Od 23 do 24 maja 2019 r. W Dezhou w prowincji Shandong odbyła się czwarta konferencja wymiany technologii przetwarzania preparatów pestycydowych i aplikacji sprzętu „Jinwang Cup”, zorganizowana przez Shandong Provincial Pesticide Industry Association. Konferencja została nazwana przez Jiangsu Jinwang Intelligent Technology Co., Ltd. i specjalnie współorganizowana przez Shandong Lvba Chemical Co., Ltd. Konferencja ta ma na celu przeszkolenie producentów pestycydów w zrozumieniu produkcji, technologii, sprzętu i procesu. Złożone talenty, które rozumieją zarządzanie.
Badania i rozwój oraz produkcja preparatów pestycydowych są ściśle powiązane z wytycznymi polityki krajowej. W warunkach zerowego wzrostu zużycia pestycydów i rosnącej presji środowiskowej konieczne jest przyjęcie nowych dodatków zapewniających bezpieczeństwo i ochronę środowiska lub opracowanie nowych form dawkowania. Badania i rozwój preparatów pestycydowych mają pewien związek z obecnym trendem reformy stosowania pestycydów. Przy obecnej tendencji do przyspieszonego obrotu ziemią, niedoboru siły roboczej i rosnących kosztów zatrudnienia, poprawa efektywności stosowania pestycydów jest jednym ze skutecznych rozwiązań.
Jakość formulacji i preparatów pestycydów jest kluczowym czynnikiem decydującym o działaniu i wartości produktów pestycydowych. Dlatego rozwój produktów pestycydowych wymaga zrozumienia struktury, właściwości fizycznych i chemicznych, sposobu działania, toksyczności itp. oryginalnego leku. Jednocześnie jakość oryginalnego leku oraz główna zawartość preparatu bezpośrednio wpływają na działanie preparatu. Ogólnie rzecz biorąc, dla konkretnego leku oryginalnego, im wyższa zawartość preparatu, tym trudniej kontrolować działanie; Jakość oryginalnego leku jest zbyt niska, jego udział w preparacie jest stosunkowo wysoki, a sytuacja zanieczyszczeń jest złożona, dlatego trudno jest zmielić preparaty o wysokiej jakości i dużej zawartości. Mówiąc o zasadzie przesiewania systemu środków pomocniczych, badacz Zhang Guosheng z Instytutu Badawczego Przemysłu Chemicznego w Shenyang zwrócił uwagę, że z wyjątkiem kilku pestycydów o dużej lotności i wysokiej rozpuszczalności w wodzie, które można stosować bezpośrednio, zdecydowana większość pestycydów technicznych leki muszą zostać przetworzone w odpowiednie postacie dawkowania, zanim będą mogły zostać użyte. Po sformułowaniu określa się, zgodnie z budową (rozkład ładunku grup aktywnych i nieaktywnych), właściwościami fizycznymi i chemicznymi, sposobem działania i celami działania (skład chemiczny, gęstość dystrybucji, wiek liści, stan odżywienia, warunki środowiskowe itp. aktywnych składników przeprowadzono wiele badań formulacji i eksperymentów testowych dotyczących wpływu różnych systemów zwilżających i dyspersyjnych na działanie i cel preparatu, a następnie połączono je z wynikami pomiaru aktywności biologicznej, Określ system pomocniczy i odpowiednie dawkowanie dla różnych postaci dawkowania, a ostatecznie uzyskać skład formuły preparatu.Ponadto po określeniu głównego środka pomocniczego nie można zignorować roli pomocniczego środka pomocniczego.Jednocześnie test porównawczy aktywności biologicznej w pomieszczeniach jest Po ustaleniu składu receptury próbka jest amplifikowana, an wymagana jest również długoterminowa obserwacja (zmiana wielkości cząstek, wygląd, lepkość, zawieszanie się na ścianach, aglomeracja itp.). Wymagane są również badania procesu produkcyjnego.
