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微囊悬浮剂(CS)
微囊悬浮剂(CS)
微囊悬浮剂(CS)
农药微胶囊制剂是当前农药新剂型中技术含量最高的一种。通过利用微胶囊技术将固体或液体的农药等活性物质包覆在囊壁材料的内部,形成微小的囊状制剂。因此农药微胶囊制剂能控制农药有效成分缓慢释放,从而延长农药的持效期,巩固防治效果,减少农药用量。同时因微胶囊农药不易被大气、阳光和雨水破坏及流失,可有效控制农药对地下水的污染,保护生态环境。
悬浮剂(SC)
悬浮剂(SC)
悬浮剂是以水为介质,借助某些助剂,通过砂磨粉碎,将不溶或微溶于水的固体原药均匀地分散于水中,形成一种颗粒细小的高悬浮、能流动的稳定的固液态体系。近年来,随着国内外表面活性剂种类的增多及加工设备的改进,农药水悬浮剂得到很大的发展,已成为国际上一种具有深远前景和发展潜力的农药新剂型,对环境友好,避免了大量有机溶剂的使用,污染相对较小,也成为代替可湿性粉剂的主要剂型之一。
干悬浮剂(DF)
干悬浮剂(DF)
广义上一般认为是基于湿法研磨制备的浆液经造粒干燥所得的固态颗粒; 狭义一般认为是基于湿法研磨制备的浆液经喷雾造粒干燥所得的固态颗粒,称为干悬浮剂。干悬浮剂的优势在于:首先,与悬浮剂相比,其长期贮存时不影响制剂的稳定性,减少悬浮剂因沉积或团聚现象而造成的使用不便;其次,与水分散粒剂相比,其在加工过程中因采用湿法粉碎,避免了水分散粒剂干法粉碎时引起的粉尘飞扬。干悬浮剂在经济、环保等方面综合性能明显优于
微囊悬浮-悬浮剂
微囊悬浮-悬浮剂
微囊悬浮悬浮剂是一种复配制剂,是将微囊悬浮剂与悬浮剂进行复配,使产品在满足速效性的同时延长持效期,是一种速效兼具持效的新剂型,并且可以扩大防治对象,具有广阔的市场前景。
可分散油悬浮剂(OD)
可分散油悬浮剂(OD)
一种在非水介质 (主要包括油基介质或溶剂介质) 中不溶的农药固体活性成分,依靠表面活性剂和添加物的作用,加工成微细颗粒悬浮在非水介质中,形成高分散、稳定的悬浮液体制剂,称为油悬浮剂(OF),用水稀释使用的油悬浮剂称为可分散油悬浮剂,代码为 OD;油悬浮剂可以增加农药在植物叶片上的附着力,降低表面张力,从而使药效更好地发挥。
种衣剂
种衣剂
将干燥或湿润状态的种子,用含有粘结剂的农药组合物所包,使在种子外形成具有一定功能和包覆强度的保护层,这一过程称为种子包衣,包在种子外边的组合物质称之为种衣剂。种衣剂是在拌种剂和浸种剂基础上发展起来的,其最大优点是能在种子外面形成一层比较牢固的薄膜,因此得名种衣剂。

微囊悬浮剂(CS)

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微囊悬浮剂是以高分子材料作为囊壁或囊膜,通过化学、物理或物理化学的方法,将农药活性物质(囊芯)包裹起来,形成一种具有半渗透性囊膜的微型胶囊,并将它们以一定的浓度稳定地分散、悬浮在作为连续相的水中,称之为微囊悬浮剂。

明德立达作为国内“中国农用微胶囊产品研发和生产最专业的供应商”,在农用微胶囊领域,不仅技术最成熟先进、登记的产品多,而且工业化水平也处在行业领先的位置。作为国内农用微胶囊研发、生产的领军企业,目前已投放市场的微胶囊产品有明功、明稻收、精攻夫、德立卡、德亮、立闪、立早、苗万金、苗坚强……无论与国内公司还是与国外公司相比,明德立达的微胶囊产品在业界都是领先的。

 

一、农药微胶囊技术背景

传统剂型有一个共同的缺点,就是施药后有效成份直接暴露在风、雨、阳光中,易分解,挥发,杀虫持效期较短。持效期短的只有1-3天,长的也只有5-15天。由于存在这样的缺点,为提高杀虫效果,传统的做法是加大有效成份的浓度。浓度的加大,不但提高了生产成本,而且使农药的毒性提高到十分危险的程度,给人们的生产和生活带来很大的危害。

为克服化学农药的高毒、高残留缺点,许多公司转向生物农药的研究。但由于剂型的局限,生物源农药的高挥发、易光解的缺点成为广泛应用的重大障碍。农药微胶囊化技术应运而生。

