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油悬浮剂OD 稳定性的主要因素探讨--曹雄飞

油悬浮剂OD 稳定性的主要因素探讨报告人:曹雄飞 高级工程师2019.05.23 德州油悬剂OD的简介与特点油悬剂常见的不稳定状态油悬剂稳定性的主要因素生产常见问题及解决方案油悬剂OD的发展趋势油悬浮剂是一种在油类溶剂中不溶的固体农药活性成分分散在非水介质(油基)中,依靠表面活性剂形成高分散稳定的悬浮液体制剂。

以水稀释调配后使用的油悬浮剂为水分散性油悬剂(Oil dispersion),简写为OD 。

油悬浮剂OD的简介油悬剂OD的配方组成与功能:组分配比 100%作用原药 2.5~40%发挥药效作用的有效成分乳化剂10~20%兑水使用时将制剂乳化分散到水中分散剂2~10%使固体粒子长期稳定分散于油中;加工时降低体系粘度增稠剂0.5~5%调节体系粘度,减缓固体粒子沉降速率,保持体系稳定酸碱调节剂适量调节体系PH,原药在稳定的PH值范围内。

根据具体情况选择性加入稳定剂适量降低某些有效成分的贮存分解率消泡剂适量抑制泡沫,方便使用油基补足到100%分散介质,稀释有效成分油悬剂OD的流程示意图:油相助剂混合搅拌原药剪切分散砂磨粉碎检测调配增稠剂油悬剂OD的工艺设备流程:润湿分散研磨粉碎剪切分散釜砂磨机调配均匀分散搅拌釜油悬剂OD的剂型特点:1.油悬剂OD类似悬浮剂SC,但是分散介质由水变成了油基溶剂,需要更多的乳化剂;2.OD活性成分的微粒分布在油基溶剂中,形成稳定的悬浮体系比SC更难;3.在使用时类似水乳剂EW,兑水稀释后需形成稳定的乳液状态;4.稀释后形成的乳液体系比较复杂,类似悬乳剂SE的稀释液,有乳液和悬浮微粒同时并存;disperse emulsification油悬剂OD的药效特点:1.安全性:易与农作物相容,不易产生药害,使用安全,便于存储;2.增效性:植物油及其甲酯化的衍生物,本身就可以作为除草剂的增效剂使用;3.展着性:可增加药液对植物的铺展面积,不易被雨水冲淋,降雨后保持理想的药效;4.渗透性:亲脂性物质中完全不容的原药,很难透过作物表皮进入植株体内,制备成油悬剂,有效提高有效成分的渗透性和内吸性。

5.抗分解:能够有效降低部分对光敏感的农药活性成分的分解率,延长药效。

在水中不稳定容易分解的原药,制备成油悬剂后,原药的化学稳定性得到很好的解决;6.环保型:常用的溶剂如植物油、甲酯油、脂肪酸酯等,属于容易降解的绿色溶剂。

油悬剂OD常见的不稳定状态:随着经时储放,制剂开始出现析油现象,悬浮体系在重力的作用下变得不稳定,原药颗粒出现了沉底现象,严重的底部的沉底出现结块,不流动,难以搅拌分散的情况。

部分油悬浮剂在经时储放时,悬浮体系晶体出现了团聚、桥接、晶体长大的情况,最终在油基中析出可见的颗粒物。

油悬剂OD常见的不稳定状态:部分油悬浮剂在经时储放时,制剂的粘度会缓慢的增加,制剂变得越来越稠,直到用力也摇晃不开,静置后变成一种类似“果冻”胶状态。

油悬剂在储存时,不仅出现了分层现象;而且油基的颜色也出现了变化,经过分析主要原因是原药化学分解导致了整个体系的不稳定变色。

油悬剂OD常见的不稳定状态:油悬剂在储存一段时间后,制剂的乳化性能下降,稀释时不能的形成稳定的乳液,短时间内容易出现浮油或者油膏的情况。

油悬剂在储存一段时间后使用时,很多都是用的地下水或者机井水,前者水质硬度高,后者水温偏低,容易在水面形成油膏或者聚集的颗粒难以完全分散造成堵喷雾滤网、器头等现象。

沉淀聚集、絮凝上清液结底晶体长大分散增稠乳化影响油悬浮剂稳定性的主要因素::一、配方组分的主要影响因素二、工艺控制的主要影响因素一、配方组分的主要影响因素:1.原药的影响因素①溶解度:原药在分散介质中溶解度不能过大。

