先正达、拜耳、巴斯夫、索尔维、英杰维特及斯泰潘等推出的SC、OD制剂及其创新解决方案

作者:世界农化网 2023/11/14 8:27:27
SC、OD制剂登记速度及数量增长迅速农药悬浮剂因具有安全、环保、高效、经济效益强等诸多优点,而深受国内外用户的青睐。 据相关数据显示,2013年-2022年国内SC、OD制剂登记产品数量分别以14.3%、7.85%的年均增长率持续上升、稳健增长,备受市场青睐。同时,每年SC、OD制剂产品登记数量与新增产品登记数量的占比增长明显,其中SC制剂的占比上升最快,自2013年起就位居前列,年均增长8.26

SC、OD制劑登記速度及數量增長迅速

農藥懸浮劑因具有安全、環保、高效、經濟效益強等諸多優點,而深受國內外用戶的青睞。 據相關數據顯示,2013年-2022年國內SC、OD制劑登記產品數量分別以14.3%、7.85%的年均增長率持續上升、穩健增長,備受市場青睞。同時,每年SC、OD制劑產品登記數量與新增產品登記數量的占比增長明顯,其中SC制劑的占比上升最快,自2013年起就位居前列,年均增長8.26%;OD制劑的占比增長顯著,年均增長14.1%。相比國內,農藥水懸浮劑在海外市場的登記速度及數量增長更為明顯,這從包括各大跨國巨頭等海外公司登記及上市的SC 劑型產品也能夠得以驗證。

 

但是,農藥懸浮劑在加工及儲藏過程中也存在一定的問題,尤其是原藥結晶以及顆粒增大是此劑型中最常見且最嚴重的問題之一。為此,各大跨國助劑公司推出系列分散劑、乳化劑、表面活性劑,以及其他種類的添加劑等創新解決方案來應對相關的問題。

 

SC、OD配方開發挑戰及解決方案

 

索爾維:專為復雜懸浮劑配方設計的新型聚合物分散劑

 

使用更加安全和環境友好的助劑來開發農藥配方是農化領域的主要挑戰之一。水懸浮制劑,即SC制劑,是一種將固體有效成分分散在水中的制劑劑型。水懸浮劑配方通常含有高含量的活性成分,或者含有具不同作用方式以及不同的物理化學特性的多種活性成分的復配系統。這種精心設計的體系在長期穩定性和稀釋穩定性方面具有很大的挑戰性。除此之外,有機活性成分也有很大的穩定性問題。如將兩三種或者多種活性成分結合在一起,使其具有多種物理化學特性的現代配方設計就變成了一個真正的挑戰,留給配方設計者的空間非常有限。

 

為了保證水懸浮劑配方的長期穩定性,選擇正確的潤濕劑/分散劑就顯得尤為重要,需要確保沒有沉淀和絮凝,同時水懸浮劑配方中的活性成分在稀釋后具有優良的分散性,以避免堵塞噴嘴和降低生物活性。因此水懸浮劑配方設計過程中,常常需要獲得改良過的高性能的聚合物分散劑,即使在低用量的情況下也具有較好的抑制析晶的性能,并且能夠耐受具有高離子強度的體系,例如含有可溶性活性成分鹽離子的體系。

 

索爾維擁有一系列自由基聚合技術,能夠提供結構、組成、分子量均可控的聚合物。這些技術被應用于合成多種多樣的聚合物分散劑,其中包括專有技術可控自由基聚合MADIX( 通過黃原酸酯交換的大分子設計)。索爾維選取80種篩選過的聚合物中最有效的聚合物分散劑,在頗具挑戰性的水懸浮劑配方中進行了測試。通過與Geropon DA1349(一種高效的、通用型的分散劑,但在高濃度電解質存在或者活性成分有析晶的傾向時會有一些不足)對比,尋找出了兩種有潛力的結構:Geropon HL4 和 Geropon ION5。

 

Geropon HL4和Geropon ION5是非常有效的分散劑。對于眾多測試過的農藥活性成分,可以在降低聚合物分散劑用量的同時,配制高含量的制劑。這兩種聚合物也在眾多水懸浮劑配方(如吡唑草胺,百菌清等)和懸浮種衣劑配方(如吡蟲啉和噻蟲嗪)中測試成功,確認了它們優異的分散性能和廣泛的用途。此外,與對照樣相比,這兩種分散劑具有較高的固體含量,從40%到45%wt,因此對于配方空間有限、需要引入低劑量分散劑的體系是很好的解決方案。

 

英杰維特 (Ingevity):農藥懸浮劑中原藥結晶以及顆粒增大的控制方法

 