二、农药微胶囊新技术简介

通俗的讲,微胶囊化就是用高分子材料(称之为囊材或壁材)将农药有效成份包裹起来,就象包饺子一样,农药的有效成份变成饺子的馅,壁材成为饺子的皮。利用壁材的半透性,延长农药的持效期,延缓有效成份的降解速度,提升杀虫效果,降低毒副作用。具体优点如下:

1、包裹作用

由于农药有效体被一层薄膜包在里边,因此不易光解、水解、氧化、挥发,持效期延长,对生物源农药作用更加明显。

2、缓释作用

农药微胶囊化后,由于壁材具有半透性,设计时可根据有效成分的理化性质人为控制其孔径大小或壁材厚度,从而有效控制缓释剂量,控制缓释时间。

3、降低毒性

农药微胶囊化后,一般毒性可降低10—20倍,有的可降低几百倍。特别是一些剧毒农药,经微胶囊化对人、畜的安全性可大大提高。

4、降低成本

农药微胶囊化后,原药使用量可减少到原用量的1/2—1/3,介质由有机溶剂改为水,可有效降低产品成本。

5、杀虫效果提高

微胶囊农药囊芯有效成份浓度一般达到5-15%,甚至更高,相对于乳油等剂型其有效成分更集中。高浓度的胶囊一旦触及虫体,就会比其它剂型更易使害虫中毒,击倒速度得到提高。

微胶囊后一般杀虫效果可提高15-30%,原药使用量最低可减少50%,持效期延长2-8倍,最高可达到250天。也可使用该技术来延长除草剂、杀菌剂等的持效期。

6、减少施药次数降低农业成本

由于微胶囊农药持效期延长,杀虫效果提高,一个生长周期内农药使用的次数大大减少,因而使害虫防治成本降低,省工省力。如棉花全生长期只需喷2-3次微胶囊农药即可。其它剂型有的一个星期就喷1次药,更有甚者3天打一次药。

7、可人为控制持效期。

合理控制农药持效期,满足不同防治对象的需要。

8、减少农药对环境的危害
由于没有了苯、甲苯等高污染有机溶剂,加上毒性降低,施治次数减少,大大降低对环境的危害。

9、使生物农药更适应市场需求

由于中国人生活水平的提高,对有机食品倍加青睐。生产有机食品不得使用化学农药、肥料,只能使用生物农药和有机肥料。由于生物农药成本高、产量低、价格贵、效果差、持效期短,在实际应用中存在许多困难。如将生物农药的有效成分微胶囊化,使之不易挥发散失,不易氧化、光解,延长持效期,提高杀虫效果,降低生产成本,有利于生物源农药的普及推广。

10、使不同PH值的原药复配成为可能

不同有效成份复配可大大提高杀虫剂的效果,但由于PH值不同,复配常常有困难。化学合成农药中,大多数在酸性条件下稳定,碱性条件下易降解。植物源农药使用生物碱为有效体的占多数,植物杀虫活性成份有的碱性很强,PH值达11.3,有的呈中性或弱酸性。微胶囊工艺可先将不同PH值的农药有效成份胶囊化,然后复配,解决中和的难题,极大增加了新的复配农药品种研发的前景。

11、使农药更适应水质

同样的农药在我国南方使用和北方使用效果相差明显。主要原因是水质不同。南方水质偏酸,PH值5.8-6.5,而北方干旱少雨,水质偏碱,PH值7.3-8.3。很多地方PH值达到7.8左右。
农药大多数呈弱酸性,在南方弱酸性水质条件下,使用量少、效果好,但同样的药,到北方碱性水质地区药效大为下降,使用量增加1-3倍,效果还不如南方。微胶囊化后,不同水质对农药的稳定性影响大为减少,甚至没有影响。

三、农用微胶囊的制备方法

微胶囊制备的新方法、新技术一直是众多研究者的努力的方向之一。目前已形成物理化学法化学法、物理法三大类多种制备方法。

1. 物理化学方法

本法在液相中成囊。即在囊芯物和囊材(如海藻酸钠)的混合物中,加入另一种物质或采用其他适当的方法使囊材的溶解度降低而凝聚在囊芯物质的周围,形成一个新相。根据形成新相的方法不同,可分为单凝聚法、复凝聚法、溶剂-非溶剂法等。

1.1 单凝聚法

单凝聚法过程由连续的三步组成:a.被包裹物质分散到聚合物溶液中;b.凝聚层向芯材沉析;c.凝聚层胶凝。以一种高分子聚合物为囊材,将囊芯物分散在囊材中,加入凝聚剂,如乙醇、丙醇等强亲水性非电解质或硫酸钠、硫酸铵等强亲水性电解质。由于囊材胶粒水合膜中的水与凝聚剂结合,使囊材溶解度降低而凝聚形成微囊。再加入适宜的固化剂使凝聚囊材固化,使之长久的保持囊形。

