农药悬浮剂的开发、特点、加工难点及解析（下）
原创 华乃震 中国农药工业协会 2019-06-28收录于话题#原创|数据分析、行业热点深度解析133个
接农药悬浮剂的开发、特点、加工难点及解析（上）6.2 易形成水簇团农药此类农药代表性品种为吡蚜酮，它在水中溶解度不是很大，仅0.29 g/L，乙醇中溶解度2.25 g/L。但吡蚜酮为杂环类农药，结构中有4个N原子和1个O原子（比吡虫啉还多），该农药特点是易与水形成氢键或水簇团，形成水合物。在原药研磨中可逆地吸收水分，砂磨时常表现为粘弹性或膏化，使产品发粘。从而表现出产品的倾倒性差，或者分散性不好，一般不易加工得到稳定的悬浮剂产品。当采用（含有较多水）吡蚜酮湿品（含量一般为70%左右），易于加工25%吡蚜酮SC，它与吡蚜酮原药有较大的理化性质差异，可以避免砂磨时产生粘弹性或膏化现象，能加工得到稳定的悬浮剂产品。如许中怀等用含水量15%～25%的吡蚜酮原药制得了合格的25%吡蚜酮SC。配方为：吡蚜酮含量25%（折百）、润湿分散剂丙烯酸和马来酸酐共聚物6%、消泡剂聚二甲基硅氧烷0.3% 、防腐剂异噻唑啉酮0.4% 、防冻剂丙二醇5% 、增稠剂黄原胶0.3%，水补足至100%。25%吡蚜酮SC性能测定均符合悬浮剂的各种指标要求。外观为白色易流动液体，悬浮率为98%（热贮后97%）。此外，在选择加工吡蚜酮SC时，从下面的例子可以清楚看到，选用分子量大的聚合高分子分散剂应该是首选。这类分散剂含有阴离子基团，易在水相中形成双电层，其分子中亲水性侧链深入水相中形成溶剂链，可以阻隔或减少原药分子与氢键结合，提供稳定粒子保护层，起到稳定的作用。例（1）由日本竹本油脂表面活性剂公司提供的250g/L吡蚜酮SC配方为：使用的是复配分散剂YUS-TXC 6.0%，YUS-D3021 6.0%。YUS-TXC是一种萘磺酸钠盐分散剂，而YUS-D3021是一种多支链的高HLB值（16-18）高分子聚合物。这两种分散剂的复配，用量也较大，足以提供稳定的粒子保护层，而不脱吸，制得流动性很好的产品。例（2）南京擎宇公司提供的表面活性剂SP-2728加工25%吡蚜酮SC。SP-2728是一种“梳型”类聚合表面活性剂，用作分散剂时：1）可以牢固地吸附在吡蚜酮粒子表面上，它具备了兼有离子型和非离子型的优点，而对于满足空间位阻稳定的条件比使用非离子型表面活性剂更好。因此该分散剂能提供有足够的吸附层保护，防止由于杂质、助剂、其他添加物所引起的交联或电荷被中和，以及不会发生脱吸现象从而导致破坏或变更稳定粒子的保护层，可以有效地改善25%吡蚜酮SC产品的长期贮存稳定性。2）这种梳型表面活性剂在水中溶解时，不会增加粘度，反而会起着降低粘度的作用。因此对于砂磨吡蚜酮的浆料不会变稠，能得到流动性和分散性好的产品。这点可以从测得25%吡蚜酮SC粘度数据：粘度232 mPa· s （25℃）和粘度232 mPa·s （热贮54℃，14d），得到证实。6.3 农药原药中少量未知杂质的影响6.3.1 吡虫啉结构中含有吡啶和咪唑啉两只极性基团，一般选用分子量较大的，并具有降粘作用的分散剂，可以制得稳定的悬浮剂产品。但是在研制600g/L吡虫啉悬浮剂时，曾发现换了另一家高含量的吡虫啉原药加工时，用同样的配方不能制得稳定的600g/L吡虫啉悬浮剂产品。当时判断可能是原药生产工艺有所不同，虽然原药含量不低于97%，但原药中所含有少量未知杂质不同，从而使原先所选分散剂吸附层电荷可能被中和，从而破坏或变更稳定粒子的保护层，得到不稳定的产品。后来经过研制，更换了合适有效分散剂体系，便能制得稳定的600g/L吡虫啉悬浮剂产品。近年来对吡虫啉的研究，发现吡虫啉存在2种晶型。因此上述更换吡虫啉原药后，是否存在着2种晶型之间互变情况（也未可知）？即有少量另一种晶型存在，导致原先应用的分散剂体系不适应，后来通过调整所用的分散剂体系，解决了这个问题。6.3.2 在研制25%吡唑醚菌酯SC中，为何非常强调吡唑醚菌酯原药的杂质含量呢？通常选用吡唑醚菌酯原药纯度为97%，如果原药纯度不够，则其中必然含有低熔点的晶型，加工中可能会形成“晶体态”、“液态”、“玻璃态”等混合形态，颗粒间的相互作用极为复杂，导致制剂稳定性变差。同时也干扰有效成分含量测定，最终影响制剂加工和使用。此外，杂质过多会导致农作物药害，增强原药毒性。因此，巴斯夫公司加工25%吡唑醚菌酯SC，所用吡唑醚菌酯原药纯度可达97.5%，水分含量较低，酸碱度也严格控制，可以制备成悬浮剂产品，保证了后期制剂的稳定性。6.4 农药中含有大量有机杂质在加工10%甲维盐SC时，由于甲维盐原药含量最高为72%，有机杂质含量达到28%。加工10%甲维盐SC时，在砂磨过程中，这些有机杂质会从原药中游离出来，形成游离态的杂质。这种杂质的熔点低于54℃，在砂磨过程中，极易膏化。此外，另一个原因是原药的溶解度随pH值变化，当pH值为5时，水中溶解度0.21g/L，一旦pH值变大，水中溶解度会增大，极易发生奥氏熟化现象，使粒径增大。选用分子量大的聚合分散剂可以帮助解决这个问题。目前，国内几乎没有农药企业能生产10%甲维盐SC，杰世化工（上海）有限公司成功研制10%甲维盐SC配方为：甲维盐（含量72%）10%（折百），YUS-CH7000（聚羧酸盐）3%，YUS-FS1（乳化型分散剂）2%，YUS-FS7PG 2.2%，YUS-A51G（润湿剂）1%，PICO-JK 1%，硅酸铝镁1.5%，水补至100%。该配方能耐54℃和65℃热贮，常温下几乎无分层，流动性好，是国内品质最好的配方。6.5 农药分子中含极性基团和憎水基团氟吗啉分子中的吗啉基团呈强碱性，溶于水、乙醇、乙醚，表明氟吗啉分子中含有一个很强的极性基团。同时氟吗啉分子中还含有氟元素，具有很强的憎水性。通常加工的氟吗啉剂型产品为油剂（10%、20%、35%），可湿粉剂（20%、50%和60%），50%水分散粒剂和35%氟吗啉烟剂等。倘若加工25%氟吗啉SC，由于这种性质，以及原药中含有油性杂质，这种油性杂质与原药结合部紧密，在研磨过程中易于从原药颗粒中分离，如果无助剂专门处理这些杂质，那么这些杂质将会膏化。此外，氟吗啉原药本身很易研磨，用玻璃珠研磨30分钟，颗粒即达到1.4μm左右，如果颗粒过小，膏化现象及热贮凝胶现象将会立即发生。如果助剂与氟吗啉原药颗粒的吸附能力不强，热贮时奥氏熟化现象很明显，就会有片状原药析出。因此，加工25%氟吗啉SC时，对助剂的选择，有较大的难度。杰世化工（上海）有限公司研发的25%氟吗啉SC配方为：原药（含量90%）28%（折百），YUS-TXC （萘磺酸钠盐）3%，YUS-FS1（乳化型分散剂）3%，YUS-FS7PG 1.5%，YUS-A51G（润湿剂）1%，乙二醇3%，黄原胶0.1%，硅酸镁铝 1% ，水补至100%。在颗粒粒径控制在2～3um时，热贮2周没有分层和结块，流动性好，悬浮率稳定。因此，若选好助剂，控制好颗粒直径，热贮2周，得到无分层和结块，流动性好，悬浮率稳定的产品是可以做到的。6.6 代森类原药产品热贮固化率高代森类原药产品代表性品种为代森锰鋅，它是一种广谱性杀菌剂，常用剂型为可湿性粉剂和水分散粒剂。这些产品在生产中能耗大，易污染环境，加工代森锰锌SC产品能够提高其环境相容性和有效成分利用率。加工430g/L代森锰鋅SC产品（美国陶氏益农）难度较大，主要表现在热稳定性方面不是太好。由于代森锰锌农药含有C-S和S-S键，尤其在低pH值和亲核试剂下，都会引起功能上的低稳定性。因此，加工代森锰锌SC剂型都有一个相对高的不稳定性，容易出现膏化和分解现象。且产品在正常干燥条件下贮存稳定，对光、热、潮湿下不稳定，易分解出二硫化碳。当遇碱性物质或铜、汞等物质均易分解，放出二硫化碳而减效。因此，代森锰鋅悬浮剂总体登记的产品比代森锰鋅可湿粉产品要少得多，这也是不难理解的。但是选择好适用有效的分散剂，还是可以加工得到稳定的代森锰鋅产品。