一、農(nóng)用表面活性劑與農(nóng)藥劑型
人們習(xí)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(jìn)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(shù)。
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(jié)構(gòu)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(shù)為主導(dǎo)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(jié)構(gòu)
20世紀(jì)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(jī)磷類、有機(jī)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(zhì)(主要為熔點(diǎn)、水中的溶解性能和穩(wěn)定性等)來選定劑型。對于高熔點(diǎn)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(shù)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(shè)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(jié)構(gòu)的烷基芳烴基為親油基團(tuán),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(tuán)所構(gòu)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(tuán)的磺化進(jìn)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。
?。?)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(jìn)一步進(jìn)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)。
?。?)引入了萘磺酸鹽類和木質(zhì)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(jìn)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(xiàn)在于:
?。?)賦予有機(jī)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(shí)現(xiàn)了原藥的高度分散和潤濕。
?。?)實(shí)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(lǐng)域的基本產(chǎn)品框架,為今后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
2.3 此時期的農(nóng)藥制劑具有以下技術(shù)特點(diǎn):
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(jìn)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(xué)穩(wěn)定狀態(tài)。
④ 僅在短期內(nèi)(田間應(yīng)用時)對制劑的乳化性能(乳油)、懸浮性能(粉體制劑)提出技術(shù)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(shù)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(diǎn),根據(jù)活性物化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)開發(fā)了多個系列的非離子表面活性劑,構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計思路為:陰離子HLB約等于8,位于乳化膜內(nèi)沿;非離子位于乳化膜外壁和里層(指第二非離子)。此結(jié)構(gòu)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(zhì)素磺酸鹽類。