Próbki preparatów przygotowane z odpowiednio dobranymi odmianami środków zwilżających i dyspergujących charakteryzują się nie tylko wysokim stopniem rozproszenia składników aktywnych pestycydów, ale także dużą penetracją w głąb organizmów, co przejawia się w szczególności: z jednej strony, składniki aktywne mogą być szybko, równomiernie i stabilnie rozproszone w nośniku, utrzymując dobrą zawiesinę, dyspersję, stabilność wyglądu i stabilność termiczną podczas przechowywania; Z drugiej strony może sprawić, że siła rozprzestrzeniania się i adhezji płynnego leku na powierzchni ciała rośliny będzie stosunkowo silna, odporna na deszcz, zwiększyć ilość retencji pestycydów na powierzchni rośliny, wydłużyć czas retencji i poprawić zdolność penetracji naskórka rośliny, promowanie wchłaniania środków przez organizmy, dzięki czemu może w dużym stopniu odgrywać swoją aktywność biologiczną, zmniejszać dawkę użytkową i zmniejszać zanieczyszczenie środowiska. Chociaż środek zwilżający i dyspergujący sam w sobie nie wykazuje aktywności biologicznej, jest niezbędnym dodatkiem w preparacie. Może nie tylko poprawić właściwości fizyczne i chemiczne preparatu, poprawić skuteczność, ale także rozszerzyć zakres zastosowań surowców pestycydowych i zmniejszyć zanieczyszczenie środowiska.
Wreszcie, badacz Zhang uważa, że system przygotowania ma wąski rozkład wielkości cząstek, dobrą długoterminową stabilność podczas przechowywania, a rozcieńczony roztwór ma dobre zwilżanie, rozprowadzanie, dyspersję, retencję i przepuszczalność na celu, co może lepiej pomóc aktywnemu składnikowi grać jego aktywność biologiczną, znacznie zmniejszają dawkowanie i poprawiają jego kompatybilność ze środowiskiem.
Zhang Guosheng, pracownik naukowy Instytutu Badawczego Przemysłu Chemicznego w Shenyang
Wraz z poprawą wymagań ludzi dotyczących bezpieczeństwa środowiskowego pestycydów, pestycydy na bazie wody stały się ważnym kierunkiem rozwoju. W tym kontekście pojawiają się mikroemulsje, które częściowo lub całkowicie zastępują rozpuszczalniki organiczne wodą. Profesor Chen Fuliang z Instytutu Ochrony Roślin Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych podzielił się „powszechnymi problemami i rozwiązaniami formuł emulsji wodnej i mikroemulsji”.
Emulsja wodna jest rodzajem układu dyspersyjnego o niestabilnej dynamice i termodynamice. Rozwarstwienie, sedymentacja, flokulacja, hartowanie izotermiczne, koalescencja i deemulgacja są powszechnymi problemami w formułowaniu emulsji wodnych. Rozwarstwienie i sedymentacja to zjawiska, w których cząstki fazy rozproszonej często unoszą się lub toną podczas przechowywania, znane również jako emulsja, które należą do niestabilności dynamicznej. Powodem jest różnica gęstości między dwiema fazami (spowodowana grawitacją). Rozwiązaniem jest przeciwstawienie się grawitacji: zwiększenie lepkości medium, zagęszczacz może zwiększyć lepkość układu emulsji wodnej, zmniejszyć współczynnik dyfuzji, zmniejszyć częstotliwość kolizji kropel oraz zmniejszyć prędkość rozwarstwienia i sedymentacji. Zagęstnik ten należy jednak starannie dobierać w drodze prób, aby nie tylko nie dopuścić do rozwarstwienia lub sedymentacji wodnej emulsji, ale także aby lepkość układu nie była zbyt duża, co wpłynie na jej zagęszczanie i dyspersyjność emulgacji; Zwiększ ilość emulgatora, zmniejsz wielkość cząstek kropli, wzmocnij ruchy Browna i zmniejsz rozwarstwienie i sedymentację preparatu; Dodanie regulatora gęstości w celu dopasowania gęstości fazy olejowej i fazy wodnej jest skutecznym sposobem zmniejszenia stratyfikacji i sedymentacji. Jednak gdy różnica gęstości fazy olejowej jest duża, zmiana szybkości sedymentacji poprzez zmniejszenie różnicy gęstości między fazą rozproszoną a ośrodkiem dyspersyjnym ma niewielkie znaczenie. Gdy różnica gęstości jest niewielka, dodanie regulatora gęstości może znacznie zmniejszyć szybkość sedymentacji.
