农药剂型及生产工艺

1SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU第三章农药剂型及生产工艺SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFUSchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU•1、原药、农药制剂概念：•由化工厂合成生产的农药有效成分称为原药。原药为固体的称为原粉，为液体的称为原油。•把原药制成可以使用的农药形式的工艺过程称为农药加工，加工后的农药称为农药制剂。•为适应使用的各种需要，将农药加工成各种形态的制剂。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药制剂三部分组成将一种农药剂型制成多种不同用途、不同含量的产品。如：敌敌畏乳油（DDVPEC）有50%、70%、80%等不同规格的制剂。农药制剂（PesticidePreparations）：有效成分含量有效成分名称加工制剂类型50%乐果乳油25%多菌灵可湿性粉剂5%丁草胺颗粒剂SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU第一部分：两单剂有效成分含量之和第二部分：两单剂名称的第一个字，含量高的在前，含量低的在后第三部分：混剂剂型名称8%杀氰乳油（6%杀螟清+2%氰戊菊酯）40%乐氰乳油（39.2%乐果+0.8%氰戊菊酯）为了易叫易记，有些还有商品名：如：50%辛甲乳油（25%辛硫磷+25%甲基对磷）——棉铃宝如为混剂（现只允许二元混配）SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药为什么要加工成各种制剂型？•要将极少量的农药原药均匀喷施在广阔的田野中就离不开剂型加工。•提高药剂的附着力（植物和动物表面有蜡质层）。•提升药剂的效果（渗透等）•赋形SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药为什么要加工成各种制剂型？•方便使用•提高药剂稳定性•延缓抗性•降低毒性……一个农药的成功，一半在于剂型。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药剂型分类干制剂片剂粉剂：一般粉剂、DL粉剂、浮游粉剂可分散性粉剂：可湿性粉剂、可溶性粉剂、固体乳（粉）剂、干悬浮剂粒剂：颗粒剂、大粒剂粉粒剂：微（细）粒剂、微粒剂F、水面漂浮剂液制剂悬浮剂、水剂、油剂、乳油、低容量和超低容量剂其它制剂熏蒸剂、烟雾剂、毒饵剂、缓释剂、气雾剂、泡沫喷雾剂、静电喷雾剂、种子处理剂SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU我国农药剂型的现状2008年(ICAMA)统计，我国农药剂型5451种：乳油(EC)1963可湿性粉剂(WP)1313粉剂(DP)119颗粒剂(GR)150水悬浮剂(SC)399可溶液剂(SL)372水乳化剂(EW)134可溶性粉剂(SG)235水分散粒剂(WG)131微乳剂(ME)243微囊悬浮剂(CS)23悬乳剂(SE)68种衣剂(FS)135种子处理剂(WS)33其他133乳油比例过大。2SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU世界农药制剂发展趋势•水性化•粒状化•微囊化•功能化SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药制剂的发展趋势高效加入助剂(增效剂,化学助剂)多效多种原药复配特效加入特效剂,(如保护剂,选择剂,等)低毒,环保使用低毒，高降解性表面活性剂新剂型:水性化,颗粒化SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU乳油(EC)水乳剂(EW)微乳剂(ME)悬乳剂(SE)悬浮剂(SC)水分散粉粒剂(WDG)油悬浮剂(OF)可湿性粉剂(WP)农药制剂的发展趋势SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药助剂的发展趋势易降解不含有NP不含有机溶剂超低1,4-dioxan含量一剂多用SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药新剂型农药新剂型•高浓乳油(HCEC)–Acetochlor90%EC–Butachlor90%EC•水乳剂(EW)–Cypermetnhrin10%E•微乳剂(ME)–Cypermethrin10%ME•悬浮剂(SC)•悬乳剂(SE)•水分散颗粒剂(WDG)•微胶囊(CS)SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU三、农药加工制剂的发展趋势现代农药加工，已不仅仅是为满足农药可以使用的基本条件，更重要的是要通过农药加工克服农药品种存在的各种缺陷，进一步提高药效，降低毒性、减少污染、避免对有益生物的伤害、延缓有害生物抗药性的发展，从而扩大农药品种的应用范围，延长使用寿命。因此，农药加工涉及多种学科的理论和技术，除化学、物理学、生物学外，还要掌握农药制剂学的理论和生产技术、质量标准等，它是联结农药合成和应用的纽带，也是促进农药生产和科学应用的关键环节。目前农药加工制剂发展的总趋势是高效、安全、经济、方便和功能化。主要表现在以下几个方面:SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU（一）以水代替有机溶剂的新剂型传统的农药液剂，以乳油占绝大部分。而生产乳油又要使用大量有机溶剂（一般用量都在50％以上），这些有机溶剂又以易燃、易爆、对人畜有毒、污染环境的甲苯、二甲苯为主，在生产、贮运、使用过程中都极不安全。一些发达国家已禁止或部分禁止在蔬菜上、果树上使用。另外把这些本可以作为其他化工原料利用的溶剂喷撒到环境中去，也是一种资源浪费。因此以水代替有机溶剂或减少有机溶剂用量的新剂型相继开发成功。如浓乳剂、微乳剂、固体乳油、高浓度乳油等等。使用量在逐年上升。