淺談如何提高懸浮種衣劑質(zhì)量

劉振華，徐永旺，尚逸軍

（天津科潤(rùn)北方種衣劑有限公司，天津 300380）

懸浮種衣劑作為水基化制劑，具有高效、安全、環(huán)保等特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的浸種劑、拌種劑相比，具有用藥準(zhǔn)確、藥膜不易脫落、省藥、緩慢釋放等優(yōu)點(diǎn)。懸浮種衣劑產(chǎn)品在我國(guó)從無(wú)到有經(jīng)歷了20多年的歷史，種衣劑在農(nóng)作物保護(hù)中所起的作用逐漸得到人們的普遍認(rèn)可。因此，怎樣生產(chǎn)出效果更好、質(zhì)量更高的種衣劑產(chǎn)品是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)中面對(duì)的問(wèn)題。作為國(guó)內(nèi)最早生產(chǎn)種衣劑的廠家，天津科潤(rùn)北方種衣劑有限公司（以下簡(jiǎn)稱公司）一直致力于產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)。特別是近幾年公司下大力量更新了設(shè)備，改造了工藝，開(kāi)發(fā)了一批新產(chǎn)品，使公司產(chǎn)品質(zhì)量和核心競(jìng)爭(zhēng)力得到了極大的提升。下面是筆者在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)中的一點(diǎn)體會(huì)。

1 提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性

1.1 懸浮種衣劑的特性

懸浮種衣劑是一種或幾種固體或液體農(nóng)藥，以水為介質(zhì)通過(guò)一定的機(jī)械手段使其以微粒形式均勻地分散在水中，并能較好地保持穩(wěn)定的懸浮體系。其特點(diǎn)是借助成膜劑的作用使藥劑均勻地包覆在種子表面，形成透氣性的膜，通過(guò)藥劑的緩慢釋放起到殺蟲(chóng)和殺菌的效果。在懸浮種衣劑配方中，除有效成分及表面活性劑外，還有較多的助劑、微肥和植物調(diào)節(jié)劑等，由于它始終以濃縮懸浮液的形態(tài)存在，在貯存期間，尤其是長(zhǎng)期貯存，農(nóng)藥的固體微粒與分散介質(zhì)、助劑之間會(huì)產(chǎn)生相互作用，作用的結(jié)果會(huì)對(duì)制劑的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，經(jīng)常發(fā)生的是物理穩(wěn)定性問(wèn)題，主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：（1）粒子間因存在相互作用而引起的絮凝和聚結(jié)現(xiàn)象；（2）粒子在制劑中出現(xiàn)的晶體長(zhǎng)大現(xiàn)象；（3）因重力作用而導(dǎo)致的分層和粒子沉積現(xiàn)象。因此，要保持種衣劑貯存期間的穩(wěn)定性，可以通過(guò)選擇適宜的助劑和合理的加工工藝來(lái)解決。影響制劑穩(wěn)定性的因素很多，其中最主要的是粒徑、表面活性劑和增稠劑。

1.2 合理選擇農(nóng)藥有效成分

懸浮種衣劑中的農(nóng)藥有效成分應(yīng)具備：（1）對(duì)種子安全。（2）在水中穩(wěn)定，不易降解。在水中的溶解度不大于100mg/L，最好不溶于水，且農(nóng)藥的熔點(diǎn)應(yīng)大于60℃。