影响高分子囊材的主要因素是浓度、温度和电解质。增加囊材浓度、降低温度,有利于凝胶。囊材浓度与温度的关系是:浓度越大,凝胶的温度上限越高。例如,5%明胶溶液在180C凝胶,而15%的明胶溶液却在230C凝胶。在电解质中,阴离子促进胶凝的作用较强,常用的阴离子中,硫酸根离子促进胶凝的作用最强,氯离子次之。

1.2 复凝聚法
本法利用两种带相反电荷的高分子材料为囊材,将囊芯物分散(混悬或乳化)在囊材的水溶液中,在一定条件下,相反电荷的高分子相互交联形成复合物(即复合囊材),溶解度降低,自溶液中凝聚析出成囊。

采用单凝聚法和复凝聚法制备微囊时,囊芯物表面应能被囊材溶液润湿,因此,某些情况下可加入润湿剂。此外,还应控制温度等保持凝聚物具有一定的流动性,这也是保证成囊良好的必要条件。天然高分子材料如海藻酸盐、果胶等,纤维素衍生物CAP、CMC-Na等,都含有—COO-或—COOH,均能与明胶复凝聚,故也可作为制备微囊的囊材。

凝聚法的优点是农药活性物既可为液态,亦可为固态(必须在水中稳定),囊材廉价易得,成本较低,高分子壳体施药后在自然界降解快,应是微囊剂工艺发展的方向,缺点是工艺条件控制较复杂。

2. 化学法

化学法是将囊芯物为分散相,形成乳化微珠,在与连续相(一般为水)交界的界面上,发生聚合,缩聚反应,形成囊壁,故又称界面聚合法,可分为:界面聚合法,定位聚合法和辐射化学法。

2.1 界面聚合法(interfacial polymerization)

界面聚合法是制备农药微胶囊最常用的方法,其工艺过程简述如下:将活性物质和适宜的高分子囊壁材料(单体)溶解在与水不互溶的有机溶剂中(有些底黏度的原油不需要溶剂),接着将油相在剪切条件下加入到含有合适的乳化剂和保护胶的水相溶液中,成水包油或油包水形式,根据需要控制一定的颗粒大小。并在水相中再加入另一种水溶性的囊壁材料,两种材料在油水界面发生反应,围绕含有活性物质的液滴形成高分子囊壁。此方法一般在室温下就能快速进行,形成的囊壁较规则,均一,质地坚硬。

2.2 原位聚合法(in-situ polymerization)

亦称就地聚合法,在定位聚合反应中,高分子单体和预聚物置于油相中,通过提高温度或者使用具有表面活性的酸性催化剂来引发界面聚合反应。如果活性成份为固体,在单体或预聚物加入之前先将固体活性成份溶解在与水不互溶的有机溶剂中。应用定位聚合工艺,产生不对称囊壁,由较厚的海绵状下层撑托起薄薄的、稠密的外层膜。对于粒径为10μm的微胶囊,其外层膜厚度可能接近0.05μm,内层壁厚接近0.5μm。当内层提供机械支撑时外层则决定扩散速率。在形成囊壁时需要加热一定时间(一般在500C下3h)。

目前,已商品化的农药微囊剂大多数采用界面聚合法或定位聚合法工艺,并制成微胶囊水悬浮剂,如大多数多相水基性悬浮剂一样,微囊悬浮剂在长期贮存时必须防止分层和结底以保持稳定。因此必须选择合适的表面活性剂系统和保护胶系统,否则会影响囊壁的形成,有时甚至发生反相破囊。溶剂的选择亦很重要,对于一些在有机溶剂中的溶解度不是很大的固体活性物质,如果溶剂选择不当,又要制备浓度较高的微胶囊剂型,结晶现象很容易发生。在长期贮存过程中或温度变化较大时,结晶出的不规则晶体会破坏囊壁,而无法发挥药效。尽管应用了如黄原胶和膨润土之类的一些抗沉降剂,但是由于液滴粒子很粗,粒径远远大于2.5μm,微胶囊较大的球形颗粒很难保持有效的稳定,使其容易快速沉降导致沉积。

3. 物理方法

喷雾干燥法,用单一工序将溶液、乳液、悬浮液或浆状液加工成粉装干燥制品的一种干燥方法。喷雾干燥法使用的微胶囊化材料主要有液体石蜡、醋酸纤维素、柠檬油和羟基化糊精。

喷雾干燥法的原理:壁材在遇热时形成一种网状结构,起着筛分作用。小分子物质如水和其他溶剂受热蒸发而透过“网孔”移出,而分子较大的芯材则滞留在“网”内。通过选择不同物质或者几种物质的混合作为壁材,可以人为地控制“网”孔的大小,达到包裹不同分子大小的目的。

   

 

 部分内容摘自《农药剂型研究实验室 http://pesticide.blog.sohu.com/》