如李红玉等研制25%代森锰鋅SC配方为：代森锰鋅25%（折百），AEO助剂5.0%，防冻剂4%，苯甲酸钠0.3%，氯化铵0.5%，硅酸镁铝1.0%，黄原胶溶液0.1%，水补至100%。砂磨直至90%粒径＜5μm，再加入黄原胶溶液。使用的AEO助剂为AEO-4 、AEO-7 、AEO-9 、AEO-15、 AEO-20。用AEO助剂研制的5个样品，热贮前后悬浮率都超过90%；AEO-7和AEO-20的样品悬浮率在94.5%～96%，属于假塑性流体n＜1。6.7 高含量农药加工SC高含量通常指加工45%～50%含量的悬浮剂。悬浮剂中加工的含量越高，体系中所加水量越少，因此在加工时，及产品存放过程中会产生各种问题。6.7.1 由于农药加工含量高，若表面活性剂选择不当，某些原药砂磨时明显地表现出现脹流体（流变）行为。所谓脹流体，可用以下公式表示：τ=kγn （n＞1），式中τ是剪切应力[Pa]，γ是剪切速度[S-1]，k是塑性粘度[mPas]。也就是说，在高剪切应力下，体系有很高的粘度，随着物料搅得越快，则料变得越粘稠，甚至会出现膏化情况，难于研磨，更无法得到所需的粒径。如在600g/L吡虫啉悬浮剂研制时，曾出现过物料越磨越粘情况。当选用合适和特定的分散剂时，则无此现象，且物料越磨越稀，不再出现上述情况。6.7.2 在高含量下，粒子布朗运动碰撞机会比中、低含量时多得多，并且在色散力和范德瓦尔吸引力的作用下，高含量悬浮剂则更容易形成链状或链团的网络状聚集体，从而发生（絮团状）聚凝或聚结。如在研制高含量的噻嗪酮和异菌脲悬浮剂时，若表面活性剂选择不合适，产品在贮存过程中粒径易增长，颗粒间聚集体会合并变大而聚结，这样会导致研制的悬浮剂产品造成分层、沉淀和结块现象。6.7.3 高含量悬浮剂含固量高，要达到一定的粒径（平均2～4μm）需要一定的砂磨时间和次数。砂磨中产生的泡沫多，且泡沫不易逸出，因此必须选用非常有效的消泡剂来消泡或抑泡。6.7.4 因含水量少，要配制均匀浆料难度较大。若配制浆料不匀，难于得到细小粒径和粒径分布大小不一（易于发生奥氏熟化现象），且也增加了砂磨时间和次数。一般在配制浆料时，原药的加料过程尽量采用少量、分批、多次加入，并经多次剪切混合均匀的浆料。高含量悬浮剂开发时，应选用能显著降低体系粘度的高效分散剂，如聚羧酸盐、特殊磺酸盐；选用特殊磷酸酯类助剂、特殊嵌段聚醚类助剂，可以能够帮助消除体系中电解质因素带来的影响，从而最大限度保持体系的稳定性。针对一些容易起泡的农药品种，尽量选用低泡助剂；若消泡不完全很容易导致配方的不稳定，这也是很多高含量悬浮剂研制时失败的一个重要原因。在研制55%噻虫嗪悬浮剂时，不但含量高，且因噻虫嗪水溶性大，要研制稳定的悬浮剂产品难度极大。若选择分散剂不当，研磨时体系粘度增加很快，从而会产生稠化（流动性差）、膏化，甚至无法砂磨情况；或者得到产品在贮存时，因奥氏熟化颗粒粒径易长大，形成分层、沉淀和结块现象。但通过选用合适和优良的分散剂，可以制得性能优良，符合悬浮剂检测标准，得到稳定的产品。如刘景坤等通过筛选14种润湿分散剂，用传统的流点法，使悬浮剂达到最低粘度，保持剂型产品的流动性，研制了高含量55%噻虫嗪悬浮剂。最终配方为：噻虫嗪55%、石蜡（助分散剂）5.56%、SC-34（木质素磺酸钠）3%、TX-8（聚羧酸盐类，上海星飞化工公司）1%、SK-24（磺酸盐类）1%、白炭黑1%、黄原胶0.5%、消泡剂1%、乙二醇3%、卡松1%、水补足至100%。通过冷贮和熱贮试验，检测各项性能指标均符合悬浮剂检测标准，见表9所示。表9 55%噻虫嗪悬浮剂的性能指标项目性能指标项目性能指标外观乳白色流动液体稀释稳定性合格粘度mPa·s400-460悬浮率%97.7pH值6.5-7.5熱贮稳定性合格粒径（D90）μm2.33冷贮稳定性合格分散性8级（在水中呈云雾状分散）
6.8 低含量农药加工SC只要符合加工悬浮剂上述3个基本条件，按悬浮剂通常加工方法，最低含量0.1%的Roflamycoin也可加工为抗生素悬浮剂，比生物农药1%申嗪霉素SC含量还低10倍。Roflamycoin是从玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63发酵液沉淀中分离、提取的一种具有广谱抗真菌活性的代谢产物，其分子式为C40H66O12，相对分子量为738，属于多烯大环内酯类抗生素。熔点161-163℃，易溶于甲醇、乙醇、冰乙酸、水饱和丁醇及二甲基甲酰胺，不溶于水、苯、氯仿和石油醚。刘亚南等采用流点法研制0.1%Roflamycoin SC，原药为5%Roflamycoin，由河北农业大学植保学院植物病害生物防治实验室提供。通过对润湿剂、分散剂等助剂筛选，确定的配方为：有效成分Roflamycoin（含量5%）0.1%（折百）、润湿剂DS 97（深圳朗钛生物科技公司）1%、分散剂亨斯迈2208＃1%和LT-767C（深圳朗钛生物科技公司）2%、增稠剂硅酸铝镁1%和黄原胶0.1%、防冻剂乙二醇5%，水补至100%。得到的悬浮剂产品外观为黄色易流动液体，粒径1.45μm，悬浮率97.2%，粘度326mPa/s，pH值6.8-7.0，分散性优级，热贮分解率1.12%，热冷贮稳定性合格。田间药效试验结果表明，该药剂的250、500、1000倍液防治黄瓜白粉病防效均达到80%以上，其中1000倍液防效达到88.09%。6.9 低熔点农药加工SC由于固体农药加工悬浮剂最主要的工艺是通过砂磨机研磨配制的浆料，以达到所需的颗粒粒径。在砂磨机研磨中会产生大量热量，使研磨料的温度升高，这些热量必须通过冷却水进行冷却，移走研磨料的热量，保持研磨料在农药熔点以下较低的温度下进行研磨，得到所需的颗粒粒径。倘若原药的熔点过低，则在研磨机中农药颗粒部分会融化，使物料稠化，难于研磨。此外也易造成熔融物料与固体物料产生杂凝聚，即使得到所需粒径的产品，在（常温和热贮）贮存期间，使产品粒径变大，产生分层和沉淀，最终得到不合格悬浮剂产品。为保证固体农药在砂磨机研磨中不被熔化，呈颗粒状，便于研磨成微细粒子。为此，通常要求加工的固体农药熔点应＞60℃作为悬浮剂加工基本条件之一，而把熔点60℃左右（如高效氯氰菊酯64～71℃，吡唑醚菌酯63.7～65.2℃等）或以下的（如二甲戊乐灵54～58℃，氟硅唑53～55℃，醚菊酯36～38℃等）农药归类于低熔点农药。在低熔点农药悬浮剂开发中，选用合适和高性能助剂很重要，如选用特殊的嵌段聚醚类助剂和特殊的磺酸盐类和羧酸盐类助剂，既作分散剂又可用作晶体抑制剂。在研磨工艺中需要控制好冷却水温度（有必要需用冷冻盐水冷却），控制好进料量大小，及控制好研磨时间，是可以加工得到稳定的悬浮剂产品的。6.9.1 二甲戊灵（Pendimethalin），属于苯胺类除草剂，纯品为桔黄色结晶固体，熔点54-58℃，溶解度（25℃），水中0.275mg/L，属于低熔点农药，加工成二甲戊灵悬浮剂难度并不大，但其关键问题是热贮54℃14d的稳定性标准难以通过。近年来巴斯夫公司也发表了二甲戊灵制备悬浮剂的专利（US 7,871,638B2），其400g/L二甲戊灵SC配方为：二甲戊灵400g/L，Soprofor FLK（三苯乙烯酚聚氧乙烯醚钾盐）125 g/L，Arkopal N 080 （壬基酚聚氧乙烯醚）50g/L，其他助剂（消泡剂、增稠剂、抗冻剂）21 g/L，水平衡至1 L。样品检测均符合悬浮剂标准，唯热贮稳定性45℃，12周；37℃，26周。由此可见，对于国内加工的二甲戊灵SC产品是难于通过热贮54℃，14d的国标的。但加工产品可以在商标上特别标明热贮温度为45℃，以告示用户。由于二甲戊灵易溶于甲醇、丙酮和二甲苯等有机溶剂，一般二甲戊灵农药常用加工剂型为乳油和悬浮微胶囊剂产品为多。6.9.2氟硅唑原药为淡棕色桔晶固体，熔点53～55℃，属于低熔点农药；水中溶解度45（pH7.8）、54（pH7.2）、900（pH1.1）（mg/ L，20℃），在许多有机溶剂中的溶解度＞2kg/ L。加工20%氟硅唑SC难点是原药在许多有机溶剂中溶解度大，易发生奥氏熟化。54℃熱贮时，原药固液相频繁转变，易发生杂絮凝现象。常温下有类似“破乳”的现象，使颗粒长大，导致产品聚结或沉淀。此外，在配方中发现不能使用常用的多元醇类（乙二醇、丙二醇、丙三醇）为防冻剂，原因是该原药易溶于多元醇类，无法研磨得到颗粒状悬浮剂；因此改用尿素作为防冻剂，可避免上述问题发生。通过选择合适和有效的表面活性剂，杰世化工（上海）有限公司研发的20%氟硅唑SC配方为：原药（含量94%）20%（折百），YUS-TXC（萘磺酸钠盐）1%，YUS-FS1（乳化型分散剂）3%，YUS-A51G（润湿剂）2.0%，尿素1%，黄原胶0.15%，硅酸镁铝 1.5%，PVA1788（10%水溶液）5%，水补至100%。得到的样品，经54℃热贮14d，无分层，无结块，流动好。6.9.3醚菊酯纯品为白色结晶体，熔点36～38℃，属于更低熔点农药。水中溶解度很低（1mg/L），甲醇中66 g/L、醋酸乙酯875g/L、乙醇150g/L、甲醇76.6g/L、二甲苯84.8g/L（25℃）。加工10%醚菊酯SC的难度相当大（一般都不加工为SC），原因是易发生砂磨粘珠现象，当温度在熔点附近波动时，原药颗粒固液相频繁转变，易发生杂絮凝现象。当环境温度长时间高于熔点时，有破乳现象。常温贮存时，有絮凝现象和原药颗粒长大情况。杰世化工（上海）有限公司成功地研发10%醚菊酯SC配方为：原药（含量94%）20%（折百），YUS-TXC（萘磺酸钠盐）1%，YUS-FS1（乳化型分散剂）3%，YUS-A51G（润湿剂）2.0%，黄原胶0.25%，乙二醇 5%，水补至100%。基本解决上述问题，当然采用更低温度的冷却水温度显然是必需的。6.9.4复配体系低熔点农药加工SC，如CLARIANT（克莱恩化工（中国）有限公司研制11.5%噻虫嗪+7.5%联苯菌酯悬浮剂。噻虫嗪熔点139.1℃（高熔点农药）与联苯菊酯熔点68～70.6℃，但两者复配原药熔点57～64℃（最低共融点温度），属于低熔点农药加工体系。该公司提供了2个配方：配方1）噻虫嗪11.5%（折百）、联苯菊酯7.5%（折百）、Emulsogen3510（嵌段聚醚）2%、分散剂1494液体（特殊磺酸盐类）3%、乙二醇5%、消泡剂0.4%、黄原胶（2%）15%，水补至100%。配方2）噻虫嗪（11.5%（折百）、联苯菊酯7.5%（折百）、磷酸酯助剂3%、润湿剂0.5%、乙二醇5%、消泡剂0.4%、黄原胶（2%）15%，水补至100%。试验结果表明配方1）的各项指标合格，配制过程和配制后产品低泡。配方2）研磨过程中膏化，无法研磨。6.10 晶体农药在农药加工中会遇到许多晶体农药，如吡虫啉、四螨嗪、噻嗪酮、异菌脲、达螨灵等农药都是结晶体。对于晶体农药加工悬浮剂时，倘若颗粒较大，必须预先进行粉碎到一定细度（粒径（43μm），方可进行砂磨。一般在生产过程中也较难粉碎，所以砂磨时间要较长一些，才能达到所要求的粒径，生产成本相对较高。对用玻璃珠作为砂磨机中研磨介质，对研磨时间较长的晶体农药，在生产中可使用锆珠代替玻璃珠研磨加工，可以缩短研磨时间，并可获得满意的粒径和粒度分布。若晶体原药的水溶性大或存在其他晶态形式，则加工产品更易发生奥氏熟化。常温放置贮存时晶体易长大，使粒径增长较快，如吡虫啉和噻嗪酮等显得尤为突出。因此，一般应选用合适有效的分散剂如分子量较大的聚合分散剂加工，加大润湿剂用量，研磨的粒子粒径分布要窄，不宜宽。对于易结晶长大的农药，可以用使用梳型或接枝共聚物作为结晶长大抑制剂，可得到稳定的悬浮剂产品。这方面研制例子很多，在此不再例举。6.11 多晶型原药溶解状态的化学物质在结晶时受到各种因素影响，分子内或分子间键合方式可能会发生改变，致使分子或原子在晶格空间排列不同，形成不同的晶体结构，称之为晶型。