農(nóng)藥干懸浮劑制劑用助劑的性能及發(fā)展分析課件

1、農(nóng)藥干懸浮劑制劑用助劑性能及發(fā)展分析秦敦忠南京擎宇化工研究所2011.8 青島農(nóng)藥結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定最佳制劑形態(tài) 磺隆類原藥適宜加工無水體系，如WP、WDG、OF，有機(jī)磷特有的酯鍵結(jié)構(gòu)，適宜加工EC，啶蟲咪水中溶解工大，宜加工非水制劑，二甲戊樂靈等低熔點(diǎn)原藥宜加工EC制劑加工過程、施藥方法和作用靶標(biāo)性質(zhì)決定表面活性劑結(jié)構(gòu)及組合方式 SC、DF、FS、OF，強(qiáng)有力的砂磨過程，吸附、分散過程緩慢，宜選擇潤濕分散劑 復(fù)合型；WDG、WP，瞬間氣流粉碎過程，吸附、分散過程極快，宜選擇靜電作用較 大的分散劑；彌霧機(jī)、手動(dòng)噴霧、超低容量噴霧，藥液稀釋倍數(shù)不一樣，表面張 力接觸角不一樣，苗齡、靶標(biāo)表面形

2、態(tài)等要求藥液表面性質(zhì)不一樣等等。 南京擎宇重要的關(guān)系主要內(nèi)容農(nóng)藥干懸浮劑定義與加工過程分析 農(nóng)藥干懸浮劑用助劑“構(gòu)效關(guān)系”幾類值得關(guān)注的農(nóng)用表面活性劑 南京擎宇農(nóng)藥干懸浮劑定義 南京擎宇農(nóng)藥劑型加工叢書，固體制劑P202 由原藥、紙漿廢液、棉籽餅等植物油粕或動(dòng)物毛皮水解下腳料及某些無機(jī)鹽等工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品混合而成；農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所：濕法造粒干懸浮劑（DF)與干法造粒水分散性粒劑(WDG)合為一起，統(tǒng)稱為水分散性粒劑。 CN101984815A一種氟啶胺干懸浮劑及其制備方法， CN101300975一種農(nóng)藥干懸浮劑的造粒方法 英文：類似農(nóng)藥檢定所 US3461080 method of manufa

3、cture of sulfur formulations; US5001150 nondusty spray dried nancozeb water dispersible granules and process for their preparation.本文所涉及DF均指經(jīng)濕法砂磨、噴霧造粒形成的制劑干懸浮劑（DF）加工工藝 南京擎宇原藥、助劑填料、水濕法砂磨粗顆粒溶解濃度決定能耗助劑耐溫、吸附強(qiáng)度決定懸浮率噴霧干燥分級包裝濕磨原藥濃度影響噴霧干燥能耗和加工效率；助劑吸附于顆粒表面牢度和耐溫強(qiáng)度影響產(chǎn)品懸浮率DF用表面活性劑“構(gòu)效關(guān)系” 南京擎宇DF加工過程分析DF缺點(diǎn)克服途徑DF助劑

4、“構(gòu)效關(guān)系”濕法砂磨過程分析 南京擎宇潤濕農(nóng)藥粒子的形態(tài)附聚體有利于顆粒的潤濕濕法砂磨過程分析 南京擎宇具有立體結(jié)構(gòu)和可壓縮的高分子表面活性劑和常規(guī)助劑配合，有利于獲得高濃度懸浮劑。吸附作用：離子對作用（靜電力）、lewis酸堿作用、氫鍵力作用、極性基團(tuán)的相互作用、疏水基團(tuán)間的相互作用（色散力）空間位阻：潤濕分散劑在農(nóng)藥顆粒表面的覆蓋率、吸附層厚度、牢度和分子鏈在水相中的伸展程度，影響空間位阻大小。分散-外力作用下，分散劑逐漸取代潤濕劑的過程濕法砂磨過程分析 南京擎宇穩(wěn)定顆粒粒徑越小，體系沉降速度越低，越穩(wěn)定；顆粒粒徑越均勻，奧氏熟化可能性越小，體系越穩(wěn)定；潤濕分散劑在農(nóng)藥顆粒表面的覆蓋率、吸

5、附層的厚度、吸附層的牢度、及在連續(xù)相中的伸展程度可有效地降低奧氏熟化程度指的是由于農(nóng)藥粒子與水之間存在一定的溶解度，且大顆粒的溶解度低于小顆粒，結(jié)果是小顆粒消失，而大顆粒長大。奧氏熟化STOCKS公式壓力噴霧干燥過程分析 南京擎宇影響噴霧干燥質(zhì)量的因素：包覆了表面的表面活性劑的物料與水份結(jié)合狀態(tài)；物料在干燥過程中特性：熱敏性（變色、分解、熔化、收縮變形）；物料物理特性：粒徑分布、黏附性能助劑適宜的親水親油平衡、耐溫性能、助磨性能、黏附性能有利于干燥過程及制劑性能的穩(wěn)定。料液濃度越高，能耗越低。如何克服DF缺點(diǎn) 南京擎宇 缺點(diǎn)一、無成熟實(shí)驗(yàn)室制劑配方研究設(shè)施 雙流體噴霧干燥代替壓力式噴霧干燥，實(shí)

6、驗(yàn)證實(shí)擬合性好 缺點(diǎn)二、蒸發(fā)水份量2060%，能耗偏高 提高懸浮體濃度，降低水份蒸發(fā)量缺點(diǎn)三、設(shè)備投資高？ 1000噸/年DF，濕磨系統(tǒng)（配料釜、砂磨機(jī)、混合釜等）約30萬元、 噴霧干燥系統(tǒng)（加熱、塔、旋風(fēng)、含尾氣處理）約35萬元 實(shí)驗(yàn)室制劑配方研究設(shè)施 南京擎宇100ml立式砂磨機(jī) 1000ml臥式砂磨機(jī) 雙流體噴霧干燥器 不同干燥設(shè)備產(chǎn)品性能比較 南京擎宇50%苯噻酰胺+3%芐嘧磺隆 DF 濕料參數(shù)噴霧干燥參數(shù)項(xiàng)目壓力式雙流體苯噻磺隆52%進(jìn)風(fēng)溫度（度）110130芐嘧磺隆3.3%出風(fēng)溫度（度）8385SP-28362%產(chǎn)品含水量3.5%2.6DF-794%產(chǎn)品粒度60-100目325-1

7、000目其它100%懸浮率92.4%97.6懸浮率(%)98.3崩解3次-濕料砂磨濃度50%乳液粒徑D904.3微米4.2提高濕磨漿料濃度 南京擎宇濕磨過程和伯爾納限度-65-75%DF濕磨料與常見高濃度懸浮劑制備區(qū)別： 無需增稠劑、防凍劑、殺菌劑、pH值調(diào)節(jié)劑，經(jīng)時(shí)穩(wěn)定； 助劑需耐高溫不軟化、變性，適宜的與水結(jié)合強(qiáng)度，不易從顆粒表面脫落，易助磨。高濃度懸浮劑制備常見問題： 無法濕磨，如70%吡蟲啉DF，濕磨料濃度50%； 濕磨后立即膏化，如40%啶蟲咪DF，濕磨濃度40%； 難以配料，80%敵草隆DF，濕磨濃度65%； 農(nóng)藥干懸浮劑用助劑構(gòu)效關(guān)系 南京擎宇要求：助劑需耐高溫不軟化、變性，適宜

8、的與水結(jié)合強(qiáng)度，不易從顆粒表面脫落，易助磨助劑具備性質(zhì)：助劑具有一定剛性、親水基團(tuán)宜為羧酸根、磺酸根，無或少用乙氧基化產(chǎn)品、立體結(jié)構(gòu)。 表面活性劑結(jié)構(gòu)及其作用特點(diǎn) f “梳型”結(jié)構(gòu)共聚物，高電荷密度、大位阻，適合液體制劑; e 無規(guī)共聚物，包覆力差（常見羧酸鹽分散劑）. d 可控嵌段共聚物，大位阻、包覆力強(qiáng)，適用固體制劑. 南京擎宇小分子表面活性劑 南京擎宇共性特點(diǎn)：AOS泡沫多，600P單雙酯比例難控制，單點(diǎn)吸附，分散持久性差，高溫易脫附、添加量高，難以制備高濃度預(yù)懸浮體系。含聚氧乙烯醚鏈段高溫下易軟化。雙子型表面活性劑 南京擎宇共性特點(diǎn)：增加了離子強(qiáng)度，吸附能力提高，磺酸基團(tuán)耐高溫，與水親

