农药剂型基础知识课件

剂型基础知识一、农药剂型加工的定义农药加工定义：农药原药除少数挥发性大的和水中溶解度大的可以直接使用外，绝大多数必须加工成一定形态方可使用，在原药中加入适当的辅助剂，制成便于使用的形态，这一过程叫做农药加工。农药剂型定义：加工后的农药，具有一定的形态、组分、规格，称作农药剂型。农药剂型是将通常具有生物活性的特定化学品或其混合物加工成适用于所需环境的产品并使之发挥最佳的生物效能的形态；而对施药者和环境的不良影响以及对作物的危害减少到最低的限度。二、农药剂型加工的意义1.赋形。赋予原药特定的稳定形态，便于流通和使用，以适应各种应用技术对农药分散体系的要求。2、稀释作用。将高浓度的原药稀释至对有害生物有毒，而对农作物、牲畜、鸟、鱼类以及自然环境不造成危害的程度。3、优化生物活性。使农药获得特定的物理性能和质量规格，例如粉剂的粒度，可湿性粉剂的悬浮率，液剂的润湿展着性等指标。这样的农药喷撒到作物靶标上，能够均匀分布、牢固地黏着，并有较高的沉积率，最终表现为良好的防治效果。4、使原药达到最高的稳定性，以获得良好的“货架寿命”。例如敌百虫，若加工成水溶液剂或低浓度粉剂、可湿性粉剂，贮存期间易分解。若加工成乳油，或者高浓度可溶性粉剂，则原药化学稳定性较好。5、扩大使用方式和用途。通过加工，能使一种原药加工成多种剂型及制剂，扩大使用方式和用途，方便用户。6、高毒农药低毒化。通过加工，能将高毒农药加工成低毒剂型及其制剂，以提高施药者的安全。7、控制原药释放速度。加工成缓释剂，可控制有效成分缓慢释放，提高对施药者和的安全性，减少对环境的污染，并能控制持效期，减少施药次数，节约用药。8、混合制剂具有兼治，延缓抗药性发展，提高安全性的作用。将两种以上作用机制不同的原药加工成一种混合制剂，能兼治多种有害生物；有的具有增效作用，配合不同农药轮换使用，能够延缓抗药性发展，是治理有害生物抗药性的重要技术措施；对于降解慢的农药加工成混合制剂后，可减少施药量，降低残留量，减轻对环境的污染。三、剂型的命名和分类根据原药的理化性状及使用目的、施药方法的要求，剂型的种类越来越多。为便于使用和技术交流，有必要进行分类。1、按有效成分的释放特性分为：自由释放的常规剂型和控制释放剂型2、按加工品物态分为：固态、半固态及液态3、按施药方法分为：直接施用（如可湿性粉剂、水溶剂等）及特殊用法（如烟剂、蚊香等）。按照农业部农药检定所建议的我国农药剂型名称及国际通用代码，通用代码是用两个英文字母来代表一种剂型的名称，我国代码一般与国际农药工业协会代码系统一致。并且规定在农药标签和农药产品说明书中统一使用代码。常见剂型列表剂型剂型代码剂型剂型代码粉剂DP可湿性粉剂WP可溶性粉剂SP水分散粒剂WDG/WG水溶性粒剂SG乳油EC可溶性液剂SL微乳剂ME水乳剂EW悬浮剂SC悬浮乳剂SE悬浮种衣剂FS油悬浮剂OF泡腾片剂PP颗粒剂GR水剂AS蚊香片剂MC毒饵剂RB四、影响选择剂型加工的主要因素对于每种农药来说，剂型选择得恰当与否，对于它得推广应用、经济效益和社会效益，有着直接得关系。选择剂型的因素主要有以下几方面。1、原药的物理特性（形态、熔点、溶解度、挥发度等）和化学特性（水解稳定性、热稳定性等）。2、防治对象的生物特性。每种有害生物都有一些特性，虽某种原药可有多种剂型防治某一特定有害生物，但其中某种剂型对这种特定的生物防效最好。3、使用技术的要求。使用方式是茎叶喷雾，还是土壤处理；是喷粉、还是喷雾，还是烟熏；使用的目的，是速效，还是长残效；使用技术要求不同，选择的剂型也不同。4、气候环境条件的影响。5、加工成本及市场竞争力。农药是商品，因此，选择加工剂型时必须考虑加工成本及市场竞争力，否则，即使是优良的剂型，推广也会遇到许多困难。