Flokulacja odnosi się do zjawiska, w którym kropelki cieczy zbierają się, tworząc luźne agregaty, które można przywrócić do jednolitej emulsji po wibrowaniu i wstrząsaniu. Dzieje się tak, ponieważ siła interakcji dyspersji między kropelkami cieczy odnosi się do przyciągania generowanego, gdy cząsteczki inne niż * są blisko siebie. Inna sytuacja, w której występuje flokulacja, polega na adsorbowaniu i mostkowaniu rozproszonych cząstek kropelek oleju na liniowych makrocząsteczkach, co prowadzi do zatapiania cząstek. Roztwór flokulacji przeciwdziała agregacji: dodać anionowy środek powierzchniowo czynny, utworzyć podwójną warstwę elektryczną wokół kropelek, pokryć powierzchnię kropelek fazy olejowej naładowanymi grupami i wytworzyć odpychanie elektrostatyczne, aby zapobiec agregacji kropelek; Dodaj emulgator polimerowy, aby utworzyć grubą i mocną warstwę adsorpcyjną w systemie, wytwarzając efekt przeszkody przestrzennej. Warunkiem silnej adsorpcji jest nierozpuszczenie polimeru w fazie ciągłej; Zagęstnik dodaje się w celu zmniejszenia prędkości dyfuzji cząstek kropelek oleju, zmniejszenia częstości kolizji kropelek i poprawy flokulacji rozproszonych kropelek.
Koalescencja odnosi się do zniszczenia warstwy granicznej wokół kropelek, a kropelki łączą się w duże kropelki, co należy do niestabilności termodynamicznej; Deemulgacja to dalszy rozwój koalescencji kropelek, co powoduje, że emulsja staje się dwufazowym rozdziałem olej-woda. Koagulacja i deemulgacja są procesami nieodwracalnymi z powodu zniszczenia międzyfazowej maski twarzowej. Roztwór koalescencji ma na celu wzmocnienie międzyfazowej maski na twarz: dodać ko-emulgator, a boczne działanie środka powierzchniowo czynnego i ko-emulgatora zaadsorbowanych na interfejsie zwiększy wytrzymałość i elastyczność międzyfazowej maski na twarz; Stosuje się anion, emulgator polimerowy i mieszany środek powierzchniowo czynny. Anion zwiększa grubość podwójnej warstwy elektrycznej, a polimer zwiększa zawadę steryczną. Mieszany emulgator może wzmocnić efekt poprzeczny interfejsu maski na twarz i zwiększyć wytrzymałość mechaniczną interfejsu maski na twarz, poprawić lepkość interfejsu, zwiększyć elastyczność interfejsu i sprawić, że interfejs maski na twarz będzie miał wysoką elastyczność ekspansji; Dodatek proszku hydrofilowego może nie tylko poprawić wytrzymałość filmu, ale także poprawić właściwości filmu.
Emulsja wodna jest termodynamicznym niestabilnym układem dyspersyjnym, który może zachować stabilność dynamiczną przez długi czas. Jednak w miarę upływu czasu rozmiar i rozmieszczenie kropelek będzie się zmieniać w kierunku kropelek większych. Ten proces zużywania małych kropelek w celu utworzenia większych kropelek nazywany jest dojrzewaniem austenitycznym. Roztwór hartowania to równomierny rozkład wielkości cząstek: zwiększ ilość środka powierzchniowo czynnego, zmniejsz napięcie międzyfazowe, aby rozkład wielkości kropelek oleju był bardziej równomierny, zmniejsz siłę napędową hartowania i spowolnij hartowanie; Dodatek rozpuszczalnika o niższej rozpuszczalności pomoże zmniejszyć rozpuszczalność fazy olejowej i spowolnić szybkość dyfuzji rozpuszczania cząsteczek oleju, co jest siłą napędową dojrzewania austenitu; Użyj polimerowych środków powierzchniowo czynnych, aby zwiększyć grubość warstwy adsorpcyjnej, zmniejszyć powierzchnię „odsłoniętych” kropelek, zwiększyć zawadę steryczną i poprawić stabilność przestrzenną, takich jak polimery blokowe lub grzebieniowe.
Jak dostosować niewykwalifikowane produkty? Flokulacja, rozwarstwienie i sedymentacja mogą być odpowiednio dostosowane i ponownie przetworzone za pomocą powyższych strategii radzenia sobie; W przypadku zjawisk niestabilnych, takich jak koalescencja, deemulgacja i hartowanie izotermiczne, które są procesami nieodwracalnymi, produkt można jedynie złomować. Deemulgacja następuje podczas produkcji po przejściu małego testu. Rozwiązaniem jest zwiększenie dawki emulgatora; Wymień sprzęt produkcyjny, użyj homogenizującej maszyny do emulgowania lub połącz ścinanie rurociągu ze ścinaniem pionowym. Separacja wody następuje po produkcji. Rozwiązaniem jest zastosowanie ścinania rurociągów i zewnętrznych urządzeń łączących ścinanie lub przyjęcie jednorodnej emulgacji w celu kontrolowania wielkości cząstek systemu dyspersji balsamu w wąskim zakresie; Jeśli jest to spowodowane niedostatecznym czasem ścinania, czas ścinania można odpowiednio wydłużyć i zwiększyć szybkość ścinania. Jeśli mały test zostanie zakwalifikowany i podczas produkcji pojawi się plama oleju, w celu rozwiązania problemu należy zastosować kombinację szybkiego ścinania typu rurociągowego i przerywanego szybkiego ścinania.
