Dari tanggal 23 hingga 24 Mei 2019, konferensi pertukaran penggunaan peralatan dan teknologi persiapan pestisida "Piala Jinwang" keempat yang diselenggarakan oleh Asosiasi Industri Pestisida Provinsi Shandong diadakan di Dezhou, Shandong. Konferensi ini dinamai oleh Jiangsu Jinwang Intelligent Technology Co., Ltd. dan secara khusus diselenggarakan bersama oleh Shandong Lvba Chemical Co., Ltd. Konferensi ini bertujuan untuk melatih produsen pestisida untuk memahami produksi, teknologi, peralatan, proses Kompleks bakat yang memahami manajemen.
R&D dan produksi persiapan pestisida terkait erat dengan pedoman kebijakan nasional. Di bawah latar belakang nol pertumbuhan penggunaan pestisida dan tekanan lingkungan yang meningkat, perlu mengadopsi aditif keamanan dan perlindungan lingkungan baru atau mengembangkan bentuk sediaan baru. Penelitian dan pengembangan sediaan pestisida memiliki hubungan tertentu dengan tren reformasi penggunaan pestisida saat ini. Di bawah tren percepatan sirkulasi lahan, kekurangan tenaga kerja dan meningkatnya biaya tenaga kerja, meningkatkan efisiensi penggunaan pestisida adalah salah satu solusi yang efektif.
Kualitas formulasi dan persiapan pestisida merupakan faktor kunci untuk menentukan efek dan nilai produk pestisida. Oleh karena itu, pengembangan produk pestisida perlu memahami struktur, sifat fisik dan kimia, cara kerja, toksisitas, dll dari obat aslinya. Pada saat yang sama, kualitas obat asli dan kandungan utama sediaan secara langsung mempengaruhi kinerja sediaan. Secara umum, untuk obat asli tertentu, semakin tinggi kandungan sediaannya, semakin sulit untuk mengontrol kinerjanya; Kualitas obat asli terlalu rendah, proporsinya dalam sediaan relatif tinggi, dan situasi pengotornya rumit, sehingga sulit untuk menggiling sediaan berkualitas tinggi dan kandungan tinggi. Ketika berbicara tentang prinsip penyaringan sistem bahan pembantu, peneliti Zhang Guosheng dari Shenyang Research Institute of Chemical Industry menunjukkan bahwa, kecuali beberapa pestisida dengan volatilitas tinggi dan kelarutan tinggi dalam air yang dapat digunakan secara langsung, sebagian besar pestisida bersifat teknis. obat harus diproses menjadi bentuk sediaan yang sesuai sebelum dapat digunakan. Setelah formulasi ditentukan, menurut struktur (distribusi muatan kelompok aktif dan kelompok tidak aktif), sifat fisik dan kimia, cara kerja dan target tindakan (komposisi kimia, kerapatan distribusi, umur daun, status gizi, kondisi lingkungan, dll. komponen aktif, sejumlah besar studi formulasi dan percobaan uji kinerja dilakukan pada efek sistem pembasahan dan dispersi yang berbeda pada kinerja persiapan dan target, dan dikombinasikan dengan hasil pengukuran aktivitas biologis, Tentukan sistem tambahan dan dosis yang cocok untuk bentuk sediaan yang berbeda, dan akhirnya mendapatkan komposisi formula sediaan. Selain itu, setelah penentuan zat pembantu utama, peran zat pembantu pembantu tidak dapat diabaikan. Pada saat yang sama, uji perbandingan aktivitas biologis dalam ruangan adalah Setelah komposisi formula ditentukan, sampel diamplifikasi, an d pengamatan jangka panjang (perubahan ukuran partikel, penampilan, viskositas, hiasan dinding, aglomerasi, dll.) juga diperlukan. Penelitian proses produksi juga diperlukan.