1.3 合理選擇表面活性劑

當(dāng)原藥經(jīng)多級(jí)粉碎后，粒子逐漸變小，表面積迅速增大，同時(shí)表面自由能也迅速增大，這些微細(xì)粒子在范德華引力的作用下互相碰撞，吸引產(chǎn)生凝集，粒子變大，沉降速度加快。因此，在制備懸浮劑過(guò)程中，需要添加適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣Ｆ渥饔弥饕憩F(xiàn)為：（1）降低固體與水的界面張力，降低水的表面張力。（2）增加分散介質(zhì)的黏度，降低分散體系的相對(duì)密度。表面活性劑可以吸附于原藥顆粒的表面，形成較為密集的吸附層，由于這些表面活性劑大多含有極性基團(tuán)而使微粒帶電，阻止了微粒聚集，從而形成一種高懸浮、可流動(dòng)、比較穩(wěn)定的固液相體系。另外，使用表面活性劑還可以避免物料在研磨過(guò)程中變得過(guò)于黏稠，改善制劑的流變性，提高加工效率，且還能阻止農(nóng)藥粒子在貯存期間的再度聚集，保持良好的懸浮性、分散性和熱貯穩(wěn)定性。因此，選擇適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?duì)于劑型的加工至關(guān)重要。常用于懸浮種衣劑的潤(rùn)濕分散劑主要有：

1.3.1 聚萘磺酸鹽類表面活性劑。該表面活性劑需要與非離子表面活性劑復(fù)配使用，有科研人員在對(duì)聚萘磺酸鹽體系在懸浮種衣劑研究報(bào)告中指出，高溫條件下，聚萘磺酸鹽對(duì)固體粒子表面吸附作用減弱，導(dǎo)致懸浮穩(wěn)定性下降；如與適量非離子表面活性劑復(fù)配，將改善聚萘磺酸鹽體系的高溫懸浮穩(wěn)定性，并減少其黏度變化。

1.3.2 烷基酚聚氧乙烯醚。用途廣泛，不僅具有良好的乳化性，而且有較好的潤(rùn)濕性和滲透性，多作為混合乳化劑中的重要單體。

1.3.3 聚氧乙烯聚氧丙烯基醚嵌段共聚物。此類化合物是具有潤(rùn)濕和分散雙重作用的助劑，低毒、低刺激性，對(duì)大多數(shù)作物低藥害。這類化合物除了具有較好的分散性和可調(diào)節(jié)性外，還具有起泡性能低的特性。

1.3.4 磷酸酯類。此類分散劑是近幾年來(lái)開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品，具有低毒性、低刺激性、生物降解性好，和其他產(chǎn)品有較好的配伍性和良好的穩(wěn)定性，且具有較低的表面張力。

1.3.5 水溶性高分子分散劑。這類物質(zhì)常作為膠體保護(hù)劑使用，水溶性高分子物質(zhì)和其他潤(rùn)濕分散劑一起復(fù)配使用效果更好。

1.4 增稠劑對(duì)種衣劑的作用

要想使制劑在貯存過(guò)程中不沉降，必須使懸浮種衣劑形成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在靜止時(shí)這種結(jié)構(gòu)能夠阻止制劑中顆粒的沉降，從而達(dá)到制劑不沉降、不分層，保持其懸浮穩(wěn)定性。為了阻止農(nóng)藥粒子的沉降，一般通過(guò)加入增稠劑來(lái)調(diào)節(jié)種衣劑的黏度，從而減小原藥與分散相的密度差，達(dá)到阻礙農(nóng)藥粒子下沉的作用。常用的增稠劑有親水性較好的無(wú)機(jī)物類，如膨潤(rùn)土、硅酸鎂鋁等；高分子聚合物類，如聚乙烯醇、黃原膠、羧甲基纖維素鈉等。同時(shí)，制劑的黏度并非越大越好，過(guò)高的黏度流動(dòng)性差，給加工、計(jì)量、傾倒帶來(lái)困難，且不利于種子包衣。過(guò)低的黏度又難以保持制劑穩(wěn)定的狀態(tài)，合理的黏度應(yīng)控制在200～600mPa·S之間。選用增稠劑應(yīng)注意必須與有效成分有良好的相容性，且其黏度隨著溫度變化要小。根據(jù)筆者實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，制劑中使用單一的增稠劑效果往往不盡如人意，使用兩種以上增稠劑可以互補(bǔ)，且協(xié)同效應(yīng)增強(qiáng)，使劑型更加穩(wěn)定。

