65%西草净·扑草津水分散颗粒剂的配方研制

何 炼，张振兵，董秀莲，胡国耀，任天瑞

(上海师范大学生命与环境科学学院 教育部资源化学重点实验室，上海 200234)

西草净(Simetryn)是一种内吸选择性除草剂，能通过根、叶吸收并传导全株，抑制杂草光合作用，使叶片缺绿变黄而死亡。对稻田恶性杂草眼子菜有特效，对早期稗草、牛毛草均有显著效果，持效期长[1]，西草净常见剂型有25%和55%可湿性粉剂(Wattable Powder，WP)。扑草津(Prometryn)是水旱地两用的选择性均三嗪类除草剂。作用机理主要从根部吸收，也可由茎叶渗人植株体内，并传导至绿色叶片内抑制光合作用，植株产生失绿症状，逐渐干枯死亡[2]。西草净跟扑草津在除草剂领域的应用已经非常广泛了，而当两者复配使用时，可有效增加除草谱，使用灵活，见效快，具有较大的农用价值。

目前市面上西草净和扑草津主要以可湿性粉剂为主。但可湿性粉剂成品是粉状，容易造成粉尘污染且储存易吸水结块。相比于可湿性粉剂，水分散颗粒剂成品是颗粒状，无粉尘污染，包装运输简单，且有较高的有效成分，悬浮效果也更好[3]，因此高含量的水分散颗粒剂有更强的市场竞争力。同时，为了增加除草谱和除草效能，而将西草净和扑草津复配成高含量制剂时，更应选择水分散颗粒剂的剂型。遂本文采用不同高效能的专用助剂，成功筛选和研制出了65%西草净·扑草津复配水分散颗粒剂的配方。

1 材料与方法

1.1 试验材料 原药：西草净(95%，山东乔昌化学有限公司)、扑草津(96.5%，浙江中山化工集团有限公司)；分散剂：磺酸盐分散剂SR-04、SD-720、SD-661(>95%，上海是大高分子材料有限公司)，聚羧酸盐类分散剂SD-819、SD-818、SD-816(>95%，上海是大高分子材料有限公司)；润湿剂：Morewet EFW(荷兰阿克苏诺贝尔)、Terwet 1004(美国亨斯曼)、K12、拉开粉、SR-02、SR-05(>95%，上海是大高分子材料有限公司)；崩解剂：三聚磷酸钠、硫酸钠、硫酸铵、碳酸氢钠、尿素；填料：白炭黑、高岭土、硅藻土、玉米淀粉、膨润土。

1.2 仪器 YQ-50 型气流粉碎机(上海赛山机械设备有限公司)，UPR-Ⅱ型台式超纯水机(成都优普水处理工程有限公司)，ZLB-80 型旋转挤压造粒机(张家港市荣华机械制造有限公司)，FG-1 实验室沸腾干燥机(张家港市创成机械制造有限公司)， FA2004型电子分析天平(上海良平仪器仪表有限公司)， DHG-910l-OS 烘箱(上海蓝凯仪器有限公司)，LC-20A高效液相色谱仪(日本岛津公司)，PHS-3C pH 计(上海雷磁仪器厂)。

1.3 制备方法 水分散粒剂制作方法是将原药、助剂和填料等混合后，经超细气流粉碎机粉碎后，加入适量水进行捏合，再经造粒、干燥、筛分步骤获得制剂成品。造粒方法有沸腾造粒、挤压造粒、转盘抛丸造粒等，本实验采用挤压造粒。

1.4 性能检测方法

1.4.1 悬浮率测定 参照国家标准GB/T 14825—2006方法测定。

1.4.2 润湿性测定 参照国家标准 GB/T 5451—2001 方法测试。

1.4.3 崩解性测定 在250mL量筒中加入100 mL水，然后倒入0.5 g颗粒剂，颗粒到达量筒底部1min后，将混合物上下2个方面进行颠倒，上下1个来回记为1次，并记下直至颗粒完全崩解的颠倒次数[4]。

1.4.4 持久起泡性测定 参照HG/T 2467.5-2003方法测定。

1.4.5 热储稳定性 参照GB/T 19136—2003方法测试。

2 结果与分析

2.1 分散剂和润湿剂的初筛 在水分散颗粒剂制备过程中，当原药经超细粉碎后，农药颗粒非常小，拥有较大的比表面积，因而容易相互吸引、靠拢、团聚，这样不利于提高原药的使用效率。这时候需要加入适量合适的分散剂和润湿剂，对农药原药小颗粒进行包裹，保持粉粒分散，防止凝聚结团，从而提高配方的悬浮稳定性和原药的使用效率。遂采用流点法[5]对润湿剂和分散剂进行初步筛选，结果(表1)。

表1 分散剂和润湿剂流点测定结果

由表1可知，磺酸盐类分散剂中SD-720有较低的流点，而在聚羧酸盐类分散剂中SD-816拥有较低流点，遂选择SD-720和SD-816进一步筛选；在润湿剂中，Morewet EFW与K12都有较低的流点，但是Morewet EFW是国外垄断产品，价格较高，遂选取性价比更高的K12作为润湿剂。