固体原药在油基中有溶解度时,油悬体系容易出现不稳定的状态;②熔点:需要高熔点原药,油悬剂研磨时摩擦阻力大,料浆升温现象较为明显。

③稳定性:原药在油基中需要具备良好的化学稳定性,针对原药在油基中易分解情况,加入适当的稳定剂。

④杂质:因为环保压力,原药的含量和质量出现了波动,原药出现不同的研磨效果。

不同晶体形态烟嘧原药一、配方组分的主要影响因素:2.分散介质的影响因素:①粘度:对于制剂的稳定性来说非常重要,因此选择粘度合适的油基作为分散介质,有利于油悬体系的稳定;② 环保:油悬体系中大量使用油基溶剂,必须选择环保绿色的溶剂作为分散介质;③溶解度:分散介质对于原药的溶解度要尽可能的小,能够有效降低奥式熟化带来的风险,一般选择所谓的“惰性溶剂”。

④稳定性:溶剂本身的化学稳定性好,不易分解变质;且不能与原药发生化学反应。

⑤杂质:油基的杂质越多(如:水份),对原药的化学稳定性有影响,对制剂的批次稳定性也有一定的影响。

一、配方组分的主要影响因素:2.分散介质的影响因素:油悬剂常用的分散介质:有植物油(如大豆油、菜籽油、棉籽油、蓖麻仁油、棕榈油、玉米油、葵花籽油等)及其衍生物(甲酯化植物油、环氧化植物油)、矿物油(石蜡系油、甲基萘高级脂肪烃油等) 、植物精油、松脂基植物油、直链烷烃、芳烃等及其混合溶剂,不要使用禁限用溶剂。

一、配方组分的主要影响因素:2.分散介质的影响因素:一般国外用大豆油和油酸甲酯做为分散介质较多,国内用混合脂肪酸和油酸甲酯做为分散介质的居多。

选择什么样的分散剂介质作为油基溶剂?甲酯化植物油:闪点高、毒性低、挥发性低,渗透力强。

质量相对稳定,与大豆油相比粘度较低,有利于制备更高含量的油悬制剂。

与石油碳氢溶剂比较,环保、可再生、易降解。

混合脂肪酸:成分复杂,质量层次不齐,谨慎选择使用。

由植物油、回收烹饪油脂、动物油脂等再生油脂转化的长链脂肪酸(生物柴油)。

因为其来源复杂,所以稳定性与一致性需要考核。

松脂基植物油:比大豆油、甲酯油的粘度低, 分散性好,可用来调节体系的粘度。

来源为植物,安全环保,比芳烃溶剂的药害轻,对活性成分的有增效作用。

需要注意的是松脂基植物油中含有萜烯、蒎烯类物质,对原药的溶解度相对较大,需要控制、利用好这一特性。

一、配方组分的主要影响因素:外观淡黄色透明油状液体酸值mgKOH/g≤1;皂化值mgKOH/g180-195;碘值gl/100g72-84;C1680C1815熔点-19.9℃。

沸点168-170℃(0.267kPa)相对密度0.8739(20/4℃)。

溶解性与乙醇和乙醚混溶2.分散介质的影响因素:油酸甲酯的质量控制指标常见的油酸甲酯供应商:淄博景和、苏州丰倍、悦达卡特(停产)、河北金谷、沧州大洋、福邦生物、宝洁油脂等;一、配方组分的主要影响因素:油酸甲酯质量对油悬剂稳定性的影响:1.酸值: 常用以表示其缓慢氧化后的酸败程度,酸值的大小反映了脂肪中游离酸含量的多少,对油悬产品的外观、气味、经时稳定性、乳化分散性都有影响;2.碘值:脂肪不饱和程度的一种度量,碘值大说明油脂中不饱和脂肪酸含量高。

对油悬产品的低温稳定性有影响,关系到低温情况下产品的流动性、乳化分散等性能;2.分散介质的影响因素:自发乳化乳化性能下降一、配方组分的主要影响因素:2.分散介质的影响因素:油酸甲酯质量对油悬剂稳定性的影响:3. 溶解性:部分极性原药在油酸甲酯中的有一定溶解度,如吡虫啉、吡蚜酮、氟虫腈、氯氟吡氧乙酸酯、螺螨酯,啶虫脒,精喹禾灵,氰氟草酯等。