1.5 粒徑對(duì)種衣劑的影響

種衣劑中分散的農(nóng)藥顆粒在介質(zhì)中沉降與農(nóng)藥顆粒的粒徑密切相關(guān)，粒徑越小沉降速度越慢，但粒徑太小，設(shè)備要求高，能耗也增加，同時(shí)粒徑越小就意味著界面積越大，這種情況本身就是一個(gè)不穩(wěn)定因素。因此，在實(shí)際操作中，應(yīng)綜合考慮黏度、表面活性劑等因素。在常規(guī)懸浮種衣劑生產(chǎn)中，粒徑2~4μm，要求2μm粒子占95%以上，4μm占97%以上，這樣可保證其粘附性能和較好的成膜效果。此外，粒徑的分布也是一個(gè)重要的因素，經(jīng)研磨后的固體農(nóng)藥粒子，其粒徑分布應(yīng)越窄越好。粒徑的加工質(zhì)量與加工設(shè)備及加工工藝條件密切相關(guān)，在研磨過(guò)程中，研磨介質(zhì)的粒徑、機(jī)械強(qiáng)度以及裝填系數(shù)、物料的流量、研磨次數(shù)以及研磨過(guò)程中物料溫度的變化等都會(huì)對(duì)制劑加工效率以及質(zhì)量指標(biāo)產(chǎn)生影響。

1.6 成膜劑對(duì)種衣劑的影響

成膜劑是懸浮種衣劑中最關(guān)鍵的元素，成膜的效果如何也是衡量種衣劑質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。好的成膜劑，即使在較低的溫度下也能牢固地附著在種子表面，不脫落、不粘連。常用的成膜劑有聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素鈉等，選擇時(shí)應(yīng)充分考慮其在配方中與其他助劑的協(xié)調(diào)性，最好的效果是能與配方中增稠劑有協(xié)同作用，提高制劑穩(wěn)定性，又能很好的成膜。

2 提高懸浮種衣劑加工水平

2.1 種衣劑的生產(chǎn)工藝

國(guó)內(nèi)外懸浮種衣劑的生產(chǎn)工藝均采用濕法粉碎，生產(chǎn)流程有間歇式和連續(xù)式兩種，采用哪一種方式，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)場(chǎng)地、原藥的性質(zhì)特點(diǎn)而定。本公司目前的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝，充分借鑒了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的生產(chǎn)工藝并結(jié)合自身的特點(diǎn)，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善而成，具有以下特點(diǎn)：

（1）根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，采用一段循環(huán)式和多段循環(huán)式工藝相結(jié)合，使生產(chǎn)操作更加方便、靈活。

（2）充分利用現(xiàn)有的場(chǎng)地，調(diào)整了設(shè)備布局，使之緊湊合理，占地面積比原來(lái)減少了1/3，縮短了流通的中間環(huán)節(jié)，便于維修和操作，使生產(chǎn)更加快捷。

（3）物料預(yù)混合釜中，采用循環(huán)式濕法粉碎機(jī)和均質(zhì)混合器相結(jié)合，高濃度漿料混合分散工藝，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約了能耗，并使進(jìn)入砂磨機(jī)前的物料達(dá)到一定的細(xì)度。

（4）生產(chǎn)廢水通過(guò)自然沉降和高分子吸附的方法循環(huán)再用，節(jié)約了能源，減少了污染。

（5）預(yù)混合釜和調(diào)制釜均安裝噴淋裝置，大大降低了粉塵污染。

2.2 種衣劑的加工設(shè)備

懸浮種衣劑加工設(shè)備的性能直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，原藥粉碎得愈細(xì)，比表面積愈大，愈有利于接觸靶標(biāo)，充分發(fā)揮藥效。微細(xì)化可以提高藥物在種子表面的附著度，從而提高生物活性，延長(zhǎng)持效期。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)考慮到產(chǎn)品的具體情況，過(guò)分的微細(xì)化可能導(dǎo)致原藥和制劑的不穩(wěn)定性。因此，在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定原藥粉碎的適宜細(xì)度，選擇相應(yīng)的粉碎設(shè)備和加工工藝，以節(jié)省能耗。

