Van 23 tot 24 mei 2019 werd in Dezhou, Shandong, de vierde "Jinwang Cup" conferentie voor de verwerking van pesticidenvoorbereiding en apparatuurtoepassing gehouden, georganiseerd door de Shandong Provincial Pesticide Industry Association. De conferentie werd genoemd door Jiangsu Jinwang Intelligent Technology Co., Ltd. en speciaal mede georganiseerd door Shandong Lvba Chemical Co., Ltd. Deze conferentie is bedoeld om fabrikanten van pesticiden op te leiden om productie, technologie, apparatuur en proces te begrijpen. Complexe talenten die management begrijpen.
De R&D en productie van bestrijdingsmiddelenpreparaten zijn nauw verbonden met de nationale beleidsrichtlijnen. Tegen de achtergrond van nulgroei van het gebruik van pesticiden en toenemende milieudruk, is het noodzakelijk om nieuwe veiligheids- en milieubeschermingsadditieven toe te passen of nieuwe doseringsvormen te ontwikkelen. Het onderzoek naar en de ontwikkeling van pesticidepreparaten heeft een zekere relatie met de huidige trend van hervorming van het gebruik van pesticiden. Onder de huidige trend van versnelde landcirculatie, tekort aan arbeidskrachten en hogere arbeidskosten, is het verbeteren van de efficiëntie van het gebruik van pesticiden een van de effectieve oplossingen.
De kwaliteit van formuleringen en preparaten van pesticiden is de belangrijkste factor om het effect en de waarde van pesticideproducten te bepalen. Daarom moet de ontwikkeling van pesticideproducten de structuur, fysische en chemische eigenschappen, werkingsmechanisme, toxiciteit, enz. Van het oorspronkelijke medicijn begrijpen. Tegelijkertijd hebben de kwaliteit van het originele medicijn en de hoofdinhoud van het preparaat direct invloed op de prestaties van het preparaat. Over het algemeen geldt dat voor een specifiek origineel medicijn, hoe hoger de inhoud van het preparaat, hoe moeilijker het is om de prestaties te beheersen; De kwaliteit van het oorspronkelijke medicijn is te laag, het aandeel ervan in het preparaat is relatief hoog en de onzuiverheidssituatie is complex, dus het is moeilijk om hoogwaardige preparaten met een hoog gehalte te malen. Toen hij het had over het screeningsprincipe van het hulpagentsysteem, wees onderzoeker Zhang Guosheng van het Shenyang Research Institute of Chemical Industry erop dat, met uitzondering van enkele pesticiden met een hoge vluchtigheid en hoge oplosbaarheid in water die direct kunnen worden gebruikt, de overgrote meerderheid van de technische pesticiden medicijnen moeten worden verwerkt tot overeenkomstige doseringsvormen voordat ze kunnen worden gebruikt. Nadat de formulering is bepaald, volgens de structuur (ladingsverdeling van actieve groepen en inactieve groepen), fysische en chemische eigenschappen, werkingsmechanisme en actiedoelen (chemische samenstelling, distributiedichtheid, bladleeftijd, voedingstoestand, omgevingsomstandigheden, enz. van de actieve componenten, een groot aantal formuleringsstudies en prestatietestexperimenten werden uitgevoerd op de effecten van verschillende bevochtigings- en dispersiesystemen op de bereidingsprestaties en het doel, en gecombineerd met de resultaten van biologische activiteitsmeting, Bepaal het hulpsysteem en de geschikte dosering voor verschillende doseringsvormen, en uiteindelijk de formulesamenstelling van het preparaat verkrijgen.Bovendien kan na de bepaling van de belangrijkste hulpstof de rol van de hulphulpstof niet worden genegeerd.Tegelijkertijd is de vergelijkingstest voor biologische activiteit binnenshuis uitgevoerd.Nadat de samenstelling van de formule is bepaald, wordt het monster geamplificeerd, een d observatie op lange termijn (verandering van de deeltjesgrootte, uiterlijk, viscositeit, wandhangen, agglomeratie, enz.) is ook vereist. Ook onderzoek naar het productieproces is vereist.
De voorbereidingsmonsters die zijn bereid met de geselecteerde geschikte bevochtigings- en dispergeermiddelvariëteiten hebben niet alleen een hoge mate van dispersie van de actieve ingrediënten van pesticiden, maar hebben ook een hoge mate van penetratie in organismen, wat specifiek tot uiting komt in: enerzijds de actieve ingrediënten kunnen snel, gelijkmatig en stabiel in de drager worden gedispergeerd, waarbij een goede suspensie, dispersie, uiterlijkstabiliteit en thermische opslagstabiliteit behouden blijven; Aan de andere kant kan het de verspreiding en kleefkracht van zijn vloeibare medicijn op het oppervlak van het plantenlichaam relatief sterk maken, regenwas weerstaan, de retentiehoeveelheid pesticiden op het oppervlak van de plant verhogen, de retentietijd verlengen en verbeteren het penetratievermogen van de plantenepidermis, bevordert de opname van de middelen door organismen, zodat het zijn biologische activiteit grotendeels kan spelen, de gebruiksdosering kan verminderen en de milieuvervuiling kan verminderen. Hoewel het bevochtigings- en dispergeermiddel zelf geen biologische activiteit heeft, is het een onmisbaar additief in de formulering. Het kan niet alleen de fysische en chemische eigenschappen van het preparaat verbeteren, de werkzaamheid verbeteren, maar ook het toepassingsbereik van onbewerkte pesticiden uitbreiden en milieuvervuiling verminderen.
Ten slotte gelooft onderzoeker Zhang dat het voorbereidingssysteem een smalle deeltjesgrootteverdeling heeft, een goede stabiliteit bij opslag op lange termijn en dat de verdunde oplossing een goede bevochtiging, verspreiding, dispersie, retentie en doorlaatbaarheid op het doelwit heeft, wat de actieve component beter kan helpen om te spelen zijn biologische activiteit, vermindert de dosering aanzienlijk en verbetert de compatibiliteit met het milieu.
Zhang Guosheng, onderzoeker van het Shenyang Research Institute of Chemical Industry
Met de verbetering van de eisen van mensen voor de milieuveiligheid van pesticiden, zijn pesticiden op waterbasis een belangrijke ontwikkelingsrichting geworden. In deze context ontstaan micro-emulsies die organische oplosmiddelen gedeeltelijk of volledig vervangen door water, naarmate de tijd dit vereist. Professor Chen Fuliang van het Institute of Plant Protection, Chinese Academy of Agricultural Sciences deelde de "gemeenschappelijke problemen en oplossingen van wateremulsie en micro-emulsieformulering".
Wateremulsie is een soort verspreidingssysteem met onstabiele dynamiek en thermodynamica. Stratificatie, sedimentatie, flocculatie, austempering, coalescentie en demulgering zijn veelvoorkomende problemen bij het formuleren van wateremulsies. Stratificatie en sedimentatie zijn verschijnselen waarbij fasedeeltjes tijdens opslag vaak drijven of zinken, ook wel emulsie genoemd, die behoren tot dynamische instabiliteit. De reden is het dichtheidsverschil tussen twee fasen (veroorzaakt door de zwaartekracht). De oplossing is om de zwaartekracht te weerstaan: verhoog de viscositeit van het medium, het verdikkingsmiddel kan de viscositeit van het wateremulsiesysteem verhogen, de diffusiecoëfficiënt verlagen, de botsingsfrequentie van de druppels verminderen en de snelheid van stratificatie en sedimentatie verminderen. Dit verdikkingsmiddel moet echter zorgvuldig worden geselecteerd door middel van tests om niet alleen de wateremulsie vrij te houden van gelaagdheid of sedimentatie, maar ook om de systeemviscositeit niet te groot te maken, wat de dumping- en emulgeringsverspreiding zal beïnvloeden; Verhoog de hoeveelheid emulgator, verklein de deeltjesgrootte van de druppel, verbeter de Brownse beweging en verminder de gelaagdheid en sedimentatie van het preparaat; Het toevoegen van een dichtheidsregelaar die overeenkomt met de dichtheid van de oliefase en de waterfase is een effectieve manier om stratificatie en sedimentatie te verminderen. Wanneer het dichtheidsverschil van de oliefase echter groot is, is het van weinig belang om de bezinkingssnelheid te veranderen door het dichtheidsverschil tussen de gedispergeerde fase en het dispersiemedium te verminderen. Wanneer het dichtheidsverschil klein is, kan het toevoegen van een dichtheidsregelaar de bezinkingssnelheid aanzienlijk verminderen.