在固体农药中存在着“多晶型现象”，直接导致其理化性质（如溶解度、熔点、溶出速度、密度、硬度、晶体形状、光学性质等）不同。不同晶型的农药其生物活性差异是明显的。如嘧菌酯存在着晶型A、晶型B及无定型3种形式，且无定型形式为活性最优形态。吡唑醚菌酯则存在着无定型和4种不同互变晶型Ⅰ—Ⅳ的5种形态，其中晶型Ⅳ是热力学上最稳定的晶型，可以很好地用来加工稳定的悬浮剂。咪草烟也存在着晶型Ⅰ、晶型Ⅱ两种晶型形态；程春生等采用新的制备方法得到了咪草烟晶型Ⅱ，克服了原药晶型Ⅰ的不稳定颗粒小和不容易过滤的缺点。Aguilar等通过调节pH值可以控制甲基磺草酮热力学稳定的晶型1和动力学稳定的晶型2的不同形式。啶酰菌胺也存在2种晶型，禹凯等采用不同有机碱用量的使用条件获得了啶酰菌胺晶型Ⅰ和晶型Ⅱ。S-茚虫威存在两种晶型形式，晶型A和无定型，程敬丽等研究证实15%无定型悬浮剂对二化螟和小菜蛾的杀虫活性高于15%晶型A悬浮剂。对于多晶型原药加工悬浮剂产品，如果原药纯度不够，易出现多晶型现象，则其中必然含有低熔点晶型，导致加工悬浮剂产品不稳定性，极易出现产品分层、聚结、沉淀等问题。6.11.1 研究表明，吡唑醚菌酯存在有5种晶型：无定型、晶型Ⅰ（熔点为55～56℃）、晶型Ⅱ（熔点为57～58℃）、晶型Ⅲ（熔点为59～60℃）、晶型Ⅳ（熔点为65～67℃）。若加工25%吡唑醚菌酯SC，当选用具有低熔点的无定型物质原药是不易加工出合格的SC产品。如果选用原药中含有晶型Ⅰ和晶型Ⅱ有效成分多时，加工的产品离热贮温度54℃非常近，特别是当加工粒子被使用的分散剂包裹不牢，易于成为“液态”，原药固液相之间，易发生杂絮凝现象，粒径增大是必然的。而且多种晶态间的溶解度是不同的，由此也会引起产品晶体长大，导致产品不稳定。因此一般是选用高熔点单一晶型（晶型Ⅳ）原药（含量在97.5%以上）加工，选用合适和有效的助剂可制得了稳定性优良的吡唑醚菌酯悬浮剂产品。尤其是巴斯夫公司所用吡唑醚菌酯原药纯度可达97.5%，水分含量较低，酸碱度也严格控制，可以制备成悬浮剂产品，保证了后期制剂的稳定性。从巴斯夫公司原药溶液和其他厂家原药溶液对比结果，可以看到巴斯夫原药溶液明显清澈透明，而参与展示的其他产品颜色较深、不透明、比较浑浊。为何强调吡唑醚菌酯原药的杂质含量呢？如果原药纯度不够，则其中必然含有低熔点的晶型，加工中可能会形成“晶体态”、“液态”、“玻璃态”等混合形态，颗粒间的相互作用极为复杂，导致制剂稳定性变差。同时也干扰有效成分含量测定，最终影响制剂加工和使用。此外，杂质过多会导致农作物药害，增强原药毒性。6.11.2 吡唑草胺原药属于多晶型原药，且晶型之间易转换。吡唑草胺原药的熔点85℃，水中溶解度0.43 g/ L，乙醇中200 g/ L，符合加工悬浮剂。分子结构中含有极性基团（吡唑基），晶体是单斜晶体，但易转化为三斜晶体。加工500g/ L吡唑草胺SC，难度是由于奥氏熟化及溶解平衡，晶型易于发生转换。如助剂选择不当或用量不足，剂型产品本身易发粘，熱贮时易于凝胶化。杰世化工（上海）有限公司选择合适有效分散剂研制500g/ L吡唑草胺SC，其成功配方为：吡唑草胺（97%）47%（折百），YUS-TXC（萘磺酸钠盐）1.5%，YUS-FS1（乳化型分散剂）1.5%，尿素1%-2%，黄原胶0.1%，硅酸镁铝 1% ，水补至100%。得到配方产品：热贮和常温稳定，且流动性好；热贮后单斜晶体转为三斜晶体小于5%。6.11.3 易析出结晶原药，如氟喹唑原药为针状结晶，水中溶解度1m g/ L，乙醇中3 g/ L，二甲苯中10 g/ L，在DMS中200g/ L。加工167 g/L氟喹唑SC的难点为：通常所选用分散剂不当，或用量不足时，热贮样品中，极易出现针状结晶，常温贮存样品也有絮凝倾向，且悬浮率不是最好。