砂磨機(jī)是懸浮種衣劑加工的關(guān)鍵設(shè)備，是保證產(chǎn)品細(xì)度指標(biāo)的關(guān)鍵所在。砂磨機(jī)有臥式和立式兩種，立式砂磨機(jī)的缺點(diǎn)是因介質(zhì)的偏析造成研磨不均，現(xiàn)在農(nóng)藥加工生產(chǎn)基本上都使用臥式砂磨機(jī)，臥式砂磨機(jī)研磨物料細(xì)而均勻。砂磨機(jī)可以是多臺(tái)串聯(lián)或是單臺(tái)使用，影響粉碎細(xì)度的因素主要是研磨介質(zhì)的粒徑、裝填系數(shù)和砂磨機(jī)的線速度，一般砂磨機(jī)填充的研磨介質(zhì)的粒徑在1~2mm，裝填系數(shù)在75%~80%，砂磨機(jī)的線速度一般在4~20m/s。理想線速度應(yīng)在10~20m/s，線速度太低，即使增加研磨時(shí)間也不能達(dá)到較低的細(xì)度。線速度是砂磨機(jī)的不變參數(shù)，不同廠家不同型號(hào)的產(chǎn)品存在一定的差異，因此選擇設(shè)備一定要結(jié)合實(shí)際需要。

3 懸浮種衣劑產(chǎn)品質(zhì)量控制

3.1 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

懸浮種衣劑主要控制指標(biāo)：①有效成分；②細(xì)度；③粘度；④pH值；⑤冷熱儲(chǔ)穩(wěn)定性；⑥離心穩(wěn)定性；⑦包衣均勻度；⑧包衣脫落率。

公司經(jīng)過(guò)工藝改進(jìn)后，產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中離心穩(wěn)定性試驗(yàn)，在離心機(jī)（LXJ-64-01）中以3000m/s離心30min后，析水小于1%，包衣脫落率＜5%，包衣均勻度＞95%。

3.2 室內(nèi)產(chǎn)品安全性測(cè)定

產(chǎn)品的安全性主要表現(xiàn)在包衣后對(duì)種子芽率的影響。應(yīng)該說(shuō)，經(jīng)過(guò)國(guó)家登記認(rèn)證的產(chǎn)品都是安全可靠的。種子包衣后發(fā)芽率的測(cè)定可按照《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行，且最好采用砂培法。但是，這種在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)特定溫度下所做的試驗(yàn)必定有一定的局限性，實(shí)際生產(chǎn)中可能要遇到諸多的不利因素，如種子的活力、播種后低溫等情況。這就要求在做發(fā)芽率測(cè)定時(shí)，溫度盡可能的降低，特別是新開(kāi)發(fā)的種衣劑產(chǎn)品或者新品種種子。公司一直在做好產(chǎn)品的安全使用工作，經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)證明，如黑敗、棒豐、佳施等產(chǎn)品，在較長(zhǎng)時(shí)間低溫狀態(tài)下（7~10℃，10天）也能達(dá)到較高的發(fā)芽率。

3.3 用戶在使用種衣劑產(chǎn)品時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

3.3.1 種衣劑的專用性。種衣劑只適合在登記作物上使用。對(duì)于登記以外的作物，除非特殊情況需要，否則不能使用。因同一種藥劑對(duì)于不同作物的種子、防治不同的病害，用量差別很大，使用不當(dāng)極易引起藥害。所以，使用前應(yīng)充分了解作物的生理特點(diǎn)，并做好發(fā)芽率測(cè)試。

3.3.2 種衣劑二次包衣問(wèn)題。很多農(nóng)民在播種時(shí)擔(dān)心作物受病蟲(chóng)的侵襲，為突出防病、防蟲(chóng)效果，在已包衣的種子上再進(jìn)行包衣。如有特殊需要，二次包衣前應(yīng)對(duì)兩次包衣所用藥劑是否合理，是否有沖突有較清楚的了解，否則兩次包衣勢(shì)必加大用藥量，在遇到土壤墑情不好、氣溫低等情況時(shí)極易引起種子發(fā)芽率低、田間出苗不好的情況發(fā)生。

3.3.3 不要和肥料混用。在使用種衣劑時(shí)嚴(yán)禁和一些肥料混用，有些農(nóng)民在播種前為了省時(shí)或提高作物出苗效果，將一些液態(tài)肥、植物調(diào)節(jié)劑摻到種衣劑中包衣，實(shí)際上這樣做的結(jié)果往往適得其反，因?yàn)槊恳环N產(chǎn)品都有其自身的特點(diǎn)，且每一種制劑都有很多的輔助成分，幾種產(chǎn)品混合在一起使用很容易引起藥物間的沖突，再加上調(diào)配時(shí)計(jì)量不準(zhǔn)確，很容易引起藥效降低、種子受害、不發(fā)芽的情況。

3.3.4 嚴(yán)格控制藥種比。在使用種衣劑包衣時(shí)，不能隨意擴(kuò)大或縮小包衣的藥種比例。任何一個(gè)產(chǎn)品相對(duì)于它登記的作物，都是經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)得到的最佳用藥量。有的用戶為了提高防效或降低成本，隨意改變藥種比，這樣可導(dǎo)致用藥少，防效降低，或用藥量過(guò)大、種子受害等情況。

3.3.5 提高包衣的均勻度。種子包衣是否均勻可直接影響到種子發(fā)芽率的高低。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家使用的種子包衣機(jī)都比較簡(jiǎn)單，計(jì)量不是很準(zhǔn)確。往往是發(fā)現(xiàn)一定數(shù)量的種子包完衣后，看到藥劑和種子量不相符才重新調(diào)試機(jī)器，再加上人為操作上的失誤，包衣時(shí)藥量忽高忽低是常有的事。這樣對(duì)于同一批種子，有的藥量大有的藥量小，對(duì)種子的影響是很大的。采用手工包衣時(shí)，應(yīng)將瓶?jī)?nèi)的藥劑充分搖動(dòng)后再進(jìn)行包衣，并攪拌均勻。因?yàn)閼腋》N衣劑即使不分層，上下層藥劑的濃度也有一定的差別，這也是懸浮種衣劑的一個(gè)特點(diǎn)。

3.3.6 盡量縮短種子包衣后的儲(chǔ)存時(shí)間。包衣后的種子盡量不要儲(chǔ)存太長(zhǎng)的時(shí)間，一般儲(chǔ)存半年以內(nèi)，最好二三個(gè)月較為理想。包衣儲(chǔ)存一年以上發(fā)芽率降低的幅度較大，因?yàn)榘卤壤碌木鶆蚨?、?chǔ)存方式以及藥物對(duì)種子的影響，都有可能造成發(fā)芽率的降低。另外一些含有高毒農(nóng)藥的包衣種子，如儲(chǔ)存不當(dāng)或經(jīng)反復(fù)的周轉(zhuǎn)運(yùn)輸，勢(shì)必造成藥劑的揮發(fā)和藥膜的脫落，再處理很可能引起操作人員的中毒情況發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

懸浮種衣劑作為水基化制劑，具有安全、綠色、環(huán)保的特點(diǎn)，它增加了種子的科技含量，有效地促進(jìn)了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和農(nóng)民增收，是國(guó)家種子工程順利實(shí)施的基礎(chǔ)保障。隨著種衣劑研發(fā)的不斷深入，由最初幾種作物的應(yīng)用向著更多作物的應(yīng)用發(fā)展，發(fā)展空間廣闊。