Flocculatie verwijst naar het fenomeen dat vloeibare druppeltjes zich verzamelen om losse aggregaten te vormen, die na trillingen en schudden kunnen worden hersteld tot een uniforme emulsie. Dit komt omdat de dispersie-interactiekracht tussen vloeistofdruppeltjes verwijst naar de aantrekkingskracht die wordt gegenereerd wanneer niet-moleculen dicht bij elkaar zijn. Een andere situatie waarin flocculatie optreedt, is dat gedispergeerde oliedruppeldeeltjes worden geadsorbeerd en overbrugd op lineaire macromoleculen, wat leidt tot het zinken van deeltjes. De uitvlokkingsoplossing is antiaggregatie: voeg anionische oppervlakteactieve stof toe, vorm een dubbele elektrische laag rond de druppeltjes, bedek het oppervlak van de oliefasedruppeltjes met geladen groepen en genereer elektrostatische afstoting om te voorkomen dat de druppeltjes aggregeren; Voeg een polymeeremulgator toe om een dikke en stevige adsorptielaag in het systeem te vormen, waardoor een sterisch hinderingseffect ontstaat. Voorwaarde voor sterke adsorptie is dat het polymeer niet in de continue fase oplost; Het verdikkingsmiddel wordt toegevoegd om de diffusiesnelheid van oliedruppeldeeltjes te verminderen, de botsingsfrequentie van druppeltjes te verminderen en de uitvlokking van verspreide druppeltjes te verbeteren.
Coalescentie verwijst naar de vernietiging van de grenslaag rond de druppeltjes, en de druppeltjes smelten samen tot grote druppeltjes, wat behoort tot thermodynamische instabiliteit; Demulgering is de verdere ontwikkeling van samensmelting van druppeltjes, waardoor emulsie olie-water tweefasenscheiding wordt. Coagulatie en demulgering zijn onomkeerbare processen als gevolg van de vernietiging van het grensvlak-gezichtsmasker. De oplossing voor samenvloeiing is het versterken van het grensvlak-gezichtsmasker: voeg co-emulgator toe en de laterale werking van oppervlakteactieve stof en co-emulgator geadsorbeerd op de interface zal de sterkte en elasticiteit van het grensvlak-gezichtsmasker verbeteren; Anion, polymeeremulgator en gemengde oppervlakteactieve stof worden gebruikt. Anion vergroot de dikte van de elektrische dubbellaag en polymeer verhoogt de sterische hindering. Gemengde emulgator kan het transversale effect van het interface-gezichtsmasker versterken en de mechanische sterkte van het interface-gezichtsmasker verbeteren, de interface-viscositeit verbeteren, de interface-elasticiteit vergroten en ervoor zorgen dat het interface-gezichtsmasker een hoge expansie-elasticiteit heeft; De toevoeging van hydrofiel poeder kan niet alleen de filmsterkte verbeteren, maar ook de filmeigenschappen verbeteren.
Wateremulsie is een thermodynamisch onstabiel dispersiesysteem, dat lange tijd dynamische stabiliteit kan behouden. Naarmate de tijd verstrijkt, zullen de grootte en verdeling van druppeltjes echter in de richting van grotere druppels gaan. Dit proces van het consumeren van kleine druppels om grotere druppels te vormen, wordt austenitische rijping genoemd. De austempering-oplossing is een uniforme deeltjesgrootteverdeling: verhoog de hoeveelheid oppervlakteactieve stof, verminder de grensvlakspanning om de verdeling van de oliedruppelgrootte gelijkmatiger te maken, verminder de drijvende kracht van austempering en vertraag de austempering; De toevoeging van een oplosmiddel met een lagere oplosbaarheid zal helpen om de oplosbaarheid van de oliefase te verminderen en de diffusiesnelheid van het oplossen van oliemoleculen te vertragen, wat de drijvende kracht is achter het rijpen van austeniet; Gebruik polymere oppervlakteactieve stoffen om de dikte van de adsorptielaag te vergroten, het oppervlak van "blootgestelde" druppels te verkleinen, de sterische hindering te vergroten en de ruimtelijke stabiliteit te verbeteren, zoals blok- of kamentpolymeren.
Hoe de niet-gekwalificeerde producten aan te passen? Flocculatie, stratificatie en sedimentatie kunnen goed worden aangepast en herverwerkt door middel van de bovenstaande coping-strategieën; Voor onstabiele verschijnselen zoals coalescentie, demulgering en austempering, die onomkeerbare processen zijn, kan het product alleen worden geschrapt. Demulgering vindt plaats tijdens de productie na het doorstaan van de kleine test. De oplossing is om de dosering emulgator te verhogen; Vervang de productieapparatuur, gebruik de homogeniserende emulgeringsmachine of verbind de pijplijnschaar met de verticale schaar. Waterafscheiding vindt plaats na productie. De oplossing is om pijplijnafschuiving en externe afschuifverbindingsinrichtingen toe te passen, of homogene emulgering toe te passen om de deeltjesgrootte van het lotionverspreidingssysteem tot een smal bereik te regelen; Als het wordt veroorzaakt door onvoldoende afschuiftijd, kan de afschuiftijd op passende wijze worden verlengd en kan de afschuifsnelheid worden verhoogd. Als de kleine test gekwalificeerd is en er olievlek optreedt tijdens de productie, moet de combinatie van hogesnelheidsscheerbeurt van het pijpleidingtype en intermitterende hogesnelheidsscheerbeurt worden gebruikt om het probleem op te lossen.