農藥懸浮劑中原藥結晶以及顆粒增大是此劑型中常見且最嚴重的問題之一。此問題可引起嚴重的配方不穩定性,包括原藥粒徑增大,配方粘度增加,配方膠質化以及懸浮度大幅下降,最終造成配方失效。

 

晶體結晶和粒徑增長是一個非常復雜的問題,在實際的配方中,通常需要同時使用多種方法來對其進行有效的控制。

 

晶體粒徑的控制方法:

 

首先,高效分散劑可有效控制晶體生長。高效的分散劑可以對原藥顆粒表面提供更強以及更持久的附著,分散劑和原藥之間的強親和性可以阻止分散劑脫離,減少裸露表面的形成。此外高效的分散劑還可以維持原藥顆粒之間的強斥力,從而保證顆粒間不發生團聚。還可以有效的提高碾磨效率,并提供較窄的原藥粒徑分布。

 

其次,添加高離子強度的添加劑,例如高磺化度的木質素磺酸鹽以及小分子的無機鹽也可有效降低原藥的水溶解度,從而控制晶體結晶。相比于小分子的無機鹽,高磺化度的木質素磺酸鹽可以和原藥分子競爭,從而通過減少原藥分子的再次吸附來降低晶體結晶。例如英杰維特提供高性能的木質素磺酸鹽分散劑可為各種不同的原藥顆粒的表面提供高效附著和保護。(英杰維特建議用于SC配方的高性能分散劑有:Reax 907,  Reax 910、Reax 1425E、Polyfon H和AltaBio 200;建議使用高磺化度,低分子量的木質素磺酸鹽作為晶體生長抑制劑:Polyfon F、 Reax 100M。)還可以通過聯合使用非離子型的表面活性劑和離子型表面活性劑來提高配方的長期穩定性。

 

最后,適量的流變改性劑可以減緩顆粒間的物理接觸,從而降低團聚的可能性。

 

斯泰潘公司:滿足農化市場對油懸浮劑的可持續解決方案

 

油懸浮劑是由原藥與適宜的助劑制成的穩定的非水懸浮劑。油懸劑兌水稀釋后經噴霧在植物或者靶標上易形成一層藥膜,根據相似相容原理,滲透傳導性強,黏著性好,耐雨水沖刷,藥效發揮更好,利用率高,且劑型環保,前景看好。

 

斯泰潘農業解決方案始終把握不斷變化的市場走向脈搏,了解農民和制劑商的需求,而轉向油懸浮劑(OD)的應用就是市場動態之一。斯泰潘為OD中使用的大多數成分提供了廣泛的解決方案,可以幫助農民和制劑商解決其所面臨的問題。


表1. 油懸浮劑的典型成分

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分散介質

 

油懸浮劑可使用的分散介質包括植物油、甲基化種子油、石蠟礦物油和芳烴等。斯泰潘農業解決方案提供多種具有可持續性優勢、從植物油中天然提取獲得的大豆油甲酯等多款生物基產品(STEPAN? 108、STEPAN C-42、STEPAN C-65、STEPOSOL? ME、STEPOSOL ROE-W、STEPOSOL SB-W)。

 

乳化劑

 

斯泰潘為OD制劑提供范圍廣泛的陰離子和非離子乳化劑。陰離子乳化劑有NINATE?系列直鏈或支鏈十二烷基苯磺酸鈣為陰離子乳化劑。非離子乳化劑,可以使用具有不同環氧乙烷摩爾的烷氧基化物。此外,還有一系列的丁醇、聚丙二醇和三苯乙烯的環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物。斯泰潘開發了一種優化的乳化劑混合物STEPGROW? AB 1005,適用于各種甲酯和不同硬度的水,所需劑量僅為制劑含油量的10%左右。

 

分散劑

 

STEPFAC? 8181 PT3K是斯泰潘一種~100%活性磷酸酯,具有獨特的單雙酯比例。這種優化的比例使其適合用作制劑的油性分散劑,再經水稀釋后可作為水性分散劑。

 

流變改性劑

 

斯泰潘還提供即用型、自乳化和易于操作的流變改性劑–STEPGROW? RM 1002,這是一種含表面活性劑和其他非反應性成分的專有配方。STEPGROW RM 1002不需任何特殊的活化過程, 有效省去長時間混合或加熱的等待時間,因此較改性粘土、氣相二氧化硅和聚酰胺更具優勢。

 

2021-2023年跨國公司推出的SC、OD劑型產品

 

據AgroPages世界農化網不完全統計,2021-2023年登記上市的SC制劑產品數量最多,占比高達47.15%;OD則占比3.2%。


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圖1  2021-2023年登記上市的不同劑型農藥產品(不完全統計)

 

表2. 2021-2023年跨國公司推出的SC、OD產品

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