2.2 分散剂和润湿剂的复筛 分散剂的作用机理是通过吸附于原药颗粒表面，使原药颗粒一个个独立分散，最终达到体系的稳定。分散剂如果用量过少，对原药粒子的包裹将不充分，达不到最佳分散效果；但用量过多时，分散剂间容易相互缠结，反而不利于分散，因此分散剂用量的确定非常重要[6]。在其他助剂和填料不变的情况下，根据表1分散剂流点数据结果，选择磺酸盐分散剂SD-720与聚羧酸盐分散剂SD-816，分别在不同用量下制成65%西草净·扑草津水分散颗粒剂，并测定1倍硬水和3倍硬水的悬浮率。结果(表2)。

表2 分散剂的筛选

随着磺酸盐分散剂SD-720的用量逐渐增加，在9%添加量时1倍硬水悬浮率达到最高值92.3%，用量再增加时，悬浮率转而降低，虽然3倍硬水的悬浮率也在9%用量时达到最大值，但是均未超过55%。聚羧酸盐分散剂SD-816在5%添加量时悬浮率最高，1倍硬水91.8%，3倍硬水89.7%，但添加量超过5%后，悬浮率也逐渐降低。综上，SD-720和SD-816分别在9%和5%添加量时达到最佳添加量，再增加用量后，分散剂相互缠结，反而降低了分散效果；相比于SD-816，SD-720具有较弱的抗硬水能力，这主要是因为SD-720是萘磺酸盐阴离子表面活性剂，主要依靠萘环亲油能力作用于农药粒子上，在硬水中高浓度的钙镁离子会破坏吸附作用产生沉淀[7-8]，而SD-816是梳型结构，具有多点吸附能力，能有效抗硬水。同时，达到最佳添加量时，SD-816的添加量

在水分散颗粒剂中，润湿剂主要作用在于使固体颗粒更容易被水润湿，而能快速崩解；降低稀释药液的表面张力，这样更容易在叶面上铺展。但是润湿剂过量时也会起反作用，也会相互缠结，最终降低悬浮率。遂选取不同用量的K12，混合其他助剂和载体，制成水分散颗粒剂，测定悬浮率和润湿时间，结果(表3)。

表3 润湿剂K12用量的筛选

随着K12用量的逐渐增加，润湿效果逐渐增强，但在达到3%添加量后，润湿效果慢慢减弱，直至维持15s的润湿时间不变；悬浮率在3%添加量时达到最大值96.3%，再增加用量时，润湿剂K-12可能发生缠结，导致悬浮率逐渐降低。遂选择润湿剂K-12 3%添加量。

2.3 崩解剂的筛选 崩解性是水分散颗粒剂的重要性能指标[9]，崩解剂能加快颗粒的崩解速度和雾化效果。颗粒入水润湿后，崩解剂吸水膨胀，使活性成分崩裂成细小的颗粒，或吸水溶解产生局部凹穴，这些凹穴被水取代后使颗粒分散成造粒前的粒度大小[10]。本研究选择常用的三聚磷酸钠、硫酸钠、硫酸铵、碳酸氢钠、尿素作为崩解剂，统一先以3%的添加量进行崩解剂的筛选，具体崩解效果(表4)。

表4 3%崩解剂的筛选

由表4可知，硫酸钠的崩解效果最好，13次即可完全崩开，其次硫酸铵、碳酸氢钠、尿素，三聚磷酸钠效果最差。但从提高制剂分散性角度来说，崩解剂硫酸铵的悬浮率最高92.3%。遂综合考虑下，在满足一定崩解效率的情况下选择分散性能更佳的硫酸铵作为崩解剂，同时对其用量进行进一步筛选，结果(表5)。

表5 硫酸铵用量的筛选

由表5可知，随着崩解剂用量的增加，崩解性不断提高，但是会慢慢到达一个平台，这时崩解剂用量的再增加对崩解性没有显著的影响；同时，制剂悬浮率是呈先提高后降低的趋势，在添加量5%时达到最大悬浮率94.6%，高于此添加量后，可能产生了拮抗作用，导致悬浮率降低。遂选取硫酸铵5%为最佳添加量。

2.4 填料的筛选 填料是除分散剂、润湿剂以外，在水分散颗粒剂中必不可少的组分。填料对水分散颗粒剂的悬浮率、崩解性、雾化等性能有较大影响，尤其是填料占比较大的配方中影响程度更大[11]。本研究选用常用的白炭黑、高岭土、硅藻土、玉米淀粉、膨润土作为填料补足进行研究，结果(表6)

表6 不同填料的筛选

由表6可知，当选用玉米淀粉是崩解性最好14次，悬浮率也最高97.8%，遂选择玉米淀粉作为此制剂的填料。

2.5 最佳配方及主要技术指标 通过最初的流点法初筛润湿分散剂，再对分散剂、润湿剂、崩解剂和填料的种类和用量进行精细筛选，最终获得了65%西草净·扑草津水分散颗粒剂的最佳配方(表7)和主要技术指标(表8)。

表7 65%西草净·扑草津水分散颗粒剂最佳配方

表8 65%西草净·扑草津水分散颗粒剂主要技术指标

3 结论

通过流点法初步对分散剂和润湿剂进行筛选，接着再对分散剂和润湿剂种类和用量进行复筛，同时通过崩解性和悬浮率对崩解剂和填料进行种类和用量的综合性筛选，最终得到性能稳定，各项指标均合格的65%西草净·扑草津水分散颗粒剂的配方。