Profesor Chen przedstawił również cechy emulsji wodnej drugiej generacji: brak ścinania, płynność porównywalna z mikroemulsją; Rozmiar cząstek jest mniejszy niż w przypadku emulsji wodnej, która jest bliższa mikroemulsji, znanej również jako emulsja submikronowa; Dawka emulgatora jest wyższa niż w przypadku emulsji wodnej, a jej stabilność jest mniejsza niż w przypadku mikroemulsji i wyższa niż w przypadku konwencjonalnej emulsji wodnej. Zwrócono uwagę, że większość pestycydów pyretroidowych można przetworzyć na wodną emulsję drugiej generacji.
Profesor Chen podsumował doświadczenia w zakresie badań i rozwoju emulsji wodnej w następujący sposób: ① Zgodnie z podstawową zasadą tworzenia emulsji, energia mechaniczna i napięcie międzyfazowe są kluczowymi czynnikami wpływającymi na tworzenie się balsamu, podczas gdy duży rozmiar lub nierównomierne rozmieszczenie kropelek oleju jest jedna z głównych przyczyn niestabilności emulsji wodnej; ② W przypadku stałych leków technicznych pierwszym krokiem jest wybór odpowiednich rozpuszczalników. Ogólnie rzecz biorąc, rozpuszczalniki organiczne o wysokiej rozpuszczalności wybiera się tak, aby osiągnąć całkowite rozpuszczenie i oszczędzić rozpuszczalniki; ③ Jeśli środek powierzchniowo czynny zostanie wybrany właściwie, istnieje szeroki wybór koemulgatorów i jakości wody; ④ Jeśli nie można skutecznie rozwiązać problemu stabilności fizycznej, można rozważyć dodanie lepiszcza do preparatu.
Jeśli chodzi o stabilność mikroemulsji w niskich temperaturach i stabilność balsamu, profesor Chen podzielił się sposobami poprawy stabilności mikroemulsji w niskich temperaturach: zwiększenie ilości rozpuszczalnika. W przypadku skutecznych składników, które są trudne do rozpuszczenia w ogólnych rozpuszczalnikach organicznych, istnieje stabilny punkt wzrostu rozpuszczania rozpuszczalników organicznych; Dostosuj równowagę hydrofilową i lipofilową środków powierzchniowo czynnych. Wysoka temperatura wymaga właściwości hydrofilowych, podczas gdy niska temperatura wymaga właściwości lipofilowych; Wybierz odpowiedni kosurfaktant, a niektóre skuteczne składniki o specjalnych właściwościach fizycznych i chemicznych wykazują pewną selektywność względem kosurfaktanta. Jak więc poprawić stabilność lotionu mikroemulsyjnego? ① Używanie mieszanych rozpuszczalników, skuteczny sposób na rozwiązanie problemu stabilności balsamu; ② Zwiększ ilość środka powierzchniowo czynnego, aby poprawić stabilność międzyfazowej maski na twarz; ③ Zmniejsz zawartość skutecznych składników, co jest równoważne z większą ilością emulgatorów owijających kropelki oleju, poprawiając wytrzymałość mechaniczną maski na twarz; Stabilność balsamu jest ściśle związana z rozkładem wielkości cząstek kulek olejowych mikroemulsji, ale nie z wielkością cząstek.
Profesor Chen podsumował doświadczenia w zakresie badań i rozwoju mikroemulsji w następujący sposób: ① Wymagane jest przygotowanie szerokiego przezroczystego zakresu temperatur, głównie w zależności od doboru środków powierzchniowo czynnych i kosurfaktantów; ② Stabilność w wysokiej temperaturze wymaga wysoce hydrofilowego środka powierzchniowo czynnego, podczas gdy stabilność w niskiej temperaturze wymaga wysoce lipofilowego środka powierzchniowo czynnego; ③ W celu przygotowania kwalifikowanych mikroemulsji konieczne jest wyregulowanie równowagi hydrofilowo-lipofilowej (HLB) systemu; ④ Górna granica przezroczystej temperatury to określenie punktu zmętnienia, a dolna granica przezroczystej temperatury to określenie stabilności w niskiej temperaturze. Stabilność balsamu dotyczy tylko kilku składników aktywnych o szczególnych właściwościach fizycznych i chemicznych.