De 23 a 24 de maio de 2019, a quarta conferência de tecnologia de processamento de preparação de pesticidas "Jinwang Cup" e conferência de troca de aplicação de equipamentos organizada pela Shandong Provincial Pesticide Industry Association foi realizada em Dezhou, Shandong. A conferência foi nomeada por Jiangsu Jinwang Intelligent Technology Co., Ltd. e especialmente coorganizada por Shandong Lvba Chemical Co., Ltd. Esta conferência visa treinar fabricantes de pesticidas para entender a produção, tecnologia, equipamentos, processo talentos complexos que entendem de gestão.
A P&D e a produção de preparações de pesticidas estão intimamente ligadas à orientação da política nacional. Sob o pano de fundo de crescimento zero do uso de pesticidas e aumento da pressão ambiental, é necessário adotar novos aditivos de segurança e proteção ambiental ou desenvolver novas formas de dosagem. A pesquisa e o desenvolvimento de preparações de pesticidas têm uma certa relação com a tendência atual de reforma do uso de pesticidas. Sob a tendência atual de circulação acelerada de terras, escassez de mão de obra e aumento dos custos de emprego, melhorar a eficiência do uso de pesticidas é uma das soluções eficazes.
A qualidade das formulações e preparações de pesticidas é o fator chave para determinar o efeito e o valor dos produtos pesticidas. Portanto, o desenvolvimento de produtos agrotóxicos precisa entender a estrutura, as propriedades físicas e químicas, o modo de ação, a toxicidade etc. do medicamento original. Ao mesmo tempo, a qualidade do medicamento original e o conteúdo principal da preparação afetam diretamente o desempenho da preparação. De um modo geral, para uma droga original específica, quanto maior o teor da preparação, mais difícil é controlar o desempenho; A qualidade da droga original é muito baixa, sua proporção na preparação é relativamente alta e a situação de impureza é complexa, por isso é difícil moer preparações de alta qualidade e alto teor. Ao falar sobre o princípio de triagem do sistema de agente auxiliar, o pesquisador Zhang Guosheng, do Shenyang Research Institute of Chemical Industry, apontou que, exceto por alguns pesticidas com alta volatilidade e alta solubilidade em água que podem ser usados diretamente, a grande maioria dos pesticidas técnicos drogas devem ser processadas em formas de dosagem correspondentes antes que possam ser usadas. Após a formulação é determinada, de acordo com a estrutura (distribuição de carga dos grupos ativos e grupos inativos), propriedades físicas e químicas, modo de ação e alvos de ação (composição química, densidade de distribuição, idade da folha, estado nutricional, condições ambientais, etc. dos componentes ativos, um grande número de estudos de formulação e experimentos de teste de desempenho foram conduzidos sobre os efeitos de diferentes sistemas de umectação e dispersão no desempenho e alvo da preparação, e combinados com os resultados da medição da atividade biológica, determine o sistema auxiliar e a dosagem adequada para diferentes formas de dosagem e, finalmente, obter a composição da fórmula da preparação. Além disso, após a determinação do agente auxiliar principal, o papel do agente auxiliar auxiliar não pode ser ignorado. Ao mesmo tempo, o teste de comparação de atividade biológica interna é realizada. Depois que a composição da fórmula é determinada, a amostra é amplificada, um d observação de longo prazo (mudança de tamanho de partícula, aparência, viscosidade, fixação na parede, aglomeração, etc.) também é necessária. A pesquisa do processo de produção também é necessária.
As amostras de preparação preparadas com as variedades de agentes umectantes e dispersantes apropriadas selecionadas não apenas apresentam um alto grau de dispersão dos ingredientes ativos dos pesticidas, mas também possuem uma grande quantidade de penetração nos organismos, o que se reflete especificamente em: por um lado, os ingredientes ativos podem ser dispersos de forma rápida, uniforme e estável no carreador, mantendo uma boa suspensão, dispersão, estabilidade de aparência e estabilidade de armazenamento térmico; Por outro lado, pode tornar relativamente forte a força adesiva e de espalhamento de seu medicamento líquido na superfície do corpo da planta, resistir à lavagem da chuva, aumentar a quantidade de retenção de pesticidas na superfície da planta, prolongar o tempo de retenção e melhorar a capacidade de penetração da epiderme da planta, promove a absorção dos agentes pelos organismos, para que possa desempenhar sua atividade biológica em grande medida, reduzir a dosagem de uso e reduzir a poluição ambiental. Embora o agente umectante e dispersante em si não tenha atividade biológica, é um aditivo indispensável na formulação. Ele pode não apenas melhorar as propriedades físicas e químicas da preparação, melhorar a eficácia, mas também expandir a gama de aplicação de medicamentos brutos de pesticidas e reduzir a poluição ambiental.
Finalmente, o pesquisador Zhang acredita que o sistema de preparação tem distribuição de tamanho de partícula estreita, boa estabilidade de armazenamento a longo prazo e a solução diluída tem boa umectação, espalhamento, dispersão, retenção e permeabilidade no alvo, o que pode ajudar melhor o componente ativo a desempenhar sua atividade biológica, reduz significativamente a dosagem e melhora sua compatibilidade com o meio ambiente.
Zhang Guosheng, pesquisador do Shenyang Research Institute of Chemical Industry
Com a melhoria dos requisitos das pessoas para a segurança ambiental dos pesticidas, os pesticidas à base de água tornaram-se uma importante direção de desenvolvimento. Nesse contexto, surgem microemulsões que substituem parcial ou totalmente os solventes orgânicos por água conforme os tempos exigem. O professor Chen Fuliang, do Instituto de Proteção de Plantas da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas, compartilhou os "problemas e soluções comuns de emulsão de água e formulação de microemulsão".
A emulsão aquosa é um tipo de sistema de dispersão com dinâmica e termodinâmica instáveis. Estratificação, sedimentação, floculação, austêmpera, coalescência e desemulsificação são problemas comuns na formulação de emulsões aquosas. A estratificação e a sedimentação são fenômenos em que as partículas da fase dispersa muitas vezes flutuam ou afundam durante o armazenamento, também conhecidas como emulsões, que pertencem à instabilidade dinâmica. A razão é a diferença de densidade entre duas fases (causada pela gravidade). A solução é resistir à gravidade: aumentar a viscosidade do meio, o espessante pode aumentar a viscosidade do sistema de emulsão de água, reduzir o coeficiente de difusão, reduzir a frequência de colisão das gotas e reduzir a velocidade de estratificação e sedimentação. No entanto, este espessante deve ser selecionado cuidadosamente através de testes para não apenas manter a emulsão de água livre de estratificação ou sedimentação, mas também para não tornar a viscosidade do sistema muito grande, o que afetará sua dispersividade de despejo e emulsificação; Aumente a quantidade de emulsificante, reduza o tamanho da partícula da gota, melhore o movimento browniano e reduza a estratificação e sedimentação da preparação; Adicionar regulador de densidade para combinar a densidade da fase de óleo e da fase de água é uma maneira eficaz de reduzir a estratificação e a sedimentação. No entanto, quando a diferença de densidade da fase oleosa é grande, é de pouca importância alterar a taxa de sedimentação reduzindo a diferença de densidade entre a fase dispersa e o meio de dispersão. Quando a diferença de densidade é pequena, adicionar regulador de densidade pode reduzir significativamente a taxa de sedimentação.
A floculação refere-se ao fenômeno em que as gotículas de líquido se juntam para formar agregados soltos, que podem ser restaurados em uma emulsão uