現(xiàn)如今對于農(nóng)化行業(yè)來說最大的障礙之一來自于監(jiān)管機構(gòu)日益嚴苛的管控。拿歐洲來說,隨著新的1107/2009 法規(guī)逐步實施,對許多農(nóng)藥有效成分的“生存”都造成顯著威脅。據(jù)估計,面臨風險的有效成分多達100 種,約占已獲得登記有效成分的四分之一之多,這對于歐洲的農(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)藥抗性問題日益嚴峻,可以說植保行業(yè)面臨著前所未有的挑戰(zhàn),這關系到全球糧食安全問題1。
但從另一個角度看,現(xiàn)在也是在農(nóng)化領域挖掘更多創(chuàng)新方法的絕佳機會。想要成功開發(fā)一個有效的農(nóng)藥有效成分需要耗費大量的金錢和時間,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)點主要表現(xiàn)為:
1)對指定表面的多點錨固,減少了解吸作用
2)給分散液體和固體提供廣泛的保護屏障,使它們不會與鄰近的顆??康锰?,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,可以進行快速、節(jié)省成本的制劑開發(fā)和修改。它們還有一個優(yōu)點就是比低分子量的表面活性劑更加安全和環(huán)保,對于制劑的登記來說,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。擁有大量化學和物理性質(zhì)的在研新有效成分以及老化學有效成分的再開發(fā)對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。
將不同種類的助劑添加進一種制劑產(chǎn)品中,則從材料化學和膠體化學的角度提出了新的挑戰(zhàn)。為農(nóng)化領域開發(fā)新的助劑被視為是保障行業(yè)發(fā)展的重要一環(huán),然而助劑的實際使用量相對來說卻很少。拿美國舉例,僅有4% 的表面活性劑是用在農(nóng)化領域的,像禾大這樣的小眾特殊化學品提供商正是提供這些助劑產(chǎn)品定制的公司。
新型材料的設計和應用需要科學解釋和大田應用效果的支撐。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照產(chǎn)品殺蟲效果的對比圖,可以看出添加了烷氧基多元醇酯助劑的產(chǎn)品增強了內(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)晶的位置是至關重要的,蒸發(fā)液滴邊緣的結(jié)晶作用是現(xiàn)今的一個研究熱點。其他表面活性劑干燥相粘性是非常好的,所以可以加強制劑的防水效果。
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”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。這些化學物質(zhì)可以提供獨特的制劑屬性,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。對助劑成功的選擇源于對那些能提供最佳生物效能的復雜交互和平衡作用的清楚認識。
資訊來源:硅酮結(jié)構(gòu)膠供應商 揚州晨化