五、农药加工发展简史1.原始阶段：19世纪前，为农药剂型加工的雏形阶段；人类利用多种植物性、矿物性及动物性药物，如烟草水、除虫菊花粉、鱼藤根粉、矿物油等。2.初级发展阶段：19世纪中期20世纪40年代中期，农药仍以植物性杀虫剂和无机化合物为主，但农药已成为化工产品进入市场；农药使用技术及毒理学研究也取得一定进展；应用的剂型约有15种，主要包括水剂、粉剂、浓乳剂、乳油等。3.农药制剂学阶段：从1939年瑞士科学家米勒发现DDT的杀虫活性开始，农药进入有机合成发展时期；70年代初，农药品种迅速发展至400余种，农药新剂型得到飞速发展，如超低容量剂、悬浮剂、可溶性粉剂等；加强新型农药助剂的研究开发；开发了一批先进的加工工艺及设备。六、我国农药加工发展史1.1949年以前：在农药加工技术的原始阶段，使用植物性、矿物性等天然化合物防治有害生物；在初级阶段制剂学阶段，我国生产过的农药品种约24种，主要为无机合成农药和植物性农药，化学合成农药仅DDT一种。2.19491983年：至1983年，农药品种已发展到108种，农药剂型达20余种，制剂120余种；研究解决了六六六粉剂和可湿性粉剂的加工工艺技术；研究开发农药助剂30余种，建立农药助剂厂家20余家。3.1983至今：杀虫剂中有机磷类、拟除虫菊酯类及氨基甲酸酯类形成三足鼎立的局面；近十年来，烟碱类似物、吡唑类及吡咯类杂环化合物等新型杀虫剂和高效除草剂和杀菌剂得到迅速发展，到1999年底我国原药品种达582种，研制开发了一批农药新剂型（如微胶囊剂、静电喷雾剂等），10余种高效农药加工设备，10余种农药助剂新品种，农药包装取得明显进展。七、存在问题及展望方向问题：问题：1、农药剂型和制剂品种还比较少；2、农药助剂种类及品种少；3、剂型加工工艺总体水平还比较落后；4、包装材料及包装机质量还有待进一步改进提高。方向：方向：1、向与环境相容新剂型方向发展.(微乳剂,水乳剂,悬浮剂,胶囊剂,水分散粒剂）2、朝省力,省工方向发展.八、剂型加工相关概念（一）农药助剂（一）农药助剂定义：定义：又称辅助剂，是农药制剂加工和应用中使用的除农药原药之外的其它辅助物总称。特点：特点：改善农药理化性质和使用性能的辅助物质。本身无生物活性，能增强防治效果，对环境更为安全，在最小使用量下达到最佳效果。分类：分类：按表面活性作用可分二类：表面活性剂类助剂：包括分散剂、乳化剂、湿润剂、渗透剂、展着剂、粘着剂、消泡剂等。非表面活性剂类助剂：包括稀释剂、载体、填料、溶剂、助溶剂、抗冻剂、pH调节剂、防腐剂、警戒色、安全剂、解毒剂、增效剂等。HLBHLB值：值：亲水亲油平衡值（HLB 值）是用来表示表面活性剂亲水或亲油能力大小的值。1949 年 Griffin 提出了 HLB 值的概念。将非离子表面活性剂的 HLB 值的范围定为 0 20，将疏水性最大的完全由饱和烷烃基组成的石蜡的 HLB 值定为 0，将亲水性最大的完全由亲水性的氧乙烯基组成的聚氧乙烯的 HLB 值定为 20，其他的表面活性剂的 HLB 值则介于 0 20 之间。HLB 值越大，其亲水性越强，HLB 值越小，其亲油性越强。随着新型表面活性剂的不断问世，已有亲水性更强的品种应用于实际，如月桂醇硫酸钠的 HLB 值为 40。浊点：浊点：非离子型表面活性剂，在水溶液中的浓度随温度上升而降低在升至一定温度值时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，这个温度被称之为该表面活性剂的浊点（Cloud point）。这类表面活性剂以其醚键中的氧原子与水中的氢原子以氢键形式结合而溶于水。