杰世化工（上海）有限公司选择合适有效助剂研制167 g/ L氟喹唑SC，其配方为：氟喹唑（含量97%）17.5%（折百），YUS-TXC（萘磺酸钠盐） 0.5%，YUS-FS1（乳化型分散剂） 1.5%，YUS-WG4（木质素磺酸钠）2.0%，丙二醇5%，黄原胶0.5%，硅酸镁铝 1.5%，水补至100%。得到配方产品基本解决上述问题。6.11.4 使用稳定晶型的原药加工环磺酮（Tembotrione）在不同溶剂中结晶可得到不同的晶型原药。在沸腾丙酮中溶解环磺酮，缓慢冷却至室温得到的是稳定晶型1。在沸腾乙醇中溶解环磺酮，缓慢冷却至低温得到的是亚稳晶型2。在沸腾甲苯中溶解环磺酮，缓慢冷却至低温得到的是亚稳晶型3。要加工稳定的42 g/L环磺酮SC必须使用稳定晶型1来砂磨加工，而用亚稳晶型2或亚稳晶型3来制备环磺酮悬浮剂，该制剂会发生晶体生长，导致聚结和沉淀，使得悬浮制剂产品不可用。6.12 多元原药的复配不同机理之间的原药组合复配产品，不仅能够扩大了对病（虫、草、菌）害的防治谱及增加产量的一种手段，而且也可以降低或延缓农药品种产生抗性的风险。在大多数情况下多元原药复配的悬浮剂，可以按照常规加工悬浮剂方式进行，而使用的的常规分散剂是阴离子聚合物（如木质素磺酸盐、烷基萘磺酸盐、三苯乙烯基酚乙氧基磷酸盐、烷基磺酸盐等）或非离子聚合物（如EO/PO 共聚物、烷氧基三苯乙烯基酚）这些分散剂效果很好。在研制多元农药复配SC中，由于农药晶体中存在着其他不同的原子，它们的排列也不规则，分子间的吸引力也不一样，很容易受到外界影响。分子间的作用力更易受到破坏，体系的熔点就会降低（最低共融点）。这时，原来熔点较高的原药加工悬浮剂的复配体系，此时应该当作低熔点原药加工来对待。此外，当复配原药之间的理化性质有非常大不同时，分散剂的效果就不太好，也必须认真对待此问题，这时必须选用合适的聚合分散剂才能解决问题。这类分散剂，可以降低研磨系统的粘度及提高研磨效率。它们和其他分散剂有很好的相容性从而获得协同效应，提高了悬浮率，自分散性和延长产品的储存期。6.12.1 苯醚甲环唑的熔点为76℃，水中溶解度（20℃）3.3mg/L，易溶于有机溶剂，在25℃时其pH5、7和9的缓冲液中，水解半衰期分别为315.07、11.53和1.33d。表明苯醚甲环唑在酸性溶液中较为稳定，易于加工SC。甲基硫菌灵熔点很高为177～178 ºC，在水中几乎不溶，适合加工SC。在加工二元农药复配40%苯醚甲环唑·甲基硫菌灵（5%+35%）SC时其最低共融点温度测得为61.35 ºC。此时在加工该复配悬浮剂产品时，混合物原药在高温下，粒子形态会发生变化，由固态变成液态（熔融）。在研磨过程中，随着粒径的变小，粒子比表面积迅速增大，融化的几率增大，研磨料液易粘在研磨介质上。温度升高，研磨料易膏化或固化，热贮前后粘度变化大，粒径明显长大，易析出晶体。针对上述问题，张小军选用合适的复配分散剂，加入一定量的隔离剂，形成阻隔和封闭体系中粒子，有效抑制粒子长大现象。同时考虑到乙二醇对苯醚甲环唑有较大的溶解性，改用丙三醇代替作为防冻剂，制得了稳定的40%苯醚甲环唑·甲基硫菌灵SC产品。研制的成功配方为：苯醚甲环唑（含量97%）5%（折百）、甲基硫菌灵（含量97%）35%（折百）、磷酸酯盐类分散剂3%、乳化型分散剂（非离子型嵌段共聚物）3%、分散隔离剂3%、硅酸铝镁0.5%、消泡剂Sag1522# 0.5%、黄原胶0.15%、防腐剂卡松0.15%，去离子水补至100%。配方热贮14d后流动性均很好，冷热贮粒径变化均不大。6.12.2 加工敌草胺、吡草胺和苯嗪草酮三个不同特性原药的复配悬浮剂产品。敌草胺、吡草胺和苯嗪草酮有着不同的熔点分别为70℃、85℃、167℃和不同的水中溶解度分别为73mg/L、430mg/L、1700mg/L。且敌草胺、吡草胺和苯嗪草酮的亲油/亲水性（LogPow 值）也不同，分别为3.3、2.13、0.83，表明通常需要选用不同类型的分散剂。由于体系中熔点不一样，研磨时敌草胺很容易被熔化。