現(xiàn)如今對(duì)于農(nóng)化行業(yè)來說最大的障礙之一來自于監(jiān)管機(jī)構(gòu)日益嚴(yán)苛的管控。拿歐洲來說,隨著新的1107/2009 法規(guī)逐步實(shí)施,對(duì)許多農(nóng)藥有效成分的“生存”都造成顯著威脅。據(jù)估計(jì),面臨風(fēng)險(xiǎn)的有效成分多達(dá)100 種,約占已獲得登記有效成分的四分之一之多,這對(duì)于歐洲的農(nóng)民來說也意味著更大的挑戰(zhàn)。如果再考慮到新有效成分的開發(fā)越發(fā)困難,農(nóng)藥抗性問題日益嚴(yán)峻,可以說植保行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn),這關(guān)系到全球糧食安全問題1。
但從另一個(gè)角度看,現(xiàn)在也是在農(nóng)化領(lǐng)域挖掘更多創(chuàng)新方法的絕佳機(jī)會(huì)。想要成功開發(fā)一個(gè)有效的農(nóng)藥有效成分需要耗費(fèi)大量的金錢和時(shí)間,但是即使是最好的有效成分,如果不能開發(fā)出好的制劑,也沒有任何商業(yè)價(jià)值。
農(nóng)藥藥效的保證越來越依賴于高性能的特種表面活性劑,特別是高分子表面活性劑更是因其優(yōu)良的性能變得不可或缺,它的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為:
1)對(duì)指定表面的多點(diǎn)錨固,減少了解吸作用
2)給分散液體和固體提供廣泛的保護(hù)屏障,使它們不會(huì)與鄰近的顆粒靠得太近,從而避免了制劑的分解
高分子表面活性劑能提供廣泛的制劑穩(wěn)定窗口,可以進(jìn)行快速、節(jié)省成本的制劑開發(fā)和修改。它們還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是比低分子量的表面活性劑更加安全和環(huán)保,對(duì)于制劑的登記來說,這是很大的優(yōu)勢。
制劑除了提供穩(wěn)定性外,更重要的作用是加強(qiáng)有效成分的給藥效果。助劑的添加可以提高產(chǎn)品的潤濕、展布、增溶和稀釋性能,讓產(chǎn)品更便于施用和操作,且藥效更好。擁有大量化學(xué)和物理性質(zhì)的在研新有效成分以及老化學(xué)有效成分的再開發(fā)對(duì)制劑專家來說都是新的挑戰(zhàn),為了開發(fā)出效果更好的制劑產(chǎn)品,需要更多創(chuàng)新的制劑技術(shù)。
將不同種類的助劑添加進(jìn)一種制劑產(chǎn)品中,則從材料化學(xué)和膠體化學(xué)的角度提出了新的挑戰(zhàn)。為農(nóng)化領(lǐng)域開發(fā)新的助劑被視為是保障行業(yè)發(fā)展的重要一環(huán),然而助劑的實(shí)際使用量相對(duì)來說卻很少。拿美國舉例,僅有4% 的表面活性劑是用在農(nóng)化領(lǐng)域的,像禾大這樣的小眾特殊化學(xué)品提供商正是提供這些助劑產(chǎn)品定制的公司。
新型材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用需要科學(xué)解釋和大田應(yīng)用效果的支撐。圖2 展示了添加過助劑的內(nèi)吸性殺蟲劑吡蟲啉制劑和未添加過助劑的對(duì)照產(chǎn)品殺蟲效果的對(duì)比圖,可以看出添加了烷氧基多元醇酯助劑的產(chǎn)品增強(qiáng)了內(nèi)吸性殺蟲劑的滲透效果,害蟲的死亡率明顯升高。
增強(qiáng)滲透效果的助劑可以形成非晶體膜,用來保持水分以及和有效成分的表面接觸。表面活性劑揮發(fā)性很小,因此可以形成大面積的干燥沉淀成份。通過掃描葉片的沉積物可以看出表面活性劑的選擇會(huì)顯著影響沉積物的微觀結(jié)構(gòu)(見圖3)。根據(jù)表面活性劑分子的形狀形成了干燥的多重表面活性劑相。有些表面活性劑結(jié)合物會(huì)包住水,從而造成結(jié)晶。最近發(fā)現(xiàn)微滴內(nèi)結(jié)晶的位置是至關(guān)重要的,蒸發(fā)液滴邊緣的結(jié)晶作用是現(xiàn)今的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其他表面活性劑干燥相粘性是非常好的,所以可以加強(qiáng)制劑的防水效果。
圖3 電子顯微鏡掃描圖展示了加入型表面活性劑體系與沉積物微觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。不含助劑的(A)、添加烷氧基多元醇酯助劑的(B)和添加醇乙氧基化物助劑的(C)3 種250 克/ 升的嘧菌酯懸浮劑1200 倍稀釋后施用于蘋果葉片的表皮,可以從圖中看出,添加烷氧基多元醇酯助劑后干燥沉淀上的微滴改善了“糖衣層效應(yīng)”的分布,從而可以推測產(chǎn)品的性能也得到了改善。
總之,表面活性劑在農(nóng)化制劑行業(yè)扮演著非常重要的角色,在優(yōu)化產(chǎn)品性能方面存在很大的發(fā)展空間。這些化學(xué)物質(zhì)可以提供獨(dú)特的制劑屬性,保證有效成分的最佳效果,降低使用率和環(huán)境壓力,幫助農(nóng)民獲得最佳的產(chǎn)量。對(duì)助劑成功的選擇源于對(duì)那些能提供最佳生物效能的復(fù)雜交互和平衡作用的清楚認(rèn)識(shí)。
資訊來源:硅酮結(jié)構(gòu)膠供應(yīng)商 揚(yáng)州晨化