氢键结合力较弱，随温度升高而逐渐断裂，因而使表面活性剂在水中的溶解度逐渐降低，达一定温度时转为不溶而析出成浑浊液。浊点与表面活性剂分子中亲水基和亲油基质量比有一定关系。（二）溶解或稀释（二）溶解或稀释定义：定义：是指溶质分子间的引力在小于溶质和溶剂间分子的引力的情况下，溶质均匀地分散在溶剂的过程。有这种功能的物质称之为溶剂。溶解原理主要遵循相似相容。溶剂按极性大小分类：极性溶剂和非极性溶剂。农药常用的四大名剂：二甲基甲酰胺,二甲基亚砜,甲醇和环己酮。特种溶剂：具有特殊理化性能，适用于有特定要求的农药制剂。绝大多数是人工合成的溶剂。溶剂的作用：溶剂的作用：溶解和稀释农药活性组分，调整制剂含量。溶解和稀释农药制剂中的其他助剂。提高制剂的流动性。提高制剂农药的稳定性。（三）增溶（三）增溶增溶：增溶：指某些物质在表面活性剂的作用下，在溶剂中的溶解度显著增加的现象。增溶与溶解的区别：增溶与溶解的区别：溶解作用形成的是分子溶液，增溶作用形成的是胶体溶液。（四）乳化（四）乳化定义：经激烈搅拌，原油或原药的有机溶液以0.150微米粒径的微粒（油珠）分散在水中，这一现象称乳化。分类：按其在水中是否解离成离子可分为：离子和非离子型。乳化稳定原理：乳化剂形成的界面保护膜可降低界面张力，降低了表面能，分散体系就趋于稳定。（五）分散和润湿（五）分散和润湿润湿：润湿：将固体表面原来的气体被液体所取代，形成覆盖的过程。主要是由于降低表面张力或界面张力，使水能展开在固体物料表面上，或透入其表面，而把固体物料润湿。分散：分散：降低分散体系中固体或液体粒子聚集的过程。根据分散体的表面化学观点，分散过程为：润湿：固体外部表面润湿，内部表面取代空气。固体的分裂分散体的形成、稳定。（六）农药载体（六）农药载体定义：定义：指农药制剂中荷载或稀释农药的惰性物质。它们的结构特殊，多是具有网孔或片层状结构，具有较大的比表面积，吸附性能强。作用：作用：稀释填充剂。吸附剂、增稠剂。防止农药制剂在储运和使用过程中分层。类别：类别：矿物类。如石膏、生石灰。植物类。如稻壳粉，玉米棒芯粉、玉米淀粉。人工合成载体类。如沉淀二氧化硅水合物（白炭黑）。九、常见主流剂型简介（一）粉剂（一）粉剂（DP：Dustable powder）定义：定义：一种或多种药剂和填料(如滑石粉)和少量助剂经混合、粉碎再混合至一定细度的粉状制剂，可直接使用，或添加适量填料和某些辅助剂稀释后使用。优点：优点：具有使用方便、药粒细、较能均匀分布、散布效率高、节省劳动力和加工费用较低的优点。特别适宜于供水困难地区和防治暴发性病虫害。一般不宜加水稀释，多用于喷粉和拌种。浓度较高的可用作毒饵和用于处理土壤。例如六六六粉剂、滴滴涕粉剂等。缺点：缺点：需要特殊的喷粉设备。易飘逸，安全性差，利用率低。使用区域极度有限。加工工艺：加工工艺：直接气流粉碎法：原药、填料和助剂按比例混合粉碎而成。母粉法：原药和载体混合成高浓度粉剂，到使用地再与载体混合成低浓度粉剂使用。粉剂的质量要求：粉剂的质量要求：控制指标要求外观自由流动性粉末，无块状水分小于1.5%细度（200目）通过率95%高温稳定性有效成分分解率10%（二）可湿性粉剂(WP：WettablePowder)定义：定义：是含有原药、载体和填料、表面活性剂（润湿剂、分散剂等）、辅助剂（稳定剂、警色剂等）并粉碎得很细的农药制剂。此种制剂在用水稀释成田间使用浓度时，能形成一种稳定的、可供喷雾的悬浮液。从形状上看，与粉剂无区别，但是由于加入了湿润剂、分散剂等助剂，加到水中后能被水湿润、分散、形成悬浮液，可喷洒施用。因分散成稳定的悬浮液，也称为可分散性粉剂。优点：优点：可湿性粉剂生产成本低，可用纸袋或塑料袋包装，储运方便、安全，包装材料比较容易处理；可湿性粉剂不使用溶剂和乳化剂，对植物较安全，在果实套袋前使用，可避免有机溶剂对果面的刺激。有效成分含量高，污染少。加工工艺：加工工艺：超微粉碎和气流粉碎，使制剂达到要求细度。主要设备：主要设备：气流粉碎流化床可湿性粉剂质量要求可湿性粉剂质量要求控制指标要求细度（325目）通过率95%水分3%润湿时间120S悬浮率70%酸碱度（PH值）根据国标和具体成分定外观疏松可自由流动粉末高温稳定性有效成分分解率10%（三）乳油（三）乳油（emulsifiable concentrate）定义：定义：将原药按一定比例溶解在有机溶剂中，再加入一定量的农药专用乳化剂与其他助剂，配制成的一种均相透明的油状液体，与水混合后能形成稳定的乳状液。加工工艺：加工工艺：乳油加工是一个物理过程，它是按照一定配比，将原药溶解于有机溶剂中，再加入乳化剂等其他助剂，在搅拌作用下混合溶解，形成单相透明的液体。加工设备：加工设备：搅拌釜、过滤器优点：优点：有效成份含量高。组成简单，加工容易，设备成本低。贮藏稳定性好。使用方便。药效高。缺点：缺点：乳油中的易燃有机溶剂使其在加工、贮运时安全性较差。溶剂会对环境产生污染。乳油质量要求乳油质量要求控制指标要求外观均一透明油相液体乳液稳定性用标准硬水在30水浴中稀释200倍，无沉淀无浮油水分0.5%酸碱度根据国标和具体成分定低温稳定性无晶体析出高温稳定性有效成分分解率10%（四）可溶性液剂（SL）、水剂（AS）可溶性液剂定义：可溶性液剂定义：是均一、透明的液体制剂，用水稀释后，形成真溶液，也就是说，药剂亦是由分子或离子状态分散在介质中。水剂定义：水剂定义：是有效成分或其盐的水溶液制剂，药剂（分散相、溶质）以分子或离子状态分散在水（介质、溶剂）中的真溶液制剂。共同点：共同点：药剂都是以分子或离子状态分散在介质中，而不同的是AS的介质是水，而SL的介质是水与有机物的混合物或只有有机物而已，SL包括了水剂和可溶性液剂，而AS是SL中的一种特例。特点：特点：渗透性、润湿性好，加工工艺简单可行。加工工艺：加工工艺：选用强极性溶剂溶解或利用酸碱反应转化成盐，存在化学反应过程。（五）微乳剂（五）微乳剂（Micro-emulsion)定义：微乳剂又被称为水基乳油、可溶乳油，是不溶于水的原药液体或原药溶于或不溶于水的有机溶剂所得的液体分散于水中形成的一种农药制剂。它是一个自发形成的热力学稳定之分散体系。狭义的微乳剂定义为由油组分-水-表面活性剂构成的透明或半透明的均相体系，是热力学稳定的，胀大了的胶团体系。微乳剂的组分及要求农药有效成分、乳化剂和水是农药微乳剂的基本组分,根据需要,有时还需加入适量溶剂、助溶剂、稳定剂和增效剂等。一般地一般地,微乳剂对各组分的要求如下微乳剂对各组分的要求如下:农药有效成分配制微乳剂,要求原药在水中的稳定性要好,且生物活性要高,最好是液态,这样便于配制,贮存也较稳定。一般,农用微乳剂中农药有效成分的含量为550%。乳化剂微乳的形成主要依赖于表面活性剂的作用,选择合适的乳化剂是制备微乳剂的关键。水微乳剂中水量的多少取决于微乳剂的种类和有效成分含量,一般为1870%。另外,水质也是影响微乳剂微乳化程度及物理稳定性的要求,水硬度高时,要选择亲水性强的乳化剂,水硬度低时,乳化剂的亲油性要大。其它成分的选择要根据具体品种的配制需要来决定。加工工艺：搅拌混合优点：优点：1、闪点高，生产、贮运和使用安全。2、不用或少用有机溶剂，环境污染小，对生产者和使用者的毒害大为减轻，有利于生态环境质量的改善。3、乳状液的离子超微细，比通常的乳油粒子小，对植物和昆虫细胞有良好渗透性，吸收率高因此低剂量就能发生药效。4、水为基质，资源丰富价廉，产品成本低，包装容易。