Vom 23. bis 24. Mai 2019 fand in Dezhou, Shandong, die vierte „Jinwang Cup“-Konferenz zum Austausch von Pestizidvorbereitung, Verarbeitungstechnologie und Geräteanwendung statt, die von der Shandong Provincial Pesticide Industry Association veranstaltet wurde. Die Konferenz wurde von Jiangsu Jinwang Intelligent Technology Co., Ltd. benannt und speziell von Shandong Lvba Chemical Co., Ltd. mitorganisiert. Diese Konferenz zielt darauf ab, Pestizidhersteller darin zu schulen, Produktion, Technologie, Ausrüstung und komplexe Talente zu verstehen, die Management verstehen.
Die Forschung und Entwicklung sowie die Produktion von Pestizidpräparaten sind eng mit den nationalen politischen Leitlinien verknüpft. Vor dem Hintergrund des Nullwachstums des Pestizideinsatzes und des zunehmenden Umweltdrucks ist es notwendig, neue Sicherheits- und Umweltschutzzusätze einzuführen oder neue Darreichungsformen zu entwickeln. Die Erforschung und Entwicklung von Pestizidpräparaten steht in gewissem Zusammenhang mit dem aktuellen Trend zur Reform des Pestizideinsatzes. Angesichts des aktuellen Trends der beschleunigten Landzirkulation, des Arbeitskräftemangels und der steigenden Arbeitskosten ist die Verbesserung der Effizienz des Pestizideinsatzes eine der effektivsten Lösungen.
Die Qualität von Pestizidformulierungen und -zubereitungen ist der Schlüsselfaktor, um die Wirkung und den Wert von Pestizidprodukten zu bestimmen. Daher muss die Entwicklung von Pestizidprodukten die Struktur, die physikalischen und chemischen Eigenschaften, die Wirkungsweise, die Toxizität usw. des ursprünglichen Arzneimittels verstehen. Gleichzeitig wirken sich die Qualität des Originalarzneimittels und der Hauptinhalt des Präparats direkt auf die Leistung des Präparats aus. Generell gilt für ein bestimmtes Originalarzneimittel, je höher der Inhalt des Präparats ist, desto schwieriger ist es, die Leistung zu kontrollieren; Die Qualität der Originaldroge ist zu gering, ihr Anteil im Präparat relativ hoch und die Verunreinigungssituation komplex, so dass es schwierig ist, hochwertige und hochhaltige Präparate zu mahlen. Als er über das Screening-Prinzip des Hilfsstoffsystems sprach, wies der Forscher Zhang Guosheng vom Shenyang Research Institute of Chemical Industry darauf hin, dass mit Ausnahme einiger Pestizide mit hoher Flüchtigkeit und hoher Löslichkeit in Wasser, die direkt verwendet werden können, die überwiegende Mehrheit der Pestizide technisch ist Arzneimittel müssen vor ihrer Anwendung zu entsprechenden Darreichungsformen verarbeitet werden. Nach der Formulierung werden nach Struktur (Ladungsverteilung aktiver Gruppen und inaktiver Gruppen), physikalischen und chemischen Eigenschaften, Wirkungsweise und Wirkungszielen (chemische Zusammensetzung, Verteilungsdichte, Blattalter, Ernährungszustand, Umweltbedingungen etc.) der Wirkkomponenten wurde eine Vielzahl von Formulierungsstudien und anwendungstechnischen Versuchen zu den Auswirkungen verschiedener Netz- und Dispergiersysteme auf die Präparateleistung und -zielsetzung durchgeführt und mit den Ergebnissen der biologischen Aktivitätsmessung kombiniert, das Hilfssystem und die geeignete Dosierung ermittelt für verschiedene Darreichungsformen und erhalten schließlich die Formelzusammensetzung der Zubereitung.Darüber hinaus kann nach der Bestimmung des Haupthilfsmittels die Rolle des Hilfshilfsmittels nicht ignoriert werden.Gleichzeitig ist der Vergleichstest für die biologische Aktivität in Innenräumen Nachdem die Formelzusammensetzung bestimmt ist, wird die Probe amplifiziert, an d Langzeitbeobachtung (Änderung der Partikelgröße, Aussehen, Viskosität, Wandbehang, Agglomeration usw.) ist ebenfalls erforderlich. Auch Produktionsprozessforschung ist erforderlich.