此外，敌草胺颗粒较硬很难研磨，同时吡草胺和苯嗪草酮的颗相对比较软，容易研磨。若用常规分散剂（如：三苯乙烯基酚乙氧基磷酸盐）把它们放在一起研磨极易膏化，甚至无法研磨。一般通常做法是先单独研磨熔点低和颗粒硬的敌草胺，磨好后再把它加入到另外两个原药中继续研磨，这意味着加工需要双倍的生产时间和耗费更多的能源。当选用了新型聚合分散剂 Envi-Pol 871R时，这3个原药能放在一起研磨，使得研磨变得容易进行，并得到了理想的粒径和极低的粘度（15秒-4号福特杯）。由于苯嗪草酮有较大的水溶性，加入一种结晶抑制剂来防止产品在储存过程中可能的结晶产生。研制的44.3%敌草胺·吡草胺·苯嗪草酮SC配方为：敌草胺6.2 %（折百）、吡草胺18.7%（折百）、苯嗪草酮19.4%（折百）、分散剂Envi-Pol 871R 3.5%、结晶抑制剂Emulson AG/TRN141-05 3.0%、丙二醇4.5%、消泡剂0. 2%、黄原胶（3%）7.0%，水补至100%。根据国际粮农组织FAO对悬浮剂的规格标准对该配方样品相关参数（即时和热储后（54℃×14d）样品）进行了检测，并通过激光粒径仪的检测来观察研磨效率。结果表明：即时热储后（54℃×14d）样品的外观均为易流动的悬浮液，粘度4-号福特杯均为15秒，自发分散性均为94%，悬浮率均为95%。下图示出三元农药复配悬浮剂产品的粒径状况。
表明，即时和热储后粒径的增长很小，从而保证了该三元复配悬浮剂产品在整个储存期内的稳定性。7解决悬浮剂难题的策略除了要满足上述加工大部分悬浮剂产品的3个基本条件外，在研制悬浮剂配方设计中，还需要充分考虑到以下不同情况，以采取必要的对策。7.1了解原药分子结构的功能基团的情况，是否有极性基团存在，导致整个分子结构表现出较大的极性。分子结构中含有多个N原子或O原子易与水形成氢键或水簇团，形成水合化合物。或疏水性强的F原子，使分子表现出极强的亲油性等。7.2 关注原药中杂质的含量多少和与原药结合的牢固度。当杂质与原药紧密时，原药颗粒的表面特性会发生变化，在砂磨过程中，这些有机杂质会从原药中脱离，形成游离态的杂质，导致膏化（如甲维盐和氟吗啉悬浮剂的加工）。7.3 对于晶型农药，是否存在“多晶型现象”， 由于晶型不同直接导致原药的理化性质不同，一般需选用熔点高、晶型稳定和活性高的晶态农药加工。7.4 应注意到分散剂的类型、用量、原药特征官能团、原药晶型状态和大小、原药杂质含量和种类、杂质分布及排列都会影响到分散剂在农药颗粒表面的覆盖度、吸附层的厚度和牢度，及在水相中伸展程度（可有效降低奥氏熟化程度），应选择合适有效的分散剂，尤其是分子量大的聚合分散剂。7.5 选用合适的增稠剂，增稠剂具有增稠性，但这种功能不是所需的主要目标，而是通过增稠而达到辅助维持SC体系的稳定才是目标。7.6 使用防冻剂的功能是破坏SC体系中水分子间氢键，从而达到降低凝固点的作用。选择合适和有效的防冻剂目标是能降低原药的溶解度，能降低SC体系的粘度，能有效降低SC体系的有机性。对于选择常用多元醇防冻剂，若其对农药有溶解性，则不能选用，否则得不到稳定的产品。7.7 加工农药SC中，出现分层、结块、结晶、膏化、常温稠化、热贮固化或凝胶化、热贮后杂凝化、加工中细小泡沫太多，无法消泡等问题，一般都源自于分散剂、增稠剂、增稠剂、消泡剂、及助剂等选择不当，应该针对不同问题重新选择。8结语近年来，农药悬浮剂发展十分迅速，加工农药悬浮剂既避免使用任何溶剂，也无粉尘产生；有高的悬浮率、药效和相对低的成本，是一种综合性能俱佳的剂型。在悬浮剂开发和加工中，会遇到许多难题，这些问题能否解决，会影响产品的稳定性问题。能否成功解决物理稳定性问题一直是制约开发和生产悬浮剂产品的关键问题。在加工时只有充分了解原药分子结构、理化性能、晶型状态、原药杂质含量和种类等情况，针对问题选用合适和高质量的分散剂及增稠剂等添加物，同时控制悬浮粒子出现的沉降、聚凝或聚结和晶体长大问题，才能制得性能优良和稳定的悬浮剂。