Sampel sediaan yang disiapkan dengan varietas pembasah dan pendispersi yang sesuai tidak hanya memiliki tingkat dispersi bahan aktif pestisida yang tinggi, tetapi juga memiliki penetrasi yang besar ke dalam organisme, yang secara khusus tercermin dalam: di satu sisi, bahan aktif dapat dengan cepat, merata dan stabil terdispersi dalam pembawa, mempertahankan suspensi, dispersi, stabilitas penampilan dan stabilitas penyimpanan termal yang baik; Di sisi lain, itu dapat membuat daya sebar dan daya rekat obat cairnya pada permukaan tubuh tanaman relatif kuat, menahan siraman air hujan, meningkatkan jumlah retensi pestisida pada permukaan tanaman, memperpanjang waktu retensi dan meningkatkan kemampuan penetrasi epidermis tanaman, meningkatkan penyerapan agen oleh organisme, sehingga dapat memainkan aktivitas biologisnya secara luas, mengurangi dosis penggunaan dan mengurangi pencemaran lingkungan. Meskipun zat pembasah dan pendispersi itu sendiri tidak memiliki aktivitas biologis, zat ini merupakan aditif yang sangat diperlukan dalam formulasi. Ini tidak hanya dapat meningkatkan sifat fisik dan kimia dari sediaan, meningkatkan kemanjurannya, tetapi juga memperluas jangkauan aplikasi obat mentah pestisida dan mengurangi pencemaran lingkungan.
Akhirnya, Peneliti Zhang percaya bahwa sistem persiapan memiliki distribusi ukuran partikel yang sempit, stabilitas penyimpanan jangka panjang yang baik, dan larutan encer memiliki pembasahan, penyebaran, dispersi, retensi, dan permeabilitas yang baik pada target, yang dapat membantu komponen aktif untuk bermain dengan lebih baik. aktivitas biologisnya, sangat mengurangi dosis dan meningkatkan kompatibilitasnya dengan lingkungan.
Zhang Guosheng, Peneliti Institut Penelitian Industri Kimia Shenyang
Dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan pestisida yang aman bagi lingkungan, pestisida berbahan dasar air telah menjadi arah pengembangan yang penting. Dalam konteks ini, mikroemulsi yang sebagian atau seluruhnya menggantikan pelarut organik dengan air muncul sesuai kebutuhan zaman. Profesor Chen Fuliang dari Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences berbagi "masalah umum dan solusi emulsi air dan formulasi mikroemulsi".
Emulsi air adalah sejenis sistem dispersi dengan dinamika dan termodinamika yang tidak stabil. Stratifikasi, sedimentasi, flokulasi, austempering, koalesensi dan demulsifikasi adalah masalah umum dalam formulasi emulsi air. Stratifikasi dan sedimentasi adalah fenomena bahwa partikel fase dispersi sering mengapung atau tenggelam selama penyimpanan, juga dikenal sebagai emulsi, yang termasuk ketidakstabilan dinamis. Alasannya adalah perbedaan densitas antara dua fase (disebabkan oleh gravitasi). Solusinya adalah melawan gravitasi: meningkatkan viskositas medium, pengental dapat meningkatkan viskositas sistem emulsi air, mengurangi koefisien difusi, mengurangi frekuensi tumbukan tetesan, dan mengurangi kecepatan stratifikasi dan sedimentasi. Namun, pengental ini harus dipilih dengan hati-hati melalui pengujian untuk tidak hanya menjaga emulsi air bebas dari stratifikasi atau sedimentasi, tetapi juga tidak membuat viskositas sistem terlalu besar, yang akan mempengaruhi pembuangan dan dispersivitas emulsifikasi; Tingkatkan jumlah pengemulsi, kurangi ukuran partikel tetesan, tingkatkan gerak Brown, dan kurangi stratifikasi dan sedimentasi sediaan; Penambahan pengatur densitas agar sesuai dengan densitas fasa minyak dan fasa air merupakan cara yang efektif untuk mengurangi stratifikasi dan sedimentasi. Namun, ketika perbedaan densitas fasa minyak besar, perubahan laju sedimentasi dengan mengurangi perbedaan densitas antara fase terdispersi dan medium dispersi tidak begitu penting. Ketika perbedaan densitas kecil, penambahan pengatur densitas dapat secara signifikan mengurangi laju sedimentasi.