Professor Chen introduceerde ook de kenmerken van de tweede generatie wateremulsie: geen afschuiving, de vloeibaarheid is vergelijkbaar met micro-emulsie; De deeltjesgrootte is kleiner dan die van wateremulsie, die dichter bij micro-emulsie ligt, ook wel submicron-emulsie genoemd; De dosering van emulgator is hoger dan die van wateremulsie en de stabiliteit ervan is lager dan die van micro-emulsie en hoger dan die van conventionele wateremulsie. Er wordt op gewezen dat de meeste pyrethroïde pesticiden kunnen worden verwerkt tot wateremulsie van de tweede generatie.
Professor Chen vatte de onderzoeks- en ontwikkelingservaring van wateremulsie als volgt samen: ① Volgens het basisprincipe van emulsievorming zijn mechanische energie en grensvlakspanning de belangrijkste factoren die de vorming van lotion beïnvloeden, terwijl de grote omvang of ongelijke verdeling van oliedruppeltjes is een van de belangrijkste redenen voor de instabiliteit van wateremulsie; ② Voor vaste technische medicijnen is de eerste stap het selecteren van geschikte oplosmiddelen. Over het algemeen worden organische oplosmiddelen met een hoge oplosbaarheid gekozen om volledige oplossing te bereiken en oplosmiddelen te besparen; ③ Als de oppervlakteactieve stof correct is geselecteerd, is er een breed scala aan co-emulgatoren en waterkwaliteit; ④ Als het probleem van de fysieke stabiliteit niet effectief kan worden opgelost, kan worden overwogen om tackifier toe te voegen aan de bereiding.
Voor de stabiliteit bij lage temperatuur van micro-emulsies en de stabiliteit van lotion deelde professor Chen de maatregelen om de stabiliteit bij lage temperatuur van micro-emulsies te verbeteren: verhoog de hoeveelheid oplosmiddel. Voor de effectieve componenten die moeilijk op te lossen zijn in algemene organische oplosmiddelen, is er een stabiel oplospunt van organische oplosmiddelen; Pas de hydrofiele en lipofiele balans van oppervlakteactieve stoffen aan. Hoge temperatuur heeft hydrofiel nodig, terwijl lage temperatuur lipofiel nodig heeft; Selecteer de juiste cosurfactant en sommige effectieve ingrediënten met speciale fysische en chemische eigenschappen hebben een bepaalde selectiviteit voor cosurfactant. Dus hoe de stabiliteit van micro-emulsielotion te verbeteren? ① Gebruik van gemengde oplosmiddelen, een effectieve manier om de stabiliteit van lotion op te lossen; ② Verhoog de hoeveelheid oppervlakteactieve stof om de stabiliteit van het grensvlak gezichtsmasker te verbeteren; ③ Verminder het gehalte aan effectieve ingrediënten, wat overeenkomt met meer emulgatoren die oliedruppels omwikkelen, waardoor de mechanische sterkte van het gezichtsmasker wordt verbeterd; De stabiliteit van lotion hangt nauw samen met de deeltjesgrootteverdeling van micro-emulsieolieparels, maar niet met de deeltjesgrootte.
Professor Chen vatte de onderzoeks- en ontwikkelingservaring van micro-emulsie als volgt samen: ① Het is vereist om een breed transparant temperatuurbereik voor te bereiden, voornamelijk afhankelijk van de selectie van oppervlakteactieve stoffen en cosurfactanten; ② Stabiliteit bij hoge temperatuur vereist een zeer hydrofiele oppervlakteactieve stof, terwijl stabiliteit bij lage temperatuur een zeer lipofiele oppervlakteactieve stof vereist; ③ Om gekwalificeerde micro-emulsies te bereiden, is het noodzakelijk om de hydrofiele lipofiele balans (HLB) van het systeem aan te passen; ④ De bovengrens van de transparante temperatuur is de bepaling van het troebelingspunt en de ondergrens van de transparante temperatuur is de bepaling van de stabiliteit bij lage temperaturen. De stabiliteit van lotion is slechts voor een paar actieve ingrediënten met speciale fysische en chemische eigenschappen.