5、喷洒臭味较轻，对人、作物安全。不足点不足点：有些产品使用了大量的增溶剂和乳化剂，对环境有潜在的影响，主要为亲水性的直链或支链的醇、酮等），这些物质尽管急性毒性与二甲苯相当，但均为亲水性的极性溶剂，更易渗透到作物内部，同时也易于溶入农田和水源，要清除和分离，比苯类非极性溶剂更困难，慢性毒性不可忽视。微乳剂质量要求微乳剂质量要求控制指标要求外观透明或半透明均相液体乳液稳定性用342ppm标准硬水，稀释后于30静置1小时，保持透明状态，无油状物悬浮或固体沉淀,能与水以任何比例混合低温稳定性在低温时不产生不可逆的结块或混浊高温稳定性外观无异常,有效成分分解率一般小于510透明温度范围一般在0-40保持透明不变（六）水乳剂六）水乳剂(Emulsion in Water)定义：亦称浓乳剂(ConcentrateEmulsion)。是将液体或与溶剂混合制得的液体农药原药以0.5-1.5微米的小液滴分散于水中的制剂，外观为乳白色牛奶状液体。水乳剂处于热力学的不稳定状态，不能自发形成，它必须借助特定的外力作用，以形成均匀的乳化液粒，因此，生产过程的控制相对复杂。特点：特点：1、不含或只含少量有毒易燃的苯类等溶剂，无着火危险，无难闻气味，减少了对环境的污染，提高了安全性。2、以廉价水为基质，经济成本低。3、药效与同剂量相应乳油相当，对温血动物毒性低。不足点：不足点：1、属热力学不稳定体系，配方开发难度大不成熟，应用推广慢。2、加工设备要求高，生产过程控制相对复杂，生产成本较高。配方组成：配方组成：油相（有效成分+溶剂）表面活性剂5%15%防冻剂2%8%增稠剂0.5%5%防微生物剂0.5%2%去离子水至100%加工工艺：加工工艺：高速剪切乳化水乳剂与微乳剂的主要异同点：水乳剂与微乳剂的主要异同点：对比项目微乳剂水乳剂外观透明均相体系不透明乳白色体系加工方法混合搅拌外力高剪切乳化物理属性热力学稳定体系热力学不稳定体系分散介质粒径10-100纳米(0.01-0.1微米)500-1500纳米（0.5-1.5微米）水乳剂的质量要求：水乳剂的质量要求：控制指标要求外观乳状液体乳液稳定性无沉淀浮油，能与水以任何比例混合低温稳定性在低温时不产生不可逆的结块或混浊高温稳定性外观无异常,有效成分分解率一般小于510冻融稳定性在冻融周期后常温下可以恢复（七）悬浮剂（七）悬浮剂（suspension concentrate）定义：定义：是农药原药和载体及分散剂混合，利用湿法进行超微粉碎而成的粘稠可流动的悬浮体。是由不溶或微溶于水的固体原药借助某些助剂，通过超微粉碎比较均匀地分散于水中，形成一种颗粒细小的高悬浮、能流动的稳定的液固态体系。悬浮剂通常是由有效成份、分散剂、增稠剂、抗沉淀剂、消泡剂、防冻剂和水等组成。有效成份的含量一般为5%50%。平均粒径一般为3微米左右。是农药加工的一种新剂型。特点：特点：完全不用有机溶剂的剂型，是加工固态原药的一种完全不用有机溶剂的剂型，是加工固态原药的一种好剂型，其性能介乎于乳油与可湿性粉剂之间。好剂型，其性能介乎于乳油与可湿性粉剂之间。悬浮剂质量要求悬浮剂质量要求控制指标要求外观均一流动性好的悬浮体。粒径分布范围砂磨细度控制在15微米倾倒性储存两年流动性良好悬浮率有效成分悬浮率大于90%冷储稳定性不分层，析水层不超过20%热储稳定性有效成分分解率一般不超过10（八）颗粒剂（八）颗粒剂（Granules）定义：定义：是将药物与适宜的辅料配合而制成的颗粒状制剂。优点：优点：使用方便，粉尘小，环保，安全。缺点：缺点：成本高易潮解，对包装方法和材料要求高机动性差，无法随机加减含量质量要求：质量要求：颗粒均匀，脱落率小于2%，分散崩解迅速。