Die mit den ausgewählten geeigneten Netz- und Dispergiermittelsorten hergestellten Präparationsmuster weisen nicht nur einen hohen Dispergiergrad der Pflanzenschutzmittelwirkstoffe auf, sondern weisen auch eine hohe Penetrationsstärke in Organismen auf, was sich insbesondere widerspiegelt in: einerseits die Wirkstoffe können schnell, gleichmäßig und stabil in dem Träger dispergiert werden, wobei eine gute Suspension, Dispersion, Erscheinungsstabilität und thermische Lagerstabilität aufrechterhalten werden; Andererseits kann es die Ausbreitungs- und Haftkraft seiner flüssigen Medizin auf der Oberfläche des Pflanzenkörpers relativ stark machen, Regenwäsche widerstehen, die Retentionsmenge von Pestiziden auf der Oberfläche der Pflanze erhöhen, die Retentionszeit verlängern und verbessern die Penetrationsfähigkeit der Pflanzenepidermis, fördern die Aufnahme der Wirkstoffe durch Organismen, damit diese ihre biologische Aktivität weitgehend entfalten können, verringern die Anwendungsdosis und verringern die Umweltbelastung. Obwohl das Netz- und Dispergiermittel selbst keine biologische Aktivität besitzt, ist es ein unverzichtbarer Zusatz in der Formulierung. Es kann nicht nur die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Zubereitung verbessern, die Wirksamkeit verbessern, sondern auch den Anwendungsbereich von Pestizid-Rohdrogen erweitern und die Umweltverschmutzung verringern.
Schließlich glaubt Forscher Zhang, dass das Präparationssystem eine enge Partikelgrößenverteilung und eine gute Langzeitlagerstabilität aufweist und dass die verdünnte Lösung eine gute Benetzung, Verteilung, Dispersion, Retention und Permeabilität auf dem Ziel hat, was die Wirkung der aktiven Komponente besser unterstützen kann seine biologische Aktivität, die Dosierung stark reduzieren und die Umweltverträglichkeit verbessern.
Zhang Guosheng, Forscher am Shenyang Research Institute of Chemical Industry
Mit der Verbesserung der Anforderungen der Menschen an die Umweltsicherheit von Pestiziden sind Pestizide auf Wasserbasis zu einer wichtigen Entwicklungsrichtung geworden. Dabei entstehen je nach Bedarf Mikroemulsionen, die organische Lösungsmittel ganz oder teilweise durch Wasser ersetzen. Professor Chen Fuliang vom Institut für Pflanzenschutz der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften teilte die „allgemeinen Probleme und Lösungen der Formulierung von Wasseremulsionen und Mikroemulsionen“ mit.