Flokulasi mengacu pada fenomena bahwa tetesan cairan berkumpul untuk membentuk agregat lepas, yang dapat dikembalikan ke emulsi yang seragam setelah getaran dan pengocokan. Ini karena gaya interaksi dispersi antara tetesan cairan mengacu pada gaya tarik yang dihasilkan ketika molekul non * saling berdekatan. Situasi lain di mana flokulasi terjadi adalah partikel tetesan minyak terdispersi diserap dan dijembatani pada makromolekul linier, yang menyebabkan tenggelamnya partikel. Solusi flokulasi adalah anti agregasi: tambahkan surfaktan anionik, bentuk lapisan listrik ganda di sekitar tetesan, tutupi permukaan tetesan fase minyak dengan kelompok bermuatan, dan hasilkan tolakan elektrostatik untuk mencegah tetesan dari agregasi; Tambahkan pengemulsi polimer untuk membentuk lapisan adsorpsi yang tebal dan kokoh dalam sistem, menghasilkan efek penghalang sterik. Kondisi adsorpsi yang kuat adalah polimer tidak larut dalam fase kontinyu; Pengental ditambahkan untuk mengurangi kecepatan difusi partikel tetesan minyak, mengurangi frekuensi tumbukan tetesan, dan meningkatkan flokulasi tetesan yang terdispersi.
Koalesensi mengacu pada penghancuran film batas di sekitar tetesan, dan tetesan menyatu menjadi tetesan besar, yang termasuk dalam ketidakstabilan termodinamika; Demulsifikasi adalah pengembangan lebih lanjut dari penggabungan tetesan, yang membuat emulsi menjadi pemisahan dua fase minyak-air. Koagulasi dan demulsifikasi adalah proses ireversibel karena penghancuran masker wajah antarmuka. Solusi penggabungan adalah untuk memperkuat masker wajah antarmuka: tambahkan pengemulsi ko, dan aksi lateral surfaktan dan pengemulsi ko yang diserap pada antarmuka akan meningkatkan kekuatan dan elastisitas masker wajah antarmuka; Anion, pengemulsi polimer dan surfaktan campuran digunakan. Anion memperluas ketebalan lapisan ganda listrik, dan polimer meningkatkan hambatan sterik. Pengemulsi campuran dapat memperkuat efek melintang dari masker wajah antarmuka dan meningkatkan kekuatan mekanik masker wajah antarmuka, meningkatkan viskositas antarmuka, meningkatkan elastisitas antarmuka, dan membuat masker wajah antarmuka memiliki elastisitas ekspansi yang tinggi; Penambahan bubuk hidrofilik tidak hanya dapat meningkatkan kekuatan film, tetapi juga meningkatkan sifat film.
Emulsi air adalah sistem dispersi tidak stabil termodinamika, yang dapat mempertahankan stabilitas dinamis untuk waktu yang lama. Namun, seiring berjalannya waktu, ukuran dan distribusi tetesan akan bergerak ke arah tetesan yang lebih besar. Proses mengkonsumsi tetesan kecil untuk membentuk tetesan yang lebih besar disebut pematangan Austenitik. Solusi austempering adalah distribusi ukuran partikel yang seragam: tingkatkan jumlah surfaktan, kurangi tegangan antarmuka untuk membuat distribusi ukuran tetesan minyak lebih seragam, kurangi kekuatan pendorong austempering, dan perlambat austempering; Penambahan pelarut dengan kelarutan yang lebih rendah akan membantu mengurangi kelarutan fase minyak dan memperlambat laju difusi pelarutan molekul minyak, yang merupakan kekuatan pendorong pematangan austenit; Gunakan surfaktan polimer untuk meningkatkan ketebalan lapisan adsorpsi, mengurangi luas permukaan tetesan "terpapar", meningkatkan hambatan sterik, dan meningkatkan stabilitas spasial, seperti polimer cangkok blok atau sisir.
Bagaimana cara menyesuaikan produk yang tidak memenuhi syarat? Flokulasi, stratifikasi, dan sedimentasi dapat disesuaikan dan diproses ulang dengan tepat melalui strategi penanggulangan di atas; Untuk fenomena yang tidak stabil seperti koalesensi, demulsifikasi dan austempering, yang merupakan proses ireversibel, produk hanya dapat dibuang. Demulsifikasi terjadi selama produksi setelah melewati tes kecil. Solusinya adalah dengan meningkatkan dosis pengemulsi; Ganti peralatan produksi, gunakan mesin pengemulsi homogenisasi, atau sambungkan geser pipa dengan geser vertikal. Pemisahan air terjadi setelah produksi. Solusinya adalah dengan mengadopsi perangkat penghubung geser pipa dan geser eksternal, atau mengadopsi emulsifikasi homogen untuk mengontrol ukuran partikel sistem dispersi losion ke kisaran yang sempit; Jika disebabkan oleh waktu geser yang tidak mencukupi, waktu geser dapat diperpanjang dengan tepat dan laju geser dapat ditingkatkan. Jika pengujian kecil memenuhi syarat dan tumpahan minyak terjadi selama produksi, kombinasi geser kecepatan tinggi tipe pipa dan geser kecepatan tinggi tipe intermiten harus digunakan untuk menyelesaikan masalah.
