農(nóng)藥水懸浮劑加工中助劑的作用原理

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1、2009年中國農(nóng)藥制劑加工及專用助劑技術(shù)交流會報告農(nóng)藥水懸浮劑加工中助劑的作用原理路福綏莊占興陳甜甜（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)制品研究所）報告提要：農(nóng)藥水懸浮劑為多相粗分散體系，熱力學(xué)穩(wěn)定性和動力學(xué)穩(wěn)定性均很差，成為制約農(nóng)藥水懸浮劑研究開發(fā)的瓶頸。農(nóng)藥水懸浮劑的熱力學(xué)穩(wěn)定性與其加工過程中使用的潤濕分散助劑有關(guān)，研究農(nóng)藥水懸浮劑加工中潤濕分散助劑的作用原理，對潤濕分散助劑的研發(fā)和選擇及解決農(nóng)藥水懸浮劑的熱力學(xué)穩(wěn)定性具有重要意義。農(nóng)藥水懸浮劑的動力學(xué)穩(wěn)定性可通過結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)，建立適當(dāng)?shù)挠|變結(jié)構(gòu)來解決。農(nóng)藥水懸浮劑（Suspen

2、sionConcentrate,SC）是指以水為分散介質(zhì)，將不溶或微溶于水的固體原藥、助劑經(jīng)濕法加工制得的的多相分散體系。一、農(nóng)藥水懸浮劑的特點(diǎn)及加工中存在的問題農(nóng)藥水懸浮劑以水為基質(zhì)，具有分散顆粒小，界面積大，生物活性高，加工、使用安全，與環(huán)境相容性好等優(yōu)點(diǎn)[1]，是21世紀(jì)農(nóng)藥新劑型發(fā)展方向之一。農(nóng)藥水懸浮劑外觀為不透明懸浮體，其分散相粒徑一般為0.5~5μm，平均粒徑2~3μm，屬于多相粗分散體系，熱力學(xué)穩(wěn)定性和動力學(xué)穩(wěn)定性均很差。農(nóng)藥水懸浮劑在貯存過程中，熱力學(xué)自發(fā)變化的趨勢是分散的藥物顆粒聚結(jié)合并變大，分

3、散穩(wěn)定性變差；另一方面由于分散相與介質(zhì)間的密度差，分散的藥物顆粒在重力作用下沉降，導(dǎo)致產(chǎn)品輕則分層，重則沉淀結(jié)塊而失去其懸浮穩(wěn)定性，其有效成分難以從包裝物倒出[2]。農(nóng)藥水懸浮劑的分散穩(wěn)定性和懸浮穩(wěn)定性已成為制約其研究開發(fā)的瓶頸。二、農(nóng)藥水懸浮劑加工中潤濕分散助劑的作用提高農(nóng)藥水懸浮劑分散穩(wěn)定性的主要措施便是在其加工過程中加入潤濕分散助劑——潤濕分散劑。目前，在農(nóng)藥水懸浮劑的研發(fā)中常用的潤濕分散劑主要有以下幾種類型[3]。（1）陰離子潤濕分散劑在農(nóng)藥水懸浮劑的研究開發(fā)中常用的陰離子分散劑通常有烷基萘磺酸鹽、烷基苯磺

4、酸鹽、芳基酚硫酸酯鈉、萘磺酸鈉甲醛縮合物、脂肪酰胺N—甲基?；撬猁}，烷基丁二酸酯磺酸鹽、有機(jī)磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛縮合物硫酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽等。（2）非離子潤濕分散劑在農(nóng)藥水懸浮劑的研究開發(fā)中常用的非離子潤濕分散劑有：烷基酚、芳基酚聚氧乙烯醚；脂肪醇聚氧乙烯醚，聚氧丙烯基環(huán)氧乙烷加成物、植物油環(huán)氧乙烷加成物及衍生物、脂肪酸聚氧乙烯醚等。（3）超分散劑超分散劑是一類高效的聚合物分散劑，一般具有“梳子”型結(jié)構(gòu)，在很長的疏水主鏈上連著許多聚環(huán)氧乙烷支鏈，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[4]：7圖1.“梳子”型聚合物分散劑結(jié)構(gòu)示意

5、圖。例如：聚甲基丙烯酸酯為主鏈、聚氧乙烯為梳齒構(gòu)成的聚合分散劑：這類聚合物表面活性劑的分子量一般大于20000，因其具有很長的疏水主鏈和很多親水支鏈。超分散劑的結(jié)構(gòu)特征在于以錨固基團(tuán)及溶劑化鏈分別取代了表面活性劑的親水基團(tuán)與親油基團(tuán)[5]。超分散劑其錨固基團(tuán)能通過離子鍵、共價鍵、氫鍵及范德華力等相互作用以單點(diǎn)或多點(diǎn)錨固的形式牢固吸附于固體顆粒表面，其溶劑化鏈則可以通過選用不同的聚合單體或改變共聚單體配比來調(diào)節(jié)它與分散介質(zhì)的相溶性，同時還可以通過增加溶劑化鏈的分子量以保證它在固體表面形成足夠的空間厚度。超分散劑具有特

6、殊設(shè)計的分子結(jié)構(gòu)，其分子構(gòu)型有單端官能化聚合物、AB嵌段型共聚物、錨固基團(tuán)處于中央的BAB嵌段共聚物以及以錨固基團(tuán)為背、以溶劑化鏈為齒的梳形共聚物等。潤濕分散劑在農(nóng)藥水懸浮劑加工中所起的主要作用可歸結(jié)為以下幾個方面。（1）改變藥物界面的潤濕性，降低藥物顆粒界面間的吸引能農(nóng)藥水懸浮劑加工中所使用的潤濕分散劑多數(shù)為表面活性劑，表面活性劑具有特殊的分子結(jié)構(gòu)，即由親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)兩部分組成。在農(nóng)藥水懸浮劑加工中加入表面活性劑，表面活性劑分子的疏水部分在原藥顆粒界面吸附，親水部分朝向分散介質(zhì)水，使藥物界面由疏水變?yōu)橛H水而易

7、于在水中分散，如圖2所示。同時，表面活性劑分子在藥物界面的吸附還可降低分散的原藥顆粒界面的吸引能，減少藥物顆粒間合并的趨勢，從而提高農(nóng)藥水懸浮劑的分散穩(wěn)定性。疏水基親水基圖2表面活性劑在農(nóng)藥顆粒上的吸附7（2）靜電排斥作用離子型分散劑在藥物界面吸附，可使藥物界面上帶有電荷，并在藥物界面周圍形成擴(kuò)散雙電層，產(chǎn)生電動電勢。當(dāng)兩個帶有相同電荷的藥物粒子相互靠近時，由于擴(kuò)散雙電層重疊而產(chǎn)生的靜電排斥迫使藥物粒子相互分開，從而保持其分散穩(wěn)定性。如圖3所示。圖3帶電顆粒的靜電排斥示意圖（3）空間穩(wěn)定作用某些大分子分散劑能通過空

8、間穩(wěn)定作用提高農(nóng)藥水懸浮劑的分散穩(wěn)定性。其穩(wěn)定機(jī)理一般認(rèn)為是大分子分散劑在藥物粒子界面上吸附并形成一個致密的吸附層。這種藥物粒子界面的致密吸附層會對粒子間的進(jìn)一步靠近產(chǎn)生空間位阻作用，從而保持水懸浮劑的分散穩(wěn)定性，如圖4所示。具有空間穩(wěn)定作用的大分子分散劑需具備一定分子量（一般為5000—20000），以保證其吸附層具有一定的厚度。另外其大分子鏈上需具有兩類