Wasseremulsion ist eine Art Dispersionssystem mit instabiler Dynamik und Thermodynamik. Schichtbildung, Sedimentation, Ausflockung, Temperierung, Koaleszenz und Demulgierung sind häufige Probleme bei der Formulierung von Wasseremulsionen. Schichtung und Sedimentation sind Phänomene, bei denen Partikel der dispersen Phase während der Lagerung häufig schwimmen oder sinken, auch bekannt als Emulsion, die zur dynamischen Instabilität gehören. Der Grund ist der Dichteunterschied zwischen zwei Phasen (bedingt durch die Schwerkraft). Die Lösung besteht darin, der Schwerkraft zu widerstehen: Erhöhen Sie die Viskosität des Mediums, der Verdicker kann die Viskosität des Wasseremulsionssystems erhöhen, den Diffusionskoeffizienten verringern, die Kollisionsfrequenz der Tröpfchen verringern und die Schichtungs- und Sedimentationsgeschwindigkeit verringern. Dieses Verdickungsmittel sollte jedoch sorgfältig durch Tests ausgewählt werden, um nicht nur die Wasseremulsion frei von Schichtung oder Sedimentation zu halten, sondern auch die Systemviskosität nicht zu groß zu machen, was seine Dumping- und Emulgierungsdispersivität beeinflussen wird; Erhöhen Sie die Menge an Emulgator, verringern Sie die Teilchengröße des Tröpfchens, verstärken Sie die Brownsche Bewegung und verringern Sie die Schichtung und Sedimentation der Zubereitung; Die Zugabe eines Dichteregulators zur Anpassung an die Dichte der Ölphase und der Wasserphase ist eine effektive Möglichkeit, die Schichtung und Sedimentation zu reduzieren. Wenn jedoch der Dichteunterschied der Ölphase groß ist, ist es von geringer Bedeutung, die Sedimentationsgeschwindigkeit durch Verringerung des Dichteunterschieds zwischen dispergierter Phase und Dispersionsmedium zu ändern. Bei geringen Dichteunterschieden kann die Zugabe von Dichteregulatoren die Sedimentationsgeschwindigkeit deutlich reduzieren.
Ausflockung bezieht sich auf das Phänomen, dass sich Flüssigkeitströpfchen zu losen Aggregaten ansammeln, die nach Vibration und Schütteln zu einer einheitlichen Emulsion wiederhergestellt werden können. Dies liegt daran, dass sich die Dispersionswechselwirkungskraft zwischen Flüssigkeitströpfchen auf die Anziehung bezieht, die erzeugt wird, wenn Nicht-*-Moleküle nahe beieinander sind. Eine andere Situation, in der Ausflockung auftritt, besteht darin, dass dispergierte Öltröpfchenpartikel an linearen Makromolekülen adsorbiert und überbrückt werden, was zu einem Absinken der Partikel führt. Die Flockungslösung wirkt gegen Aggregation: Fügen Sie anionisches Tensid hinzu, bilden Sie eine doppelte elektrische Schicht um die Tröpfchen, bedecken Sie die Oberfläche der Ölphasentröpfchen mit geladenen Gruppen und erzeugen Sie eine elektrostatische Abstoßung, um eine Aggregation der Tröpfchen zu verhindern. Fügen Sie Polymeremulgator hinzu, um eine dicke und feste Adsorptionsschicht im System zu bilden, die eine sterische Hinderungswirkung erzeugt. Voraussetzung für eine starke Adsorption ist, dass das Polymer nicht in der kontinuierlichen Phase gelöst wird; Das Verdickungsmittel wird hinzugefügt, um die Diffusionsgeschwindigkeit von Öltröpfchenpartikeln zu verringern, die Kollisionshäufigkeit von Tröpfchen zu verringern und die Ausflockung dispergierter Tröpfchen zu verbessern.
Koaleszenz bezieht sich auf die Zerstörung des Grenzfilms um die Tröpfchen, und die Tröpfchen verschmelzen zu großen Tröpfchen, was zur thermodynamischen Instabilität gehört; Die Demulgierung ist die Weiterentwicklung der Koaleszenz von Tröpfchen, wodurch die Emulsion zu einer Öl-Wasser-Zweiphasentrennung wird. Gerinnung und Demulgierung sind irreversible Prozesse aufgrund der Zerstörung der Grenzflächen-Gesichtsmaske. Die Koaleszenzlösung soll die Grenzflächen-Gesichtsmaske stärken: fügen Sie Co-Emulgator hinzu, und die laterale Wirkung von Tensid und Co-Emulgator, die an der Grenzfläche adsorbiert werden, wird die Festigkeit und Elastizität der Grenzflächen-Gesichtsmaske verbessern; Anion, Polymeremulgator und gemischtes Tensid werden verwendet. Anion erweitert die Dicke der elektrischen Doppelschicht und Polymer erhöht die sterische Hinderung. Gemischter Emulgator kann die Querwirkung der Grenzflächen-Gesichtsmaske verstärken und die mechanische Festigkeit der Grenzflächen-Gesichtsmaske verbessern, die Grenzflächen-Viskosität verbessern, die Grenzflächen-Elastizität erhöhen und der Grenzflächen-Gesichtsmaske eine hohe Ausdehnungselastizität verleihen; Die Zugabe von hydrophilem Pulver kann nicht nur die Filmfestigkeit verbessern, sondern auch die Filmeigenschaften verbessern.
