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功能高分子助剂在提升农药制剂应用性能中的应用,前景非常广阔
来源:农化专利网   发布时间:2023-01-31 09:53
简述
3. 高分子润湿分散剂的作用机理高分子润湿分散剂因其相对分子质量比常规分散剂更大,吸附链的吸附点更多,不易从农药粒子上脱吸,同时其自身也能提供静电排斥力。这种静电和空间排斥的混合作用,使其吸附在农药分散粒子表面的能力更强,吸附链也更不易从农药粒子表面脱吸。

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3. 高分子润湿分散剂的作用机理


高分子润湿分散剂因其相对分子质量比常规分散剂更大,吸附链的吸附点更多,不易从农药粒子上脱吸,同时其自身也能提供静电排斥力。这种静电和空间排斥的混合作用,使其吸附在农药分散粒子表面的能力更强,吸附链也更不易从农药粒子表面脱吸。









高分子润湿分散剂的作用机理:


(1)润湿:通过形成纳米高分子微球,降低体系表面张力,发挥润湿作用;


(2)分散:通过功能高分子形成的空间位阻和静电位阻,发挥良好的分散作用。






三、高分子助剂在可分散油悬浮剂中的应用






1. 高分子可分散油悬浮体系的创新机理


可分散油悬浮剂是一种安全环保的新剂型,药效好是其最大的优点,但是可选用的分散剂品种少,加工难度大,且在可分散油悬浮剂中,农药原药与油相之间相对密度差较大,产品的分层和沉降现象很明显。分散剂可抑制油相中粒子的絮凝和凝聚,稳定油相中分散粒子的悬浮作用,确保可分散油悬浮剂用水稀释时,形成分散均匀的悬浮液,有利于喷施到靶标。可分散油悬浮剂用水稀释后,以高分散性的悬浮液形式存在并使用。因此选用的乳化剂必须确保非水介质(如矿物油和油酸甲酯等)在水中有很好的乳化分散性。









高分子可分散油悬浮体系的创新机理是:


(1)采用日化行业防晒霜、粉底液、BB霜等尖端的高分子分散剂技术;


(2)采用物理化学基础理论——电荷作用:对原药表面进行披覆和表面改性;


(3)借助多重包裹作用,用高分子分散剂对原药进行包裹;


(4)通过高分子聚合物的强大空间位阻作用,可改善可分散油悬浮剂的结底问题。









2. 高分子分散剂和乳化剂


高分子分散剂G系列相对分子质量为3万~5万。这类高分子分散剂的特点是能对原药颗粒形成包裹,可改善可分散油悬浮剂的结底问题,并提高缓释性能,提升药效。高分子乳化剂N-600相对分子质量为2万~10万。









这类高分子乳化剂,适合乳化油酸甲酯和溶剂油,为通用型乳化剂,广泛应用于各种系列的可分散油悬浮剂体系中,通过高分子聚合物的强大空间位阻作用,可改善可分散油悬浮剂的结底问题。









与传统乳化剂或分散剂相比,高分子聚合物助剂可改善常规可分散油悬浮剂长时间储存后结底问题;由于农药分散粒子被高分子分散剂包裹改性,大幅度提高农药原药的缓释性能,从而提升药效;制剂兑水分散后形成的水包油包原药多重包裹液滴,在水分挥发后,高分子包裹的原药仍然被油相包裹,同时由于高分子分散剂自身带有电荷,油滴可以高效地吸附在靶标表面,因此具有一定的耐雨水冲刷性能。由于功能高分子助剂的加入,在保证理化性质和防效同传统可分散油悬浮剂一致的前提下,提高了制剂的稳定性,降低了产品中所使用助剂的成本。






四、高分子助剂在提升制剂安全性中的应用






1. 降低刺激性助剂


拟除虫菊酯类农药包括高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯和高效氟氯氰菊酯等,对皮肤黏膜具有较强的刺激作用,职业性除虫菊酯急性中毒常系经皮吸收和经呼吸道吸入引起,主要表现为面部皮肤或其他暴露部位瘙痒,并伴有灼烧、针刺或紧麻感,严重中毒者可因呼吸、循环衰竭而死亡。以常用的高效氯氟氰菊酯为例,2018年以前,以常规乳化剂或分散剂配制成的乳油、水乳剂、微乳剂、悬浮剂等,均不能有效解决制剂的刺激性问题;使用高分子助剂,通过包裹作用制备成的微囊悬浮剂,能有效降低制剂的刺激性。但微囊悬浮剂的缺点在于其生产成本高、工艺复杂,且制剂速效性不足。









本课题组聚焦能降低拟除虫菊酯类制剂刺激性助剂的研究,开发了能降低该类制剂刺激性又不影响其速效性的功能高分子助剂。目前已产业化应用的降低刺激性的助剂有:


(1)应用于水乳剂制剂加工的高分子乳化剂G200A;


(2)应用于悬浮剂制剂加工的高分子助剂G103;


(3)应用于微乳剂制剂加工的高分子助剂G6810。









2. 降低刺激性的机理


(1)水乳剂体系:利用高分子乳化剂的乳化和包裹作用,形成对拟除虫菊酯类水乳剂液滴的一种空间立体网状的牢固包裹,当接触到制剂和药液时,率先在皮肤表层形成一个屏蔽层,原药无法直接作用于皮肤,大幅度改善皮肤刺激性的问题。


(2)悬浮剂体系:电性相反的纳米级功能高分子,通过电荷作用对拟除虫菊酯类原药表面进行润湿、分散处理。经过制备过程中机械(砂磨)作用力后,功能高分子在拟除虫菊酯类原药表面进行包覆,从而形成类似薄壳型微囊的包裹,大幅度提升制剂安全性,降低拟除虫菊酯类制剂的刺激性。


(3)微乳剂体系:通过超分子聚合物对拟除虫菊酯类液滴的包裹作用,当制剂与药液接触皮肤时,可在皮肤表面形成屏蔽层,大幅度降低药剂的刺激性。






五、结论






针对特定靶标、特定用途、特定农药进行分子层面设计和合成的功能高分子助剂在提升农药应用性能方面的研究工作已经开展多年,已逐步在生产实践中得到广泛的应用。功能高分子助剂特有的性能优势已在农药制剂研究及使用中得到科学验证,对农药减施增效具有重要意义,在农药助剂领域具有广泛的应用前景。






来源:《世界农药》2022年第12期