9、和力適中。但含聚氧乙烯醚鏈段的化合物不可用量太高。可控自由基聚合分散劑 南京擎宇自由基聚合+離子聚合-可控自由基聚合自由基聚合特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 溫和的反應(yīng)條件，適用單體多; 缺點(diǎn): 快引發(fā)、快增長、易轉(zhuǎn)移、難終止； 分子量與分子結(jié)構(gòu)分布難控制不適合制備可控結(jié)構(gòu)高分子離子聚合特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 無終止、無轉(zhuǎn)移、引發(fā)速度遠(yuǎn)大于增長速度；分子量大小和分布可控；缺點(diǎn): 苛刻的反應(yīng)條件，對單體質(zhì)量要求高適合制備可控結(jié)構(gòu)高分子原子力轉(zhuǎn)移自由基聚合技術(shù)(ATRP) 南京擎宇Wang J S, Matyjaszewski K, J Am Chem Soc,1995,117:5614.ATRP制備技術(shù)能夠很好的控制分子量大小

10、和分子量分布，適用單體較廣。對單體和催化劑要求較高 可控聚合高分子表面活性劑特征 南京擎宇可控聚合高分子表面活性劑特征 南京擎宇可控聚合高分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 南京擎宇“ABA”結(jié)構(gòu)高分子表面活性劑特性 南京擎宇規(guī)則的分子結(jié)構(gòu)，兩端電荷密度高，能夠有效的不可逆吸附于顆粒表面；分子量可調(diào)可控，增加空間位阻，提高制劑在水中的穩(wěn)定性；分子鏈為柔性結(jié)構(gòu)，可壓縮，為高濃度制劑制備提供可能；分子兩端親水性基團(tuán)高密度排布，可提高產(chǎn)品的親水性能，確保被包覆的原藥粒子可分散于連續(xù)相水中。調(diào)節(jié)疏水基團(tuán)“剛性”單體和“軟性”單體比例和聚合次序，可提高產(chǎn)品耐溫性能，產(chǎn)品可耐320度瞬間高溫，性質(zhì)不變； 南京擎宇萘磺酸鹽甲醛

11、縮合物 聚羧酸鹽減水劑主鏈結(jié)構(gòu)無規(guī)則排列，電荷密度不集中，易形成鏈節(jié)之間的交叉，中和時(shí)游離的堿或鹽較多，影響體系的穩(wěn)定性。大部分美國報(bào)導(dǎo)的專利采用木質(zhì)素磺酸鹽為DF專用助劑，在實(shí)踐過程中，除潤濕較好外，穩(wěn)定性較差，吸附能力較弱。無規(guī)（共聚）表面活性劑 南京擎宇實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)錨固，吸附強(qiáng)度高，多層吸附，“裸露”顆粒表面小，能夠在溶劑中伸展，空間位阻大。適用高濃度、易膏化、水中溶解度大、熔點(diǎn)低原藥液體制劑.但側(cè)鏈含聚氧乙烯醚鏈段，軟化點(diǎn)低，熱穩(wěn)定性差，不宜為主劑。R1：苯乙烯基、吡咯烷酮基、咪唑基、雙環(huán)戊二烯基、長鏈烷基R2：羧基、酯基 R3：甲基、乙基、羧基R4：聚氧乙烯聚氧丙烯鏈R：H、CH3-、C