Wasseremulsion ist ein thermodynamisch instabiles Dispersionssystem, das über lange Zeit dynamische Stabilität aufrechterhalten kann. Im Laufe der Zeit wird sich die Größe und Verteilung der Tröpfchen jedoch in Richtung größerer Tröpfchen bewegen. Dieser Prozess des Verbrauchs kleiner Tröpfchen zur Bildung größerer Tröpfchen wird als austenitische Reifung bezeichnet. Die Austemperlösung hat eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung: Erhöhen Sie die Menge an Tensid, verringern Sie die Grenzflächenspannung, um die Öltröpfchengrößenverteilung gleichmäßiger zu machen, verringern Sie die treibende Kraft des Austemperns und verlangsamen Sie das Austempern; Die Zugabe von Lösungsmittel mit geringerer Löslichkeit trägt dazu bei, die Löslichkeit der Ölphase zu verringern und die Diffusionsgeschwindigkeit der Ölmolekülauflösung zu verlangsamen, die die treibende Kraft der Austenitreifung ist; Verwenden Sie polymere Tenside, um die Dicke der Adsorptionsschicht zu erhöhen, die Oberfläche "freigelegter" Tröpfchen zu verringern, die sterische Hinderung zu erhöhen und die räumliche Stabilität zu verbessern, wie z. B. Block- oder Kammpfropfpolymere.
Wie man die unqualifizierten Produkte justiert? Ausflockung, Schichtung und Sedimentation können durch die oben genannten Bewältigungsstrategien richtig eingestellt und wiederaufbereitet werden; Bei instabilen Phänomenen wie Koaleszenz, Demulgierung und Entspannung, die irreversible Prozesse sind, kann das Produkt nur verschrottet werden. Die Demulgierung erfolgt während der Produktion nach bestandener kleiner Prüfung. Die Lösung besteht darin, die Dosierung des Emulgators zu erhöhen; Ersetzen Sie die Produktionsausrüstung, verwenden Sie die homogenisierende Emulgiermaschine oder verbinden Sie die Rohrleitungsschere mit der vertikalen Schere. Die Wasserabscheidung erfolgt nach der Produktion. Die Lösung besteht darin, Pipeline-Scher- und externe Scherverbindungsvorrichtungen einzusetzen oder eine homogene Emulgierung anzuwenden, um die Partikelgröße des Lotionsdispersionssystems auf einen engen Bereich zu steuern; Liegt die Ursache in einer unzureichenden Scherzeit, kann die Scherzeit entsprechend verlängert und die Scherrate erhöht werden. Wenn der kleine Test qualifiziert ist und während der Produktion ein Ölteppich auftritt, muss die Kombination aus Hochgeschwindigkeitsscherung vom Rohrleitungstyp und intermittierender Hochgeschwindigkeitsscherung verwendet werden, um das Problem zu lösen.
Professor Chen stellte auch die Eigenschaften der zweiten Generation von Wasseremulsionen vor: keine Scherung, die Fließfähigkeit ist vergleichbar mit einer Mikroemulsion; Die Teilchengröße ist kleiner als die der Wasseremulsion, die näher an der Mikroemulsion liegt, auch bekannt als Submikron-Emulsion; Die Dosierung des Emulgators ist höher als die der Wasseremulsion, und seine Stabilität ist geringer als die der Mikroemulsion und höher als die der herkömmlichen Wasseremulsion. Es wird darauf hingewiesen, dass die meisten Pyrethroid-Pestizide zu Wasseremulsionen der zweiten Generation verarbeitet werden können.
