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草甘膦助剂的选择与展望
 【发布时间:2014-09-15 09:32:55】 【点击次数:2283】

【剂型加工】草甘膦助剂的选择与展望

2014-09-12 农药快讯沈书群等 现代农药

草甘膦在我国应用已十分广泛,随着日益提高的环保要求、对水生生物低毒化、提高产品药效、不同应用目的及特定市场要求等多种因素影响,对草甘膦产品的剂型研发也相应提出了新的要求。为了保持产品在市场的竞争能力和适应未来市场需求,在开发和发展合适草甘膦剂型方面进行了大量的探索和研究,出现了一些新的制剂类型和应用方式,为在生产实践中更合理地应用和提高药效,我们就不同类型的助剂对草甘膦制剂的影响做一些简单介绍,以期在配方研制及试验过程中收到更大的效益。

1 助剂影响草甘膦制剂的理论依据

草甘膦是一种叶面喷施、内吸性传导型除草剂。它的除草效果优劣很大程度上取决于选用合适优良的助剂。助剂可以帮助改善草甘膦制剂的理化性能,同时提高草甘膦的除草活性。助剂的主要作用是:降低药滴与叶片表面蜡质层间的界面张力和接触角,使药滴顺利地铺展开;增强药滴渗透叶片表面蜡质层的能力,以便药滴顺利进入植物体内或是促进植物对药滴的吸收。

2 不同类型助剂的特点

草甘膦是一种低毒、广谱、高效、非选择性芽后除草剂,能在植物体内传导,但只能适用于叶面喷洒才能显现除草活性。目前用于草甘膦的助剂类型主要有:牛油脂肪胺乙氧基化物、烷基多糖苷、脂肪醇乙氧基化物、有机硅、甜菜碱、增效剂等。

2.1 牛油脂肪胺乙氧基化物 由牛脂胺和环氧乙烷聚合而得。是目前为止应用最广、历时最长者(Tallow amine EO 15-20)。它是孟山都公司最先采用迄今仍被广泛应用的草甘膦专用助剂。牛脂胺聚氧乙烯醚不仅能促进草甘膦的吸收,还改善其在植物内部组织中的传导。值得指出,如若助剂量添加合适,使用对象和条件恰当,不仅能提高植物组织内部传导的草甘膦绝对量,还能提高相对于摄入的草甘膦传导量。多种文献报道,孟山都公司的草甘膦异丙胺盐41%水剂就是运用牛脂胺助剂高传导性的特点赢得市场。具体表现为良好的田间药效,耐雨水冲刷,具有增效明显、低温药效稳定、制剂稳定性可靠及性价比高的优点,对皮肤和眼睛有较大的刺激性,对鱼类等水生生物有较高的毒性。为此,近年市场上已经陆续出现其替代商品。

2.2 烷基多糖苷(简称APG) 是由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成的,是一种性能较全面的新型非离子表面活性剂,兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性,具有高表面活性、良好的生态安全性和相容性,是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂,是一种植物源绿色表面活性剂。烷基糖苷不仅性能温和无毒,并且能完全生物降解,具有极好的环境友好性,是传统助剂烷基酚、脂肪胺聚氧乙烯醚类最有希望的替代产品之一。国内多家草甘膦制剂生产商在异丙胺盐、铵盐,甚至钾盐水剂的配方研发过程中都采用APG作为研发对象,抢占低端市场。但相比牛脂胺类的表面活性剂,增效作用不强,包装时容易产生泡沫。

2.3 有机硅类助剂 对降低溶液表面张力的能力远远高于常规表面活性剂,能极大促进药剂扩散,甚至可以使药剂通过气孔进入植物组织,从而提高药效。有机硅主要成分为聚醚改性三硅氧烷化合物,该类化合物对水溶液pH相当敏感,在pH<5或pH>9的情况下都极易缩聚而失去作用,因此在草甘膦异丙胺盐水剂的配制过程中添加有机硅助剂不但没有增效作用,反而在制剂的冷热贮过程中会有少许附壁物生成,影响制剂的外观。所以有机硅及其他增效剂一般作为喷雾助剂应用。

2.4 甜菜碱类助剂 采用脂肪族叔胺的季铵化作用,即将N-烷基-N,N-二甲胺与氯乙酸钠在水溶液中反应。由于其亲水基团引入了易水解的酰胺基团,具有较快的生物降解速度,其产生的泡沫量略低于糖苷类助剂,在制剂中的应用效果较好,完全符合环境友好型农药制剂的加工应用。但甜菜碱类助剂对草甘膦不同的盐及含量的制剂的通用性较差,大多用于异丙胺盐,其他盐类效果一般。