Profesor Chen juga memperkenalkan karakteristik emulsi air generasi kedua: tidak ada pemotongan, fluiditasnya sebanding dengan mikroemulsi; Ukuran partikel lebih kecil dari emulsi air, yang lebih dekat dengan mikroemulsi, juga dikenal sebagai emulsi submikron; Dosis pengemulsi lebih tinggi daripada emulsi air, dan stabilitasnya lebih rendah daripada mikroemulsi dan lebih tinggi daripada emulsi air konvensional. Ditunjukkan bahwa sebagian besar pestisida piretroid dapat diolah menjadi emulsi air generasi kedua.
Profesor Chen meringkas pengalaman penelitian dan pengembangan emulsi air sebagai berikut: ① Menurut prinsip dasar pembentukan emulsi, energi mekanik dan tegangan antar muka adalah faktor kunci yang mempengaruhi pembentukan losion, sedangkan ukuran besar atau distribusi tetesan minyak yang tidak merata adalah salah satu alasan utama ketidakstabilan emulsi air; ② Untuk obat teknis padat, langkah pertama adalah memilih pelarut yang sesuai. Umumnya, pelarut organik dengan kelarutan tinggi dipilih untuk mencapai pembubaran sempurna dan menghemat pelarut; ③ Jika surfaktan dipilih dengan benar, ada banyak pilihan pengemulsi dan kualitas air; ④ Jika masalah stabilitas fisik tidak dapat diselesaikan secara efektif, dapat dipertimbangkan untuk menambahkan tackifier dalam persiapan.
Untuk stabilitas mikroemulsi suhu rendah dan stabilitas losion, Profesor Chen membagikan langkah-langkah untuk meningkatkan stabilitas mikroemulsi suhu rendah: meningkatkan jumlah pelarut. Untuk komponen efektif yang sulit larut dalam pelarut organik umum, terdapat titik kenaikan pelarut organik yang stabil; Sesuaikan keseimbangan hidrofilik dan lipofilik surfaktan. Suhu tinggi membutuhkan hidrofilik, sedangkan suhu rendah membutuhkan lipofilik; Pilih kosurfaktan yang sesuai, dan beberapa bahan efektif dengan sifat fisik dan kimia khusus memiliki selektivitas tertentu untuk kosurfaktan. Lantas bagaimana cara meningkatkan stabilitas lotion mikroemulsi? ① Menggunakan pelarut campuran, cara yang efektif untuk mengatasi stabilitas lotion; ② Tingkatkan jumlah surfaktan untuk meningkatkan stabilitas masker wajah antarmuka; ③ Mengurangi kandungan bahan efektif, yang setara dengan lebih banyak tetesan minyak pembungkus pengemulsi, meningkatkan kekuatan mekanik masker wajah; Stabilitas losion berhubungan erat dengan distribusi ukuran partikel manik-manik minyak mikroemulsi, tetapi tidak dengan ukuran partikel.
Profesor Chen merangkum pengalaman penelitian dan pengembangan mikroemulsi sebagai berikut: ① Diperlukan untuk menyiapkan rentang suhu transparan yang luas, terutama tergantung pada pemilihan surfaktan dan kosurfaktan; ② Stabilitas suhu tinggi membutuhkan surfaktan yang sangat hidrofilik, sedangkan stabilitas suhu rendah membutuhkan surfaktan yang sangat lipofilik; ③ Untuk menyiapkan mikroemulsi yang memenuhi syarat, perlu menyesuaikan keseimbangan hidrofilik lipofilik (HLB) sistem; ④ Batas atas suhu transparan adalah penentuan titik awan, dan batas bawah suhu transparan adalah penentuan stabilitas suhu rendah. Stabilitas lotion hanya untuk beberapa bahan aktif dengan sifat fisik dan kimia khusus.