12、4H9-、苯基、雜環(huán)基、SO3、PO4-等n: 120整數(shù) K為210 “梳型”高分子農(nóng)藥助劑“ABA”助劑與雙子助劑在顆粒表面的協(xié)同吸附 南京擎宇電荷密度高，顆粒表面不可逆吸附，分子鏈可壓縮，具有較強(qiáng)的耐溫性能，受熱不脫落。雙子型助劑具有良好潤濕性和分散性，與“ABA”助劑協(xié)同吸附，減少“裸露”的顆粒表面，降低了顆粒間的碰撞和絮凝。部分成熟的干懸浮劑品種 南京擎宇品種濕磨濃度干燥溫度SP-283670%吡蟲啉DF50%1202%75%二氯吡啶酸鉀鹽 DF40%1101%50%苯噻酰胺+3%芐嘧磺隆 DF50%1102%82.5%百菌清DF65%1802%80%氟蟲腈DF40%1702%40%

13、啶蟲咪DF40%952%70%甲托DF50%1501%50%噻嗪酮DF50%1752%80%硫磺DF65%1102%80%敵草隆DF65%1201%80%莠滅凈DF55%1302%部分成熟高濃度懸浮劑品種 南京擎宇品種助劑(%)粘度（mPa.s)粒徑（D90）um800克/升硫磺SC55502.8800克/升敵草隆SC83605.7720克/升百菌清SC59104.5700克/升苯嗪草酮SC78304.6600克/升吡蟲啉SC4-65203.5500克/升利谷隆SC5-82607.250%殺螺胺SC8133604.8500克/升四螨嗪SC4-54304.0500克/升撲草凈SC3-53702.

14、840%二甲戊樂靈SC53507.1500克/升吡蟲啉+80克/升功夫SC55105.250%莠去津+5%甲基磺草酮SC56804小結(jié) 南京擎宇名稱和結(jié)構(gòu)： DF優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)： 無成熟實(shí)驗(yàn)室制劑配方研究設(shè)施 蒸發(fā)水份量2060%，能耗偏高克服缺點(diǎn)辦法： 采用雙流體噴霧干燥進(jìn)行配方研究，具有很好的擬合性； 采用具有立體結(jié)構(gòu)、高電荷密度、多點(diǎn)多層次吸附的高分子分散劑和雙子表面活性劑組合，提高懸浮劑的濃度和助劑耐熱能力。 南京擎宇“ABA”型結(jié)構(gòu)聚羧酸鹽高分子分散劑軟段與硬段比例及序列結(jié)構(gòu)可調(diào)控，實(shí)現(xiàn)分散劑耐高溫能力；親水基團(tuán)可調(diào)控，增加電荷密度和親水性能，水易脫附；分子量大小和分布可調(diào)控，提高空間位

15、阻和可壓縮能力，易降粘，助磨作用強(qiáng)；缺點(diǎn)：過量堿，易造成原藥降解、電解質(zhì)濃度高，易絮凝，控制用量。可控聚合表面活性劑幾類可應(yīng)用的農(nóng)藥助劑幾類可應(yīng)用的農(nóng)藥助劑 南京擎宇R/R1/R2:甲基、含乙氧基親水性化合物；R/R2=CH3，R1為含乙氧基的親水化合物，“梳型”，作分散劑；R1=CH3，R/R2為含乙氧基的親水化合物，“ABA”型，作分散劑；M=1,R/R2=CH3,R1為含乙氧基的親水化合物，農(nóng)用有機(jī)硅，作增效劑M500，R/R2=CH3，R1為部分親水乙氧基化合物，自乳化消泡劑有機(jī)硅氟：作分散劑，提高潤濕與鋪展幾類可應(yīng)用的農(nóng)藥助劑 南京擎宇R:烷基，C18、雜環(huán)、苯基等M:530含硼農(nóng)藥助劑：具殺菌、防腐、抗磨功能的農(nóng)藥分散或乳化助劑幾類可應(yīng)用的農(nóng)藥助劑 南京擎宇雙子型農(nóng)藥助劑：潤濕好，降解好幾類可應(yīng)用的農(nóng)藥助劑 南京擎宇聚氨酯類農(nóng)藥助劑：具增稠作用，結(jié)構(gòu)易控制的農(nóng)藥分散或乳化助劑異氰酸酯：IPDI、TDI、MDI、PMDI、HDIR/R1：氫、烷基、雜環(huán)， R2：為氫或甲基中一種或兩種，也可兼有幾類可應(yīng)用的農(nóng)藥助劑 南京擎宇親水鏈