Professor Chen fasste die Forschungs- und Entwicklungserfahrung der Wasseremulsion wie folgt zusammen: ① Nach dem Grundprinzip der Emulsionsbildung sind mechanische Energie und Grenzflächenspannung die Schlüsselfaktoren, die die Bildung von Lotionen beeinflussen, während die Größe oder ungleichmäßige Verteilung von Öltröpfchen dies ist einer der Hauptgründe für die Instabilität der Wasseremulsion; ② Für feste technische Arzneimittel ist der erste Schritt die Auswahl geeigneter Lösungsmittel. Im Allgemeinen werden organische Lösungsmittel mit hoher Löslichkeit ausgewählt, um eine vollständige Auflösung zu erreichen und Lösungsmittel einzusparen; ③ Bei richtiger Auswahl des Tensids gibt es eine große Auswahl an Co-Emulgatoren und Wasserqualität; ④ Wenn das Problem der physikalischen Stabilität nicht wirksam gelöst werden kann, kann in Erwägung gezogen werden, der Zubereitung Klebrigmacher zuzusetzen.
Für die Stabilität von Mikroemulsionen bei niedrigen Temperaturen und die Stabilität von Lotionen teilte Professor Chen die Maßnahmen zur Verbesserung der Stabilität von Mikroemulsionen bei niedrigen Temperaturen mit: Erhöhung der Lösungsmittelmenge. Für die effektiven Komponenten, die in allgemeinen organischen Lösungsmitteln schwer aufzulösen sind, gibt es einen stabilen Auflösungsanstiegspunkt von organischen Lösungsmitteln; Passen Sie das hydrophile und lipophile Gleichgewicht von Tensiden an. Hohe Temperaturen müssen hydrophil sein, während niedrige Temperaturen lipophil sein müssen; Wählen Sie ein geeignetes Co-Tensid aus, und einige wirksame Inhaltsstoffe mit besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften haben eine gewisse Selektivität für Co-Tenside. Wie kann man also die Stabilität der Mikroemulsionslotion verbessern? ① Verwendung von gemischten Lösungsmitteln, ein effektiver Weg, um die Stabilität der Lotion zu lösen; ② Erhöhen Sie die Tensidmenge, um die Stabilität der Grenzflächen-Gesichtsmaske zu verbessern; ③ Reduzieren Sie den Gehalt an wirksamen Inhaltsstoffen, was mehr Emulgatoren entspricht, die Öltröpfchen einwickeln, wodurch die mechanische Festigkeit der Gesichtsmaske verbessert wird. Die Stabilität der Lotion hängt eng mit der Teilchengrößenverteilung der Mikroemulsionsölkügelchen zusammen, jedoch nicht mit der Teilchengröße.
Professor Chen fasste die Forschungs- und Entwicklungserfahrung von Mikroemulsionen wie folgt zusammen: ① Es ist erforderlich, einen breiten transparenten Temperaturbereich herzustellen, der hauptsächlich von der Auswahl der Tenside und Cotenside abhängt; 2. Stabilität bei hoher Temperatur erfordert ein stark hydrophiles Tensid, während Stabilität bei niedriger Temperatur ein stark lipophiles Tensid erfordert; ③ Um qualifizierte Mikroemulsionen herzustellen, ist es notwendig, das hydrophile lipophile Gleichgewicht (HLB) des Systems einzustellen; ④ Die obere Grenze der Transparenztemperatur ist die Bestimmung des Trübungspunkts, und die untere Grenze der Transparenztemperatur ist die Bestimmung der Stabilität bei niedriger Temperatur. Die Stabilität der Lotion liegt nur bei wenigen Wirkstoffen mit besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften.