一、農(nóng)用表面活性劑與農(nóng)藥劑型
人們習慣于將農(nóng)藥制劑所用的表面活性劑稱為農(nóng)用表面活性劑。顧名思義,它的誕生和發(fā)展與農(nóng)藥制劑緊密相聯(lián)。農(nóng)藥制劑的發(fā)展推動了農(nóng)用表面活性劑的創(chuàng)新,而農(nóng)用表面活性劑的創(chuàng)新又為農(nóng)藥制劑的進一步發(fā)展提供了條件。
農(nóng)用表面活性劑的創(chuàng)新包括3個方面:
① 將其他行業(yè)使用的某種表面活性劑引入到農(nóng)藥制劑中使用,從而解決了一系列共性的配方技術。
② 把某種表面活性劑按系統(tǒng)化或序列化開發(fā)出一系列類同產(chǎn)品,以滿足農(nóng)藥制劑的多種特殊要求。
③ 研發(fā)投產(chǎn)全新結構的農(nóng)用表面活性劑產(chǎn)品,為農(nóng)藥制劑的科技創(chuàng)新配套。
到目前為止,農(nóng)用表面活性劑伴隨著農(nóng)藥制劑的發(fā)展共經(jīng)歷了3個發(fā)展時期:傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑期;環(huán)境友好農(nóng)藥制劑發(fā)展期;以藥物傳遞技術為主導的農(nóng)藥制劑期。以下分而述之。
二、傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑期的農(nóng)用表面活性劑
2.1 傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑期的劑型結構
20世紀40年代末到70年代初,世界農(nóng)藥工業(yè)處于發(fā)展初期,即是傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑期。這一時期的主要農(nóng)藥產(chǎn)品有:有機磷類、有機氯類、氨基甲酸酯類和早期的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥等。加工的劑型主要為乳油、水劑、粉劑及可濕性粉劑。加工時,通常按原藥物化性質(主要為熔點、水中的溶解性能和穩(wěn)定性等)來選定劑型。對于高熔點的藥物往往制成粉體制劑,溶于水且水中穩(wěn)定的藥物制成水劑,其余則制成乳油。
加工中對制劑技術的基本要求是:分散、潤濕和穩(wěn)定。
2.2 農(nóng)用表面活性劑發(fā)展初期的產(chǎn)品群
農(nóng)用表面活性劑工業(yè)正是為滿足這一時期的要求而設立和發(fā)展的。農(nóng)用乳化劑在這一時期發(fā)展很快,研發(fā)并投產(chǎn)了多個系列的產(chǎn)品群。主要有:
?。╨)以各種結構的烷基芳烴基為親油基團,如烷基苯基、烷基酚基和三苯乙烯酚基等;以不同聚合度的聚氧乙烯醚為親水基團所構成的多個系列的農(nóng)用非離子表面活性劑。代表性品種有:壬基酚聚氧乙烯醚——農(nóng)乳100號和芐基酚聚氧乙烯醚——農(nóng)乳300號、400號,三苯乙烯基酚聚氧乙烯醚——農(nóng)乳 600號,烷基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物——農(nóng)乳700號。
?。?)通過對個別烷基苯親油基團的磺化進而開發(fā)了陰離子型的農(nóng)用乳化劑、潤濕劑,其中最具歷史意義的是十二烷基苯磺酸鈣系列陰離子乳化劑,如農(nóng)乳500號。
(3)將脂肪醇、脂肪酸和個別植物油的聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑引入農(nóng)藥制劑,并進一步進行序列化開發(fā),如脂肪醇聚氧乙烯醚——農(nóng)乳200號等。其中最突出的是蓖麻油聚氧乙烯醚(EL乳化劑序列)。
(4)引入了萘磺酸鹽類和木質素磺酸鹽類等陰離子表面活性劑,作為分散劑和潤濕劑等為農(nóng)藥固態(tài)制劑配套,進而開發(fā)多個系列品種。
這一時期表面活性劑對農(nóng)藥制劑發(fā)展的突出貢獻在于:
(1)賦予有機磷類和擬除蟲菊酯類等農(nóng)藥的乳油在田間用水稀釋時具備自發(fā)乳化的功能,實現(xiàn)了原藥的高度分散和潤濕。
?。?)實現(xiàn)了六六六等固體農(nóng)藥制劑由粉劑升級為可濕性粉劑,賦予制劑遇水潤濕、分散、懸浮的功能,顯著改善了藥粉的飄移和藥液的流失。
?。?)建立了農(nóng)用表面活性劑領域的基本產(chǎn)品框架,為今后的發(fā)展奠定了基礎。
2.3 此時期的農(nóng)藥制劑具有以下技術特點:
① 乳油以輕芳烴為溶劑,被乳化成農(nóng)藥的芳烴溶液。
② 水不進入制劑組分(除水劑外)。
③ 制劑產(chǎn)品的物化形態(tài)處于熱力學穩(wěn)定狀態(tài)。
④ 僅在短期內(田間應用時)對制劑的乳化性能(乳油)、懸浮性能(粉體制劑)提出技術要求。
2.4 根據(jù)農(nóng)藥制劑的需要,對表面活性劑體系開發(fā)的技術思路主要包括:
① 以各種原藥乳油的配制為中心,開發(fā)配套的乳化劑。
② 以陰離子表面活性劑(鈣鹽)為基點,根據(jù)活性物化學結構特點開發(fā)了多個系列的非離子表面活性劑,構成陰、非離子相匹配的農(nóng)用乳化劑系統(tǒng)。
③ 微粒乳化層空間結構設計思路為:陰離子HLB約等于8,位于乳化膜內沿;非離子位于乳化膜外壁和里層(指第二非離子)。此結構使制劑具有優(yōu)秀的自發(fā)乳化性能。
④ 與固體制劑配套的分散劑、潤濕劑主要從其他行業(yè)引入,如萘磺酸鹽類、木質素磺酸鹽類。