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU（二）粉剂向粒剂和悬浮剂方向发展粉剂是使用最早，用量最大的农药剂型，由于其可以直接喷撒使用，工效高，不用水，特别适于干旱缺水的山区或半山区及林地使用，但是粉剂的最大缺点是易飘移污染环境，农药有效利用率低，一般只有20％的粉剂沉积在目标生物上。另外叶面附着性差，易被风吹落或被雨水冲刷，药效期比较短。因此自20世纪70年代以来，粉剂的生产和使用呈下降趋势。取而代之的是颗粒剂和各种悬浮剂。这些剂型保持了粉剂使用方便、工效高的优点，而克服了粉剂易飘移污染环境、有效利用率低的缺点。一般粉剂也逐渐向无飘移粉剂、超微粉剂、追踪粉剂、浮游粉剂方向发展。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU（三）缓释剂的发展通常使用的农药制剂，如粉剂、可湿性粉剂，乳油、悬浮剂、水剂等，其使用以后有效成分都充分暴露在空间，对于毒性高的药剂极易引起中毒和对有益生物的杀伤；由于光解、水解、生物降解或水的淋溶流失、挥发等，使药剂又大量无效而损失，其损失率高达60％～90％，药剂的有效期也大大缩短了。控制释放技术与缓释剂的出现，就是农药制剂加工技术进步的显著标志。所谓控制释放技术，就是根据有害生物发生规律、危害特点及环境条件，通过农药加工手段，使农药按需要的剂量、特定的时间、持续稳定的释放以达到最经济、安全、有效地控制有害生物的技术，其制剂称为缓释剂。3SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU缓释剂依据其加工方法可分为物理型缓释剂和化学型缓释剂两大类，物理型缓释剂是利用物理方法加工制造的，其制造原理主更是利用包衣封闭与药剂渗透、贮存体吸附与药剂扩散、药剂和贮存体溶解固化与药剂解析等。具体又可分为微胶囊剂、包结化合物、多层制品、空心纤维、吸附体、发泡体、固溶体、分散体、复合体等。化学型缓释剂是与载体进行化学反应而形成的缓释剂，这种缓释剂已失去农药原有的理化和生物活性特点，但在环境或生物体内能经过生物或化学降解逐渐释放出原有农药，发挥控制有害生物的作用。化学型缓释剂主要有3种类型，自身缩合体、直接结合体、桥架结合体。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU缓释剂的显著优点①可以使高毒品种低毒化。避免或减轻高毒农药品种在使用过程中对人、畜及有益生物的急性中毒和伤害，也可以减轻或避免农药对环境的污染。②可以使农药减少在环境中的光解、水解、生物降解、挥发、流失等，使用药量大大减少，而持效期大大延长。③由于药剂释放量和时间可以得到控制，因而药剂的功能性得到提高，使其更能按照人们的需要发挥作用。缓释剂自20世纪70年代出现以来，受到普遍重视。预计未来仍然是农药制剂发展的方向。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU（四）剂型的多样化和功能化由于农药理化性质和生物活性特点干差万别，有害生物和有益生物的生物学特性和发生规律又各有不同。再加上使用药剂的环境条件也不一样，所以要高效、安全、经济、方便的使用药剂，必须使剂型多样化和功能化。如粉剂，有适宜在大田作物使用的无飘移粉剂，有适宜在温室等保护地使用的微粉剂或悬浮粉剂。如烟剂，有适宜在温室和仓库使用的普通烟剂，有适宜在大田密闭的作物使用的重烟剂，有适宜在室内防治卫生害虫使用的蚊香、电蚊香，液体蚊香等等。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU为了使药剂增效、扩大防治谱、降低药剂的使用毒性、延缓抗药性发展，减少施药次数，节省劳力和降低农药成本等。20世纪80年代以来出现大量多功能混合型制剂，在农业生产上发挥了重要作用，也弥补了新药剂的开发跟不上生产需要的不足。剂型的多样化和功能化还体现在剂型一包装一应用结合为一体产品出现，如在水面直接施用的水溶性薄膜袋包装粒剂，胶囊剂、甩剂、滴剂等，都无需使用特殊的喷撒工具。袋包装粒剂和胶囊剂直接分散扔到水田就可以（每亩用不到10袋或105粒胶囊），甩剂、滴剂都是把包装瓶外盖打开，倒过来直接把药甩在水田或滴在水面就可以了。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU第一节、农药分散度及其对药剂性能的影响农药分散体系；分散度；分散度对农药性能的影响。SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU1、农药分散体系农药原药或制剂在一种介质中（水或空气）被分散而成的系统。原药在制剂中的分散是通过加工手段完成在靶体上的分散是通过施药手段完成分散体系实现途径：SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU农药状态气体液体固体气态混合气体//液态雾液体、乳液液固混合固态烟胶体悬浮液等粉剂、粒剂等2、农药在各种介质中形成体系SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU常用农药剂型的分散度水剂：直径小于0.001μm微乳剂：直径0.01~0.1μm烟剂：直径0.1~5μm水乳剂：直径0.1~10μm水悬浮剂：直径1~10μm可湿性粉剂：直径10~44μm粉剂：直径10~74μmSchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU3、农药的分散度定义表示方法分散度对农药性能的影响分散度是在农药加工和使用中，衡量制剂质量和使用质量的重要指标之一。农药在介质中被分散的程度。比面比面=S/V农药颗粒的总体积（V）与其覆盖的总面积（S）之比粒子直径4SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFUSchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU分散度对农药性能的影响•1、影响覆盖面积：•2、影响药剂的附着性：•3、影响药剂颗粒的运动性能：•4、影响药剂颗粒的表面能：•5、影响悬浮液的悬浮率及乳液稳定性：SchoolofAgriculturalandFoodScience,ZAFU1．增加覆盖面积：•分散度大，覆盖面积大，尤其是杀菌剂的保护剂，分散度大可增加保护面积；如杀虫剂对蚜螨