3 不同类型的草甘膦盐对助剂的特性需求分析

3.1 草甘膦铵盐水剂 在草甘膦铵盐33%的配方研制过程中,助剂的筛选首要的就是耐盐能力强,NS-33A就是为草甘膦铵盐水剂的专用助剂,其主要成分为APG与其他助剂的复配物,该制剂润湿、渗透、黏附及沉积能力表现很好,在草甘膦铵盐33%的配制应用过程中有其优越性,是铵盐助剂的首选助剂。

3.2 草甘膦异丙胺盐水剂 在草甘膦异丙胺盐41%的配制过程中,对助剂的要求较低,添加不同类型的助剂及各种复配助剂都能达到制剂的稳定要求,主要看市场对制剂的需求方向。该产品经过30多年的应用仍然是目前最为广泛的草甘膦制剂品种,并成为评判和衡量草甘膦其他剂型及助剂药效性能的公认标准。

3.3 草甘膦钾盐水剂 瑞士先正达生产的草甘膦钾盐43%水剂制剂很稳定,已经在市场上有一定推广,国内国外其他助剂公司也在积极研究开发相关助剂,但目前还需待进一步的研究。

3.4 草甘膦铵盐可溶粒剂 目前我们配制草甘膦可溶粒剂采用湿法挤压.他对助剂的适用性比铵盐水剂要广很多。甜菜碱类助剂应用于湿法挤压中造粒成型率较低,造粒不够流畅,粉末较多,可在粘结剂中添加适量的APG用来粘结;用牛脂胺助剂润湿性能很好,只需加入少许水捏合,可与甜菜碱复配使用无需APG粘结,造成的粒子外观很饱满且吸潮率很低。

4 复配助剂在草甘膦制剂中的应用

陈福良在“草甘膦剂型研发及应用技术研究进展”中说到水剂助剂的筛选,并不是所有的助剂均能够配制草甘膦水剂,一般的混合表面活性剂均不能与草甘膦盐混溶。筛选的助剂HLB值应在14以上,EO聚合度在17以上,才能达到理想的防效。结合上述不同类型的助剂的优缺点,合理的助剂复配应用是未来的趋势。

孟山都公司的草甘膦异丙胺盐41%水剂是最为典型的,已成为评判和衡量草甘膦其他剂型及助剂药效性能的公认标准。杜凤沛在“表面活性剂及其应用”中提到表1检测分析数据,数据中说明物理指标参数不能判断出孟山都异丙胺盐41%水剂的优异药效表现,但沉积量的多少与产品中助剂的选择是相关的,助剂选择单种都有其利弊,助剂实现复配如在牛脂胺中添加APG或APG中添加甜菜碱是完全可以在制剂中应用的。

表1 草甘膦水剂物理化学性质的差异

样品名称

异丙胺盐41%水剂

(国内生产厂家)

异丙胺盐41%水剂

(孟山都)

表面张力(mN/m)

22.22

42.48

静态接触角(度)

7.9

58.3

扩展半径(mm)

1.96

1.20

沉积量(mg/cm2

2.000

6.550

草甘膦异丙胺盐41%水剂应用在空心莲子草上,对其叶面有明显的药理作用,但不能除根,国内的异丙胺盐水剂一般采用APG为助剂主要成分,药效低,但有机硅类增效剂pH应用范围较窄,在异丙胺盐水剂中不稳定,所以,市售的异丙胺盐水剂一般有“子母包”实现桶混复配,增强了药效减少了环境污染。

通过复配助剂的筛选,加上特定的配制工艺条件及成熟完善的配套应用技术,可以得到稳定可靠的产品质量、优越的制剂稳定性能和出色的田间应用表现。

5 展望

以牛脂胺类为主要增效助剂的传统草甘膦水剂产品在应用过程中表现出很好的田间防效,从而使草甘膦异丙胺盐水剂在市场上经久不衰,也是草甘膦助剂的应用首选,但近年来由于含牛脂胺助剂的产品对水生生物表现出较高毒性,欧美国家尤其关注并在产品登记政策中进行了限制,对水生生物低毒化的草甘膦制剂正是在这种形势下应运而生。

非牛脂胺聚醚类助剂替代牛脂胺聚醚类助剂在草甘膦水剂中的应用是未来草甘膦制剂开发的必要成长之路,寻找绿色环保符合要求的助剂,进一步地对各种环保草甘膦制剂试验研究,朝着对环境友好、低毒化产品有效含量趋高化、产品制剂混配化、助剂桶混应用增效化的方向发展,以寻求更大的草甘膦制剂应用市场。

 
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