4.一致性:市场上的油酸甲酯存在批次间的质量差异,对配方的稳定性有很大影响。

产品经时储存时,粘度变稠、分层等情况。

3.助剂的影响因素:常见的OD助剂3.助剂的影响因素:助剂在油悬剂中的作用顺序:润湿分散与乳化。

即原药分散形成稳定的油悬浮分散体系,在使用时入水自发乳化,形成稳定乳液体系。

所以OD中助剂主要作用顺序为:分散剂、乳化剂。

分散稳定性乳液稳定性3.助剂(乳化剂)的影响因素:OD稀释时是自发乳化,形成稳定的乳液,所需乳化剂较EW中乳化剂多,用量:10~15%。

稀释后形成稳定的乳液体系,不出现析油,浮膏,沉淀等情况。

相似相容原理,尽量选择碳链数相近的非离子与阴离子混合,尽量不含NPE。

常用的乳化剂有阴离子和非离子型表面活性剂,尤其是非/阴离子复配最为典型。

目前很多助剂公司都开发了油悬浮剂体系中油基的乳化剂产品,相对应的有大豆油乳化剂、油酸甲酯乳化剂等。

主要的品种组合:阴非离子组合、蓖麻油聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、油酸聚氧乙烯醚、山梨醇聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钙、壬基酚聚氧乙烯醚(禁限用)等。

3.油悬浮剂中乳化剂的影响因素:3.助剂(分散剂)的影响因素:原药粒子在油基中的分散主要是靠空间位阻产生熵斥力来实现的。

对于非极性的粒子,以克服粒子间的范德华力而稳定分散于油中。

分散机理的两种形式:电荷隔离作用、空间位阻作用,在油悬浮剂的体系中,选择第二种机理的分散能起到更好的效果。

电荷隔离空间位阻3.油悬浮剂中分散剂的影响因素:3.助剂(分散剂)的影响因素:在油悬浮剂研磨体系中,油酸甲酯与分散剂会互相竞争吸附在颗粒表面的机会。

吸附强度受到油酸甲酯的影响,油酸甲酯减弱了分散剂在颗粒表面的锚固作用。

常规的表面活性剂,尤其是离子型表面活性剂在油基环境中难以电离作用,形成电荷基团吸附在颗粒的表面;空间位阻型的分散剂结构特殊,需要充分溶解,才能有效的舒张溶剂化链在微粒表面形成稳定的吸附层,位阻稳定作用得到加强。

因此,分散剂须与分散介质很好的相似相容。

若相容性不好,则溶剂化分子链会折叠,难产生较好位阻效应,使稳定性减弱。

•传统的空间位阻表活(非离子)的亲油端都是非极性的,因此遇到带有极性原药活性成分时,很难形成有效的吸附,造成表活吸附脱落,引起的颗粒的聚集絮凝。

3.油悬浮剂中分散剂的影响因素:3.助剂(分散剂)的影响因素:OD以油基为分散介质,而传统的表面活性剂是建立在油水界面、电离电荷的基础之上。

分散剂的电荷稳定作用在电荷量低的油性介质中能效低,如何选择合适的分散剂?在与溶剂互溶的条件下,尽可能选择电荷密度大的、分子量适中的“梳型”或“星型”高分子表面活性剂;② 选择溶剂化链的结构类型与油基(植物油、甲酯化植物油)的相似相容性要好,便于位阻分子链的伸展;③其锚固基团尽量通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用以单点或者多点锚固的形式牢固吸附于活性成分颗粒表面。

主要品种:磷酸酯、聚羧酸盐、嵌段聚醚、梳型聚合物等。

3.油悬浮剂中分散剂的影响因素:锚固基团:(1)强极性表面 单点化学键结合 (2)弱极性表面 多点氢键结合(3)非极性表面 表面吸附分散剂在强极性表面的单点吸附梳型分散剂在弱极性表面的多点氢键吸附聚合物分散剂在非极性表面吸附①助磨作用,提高研磨效率;②有效的 “包裹”分散颗粒;③抑制晶体长大与重结晶;④ 有效降低体系的粘度;⑤保持产品贮存的稳定性能。

3.油悬浮剂中分散剂的影响因素:油悬分散剂能够有效提高生产时研磨效率:新型分散剂在油悬中的应用:以36%烟嘧莠去津OD为例,研磨后料浆粘度增大,加入“梳型”分散剂后,能够有效的降低研磨时料浆的粘度,提高研磨的效率。

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