性粉剂的加工设备主要有混合机、气流粉碎机、双螺旋混合机、布袋除尘器、无油去水空气压缩机、料斗等。综上所述，对于农药可湿性粉剂的加工研制，就是通过配方筛选，确定适宜的填料（载体）、润湿剂、分撒剂和其他助剂，得出优选配方，确定适宜的加工设备、加工工艺。用优选配方，通过合适的加工设备生产出合格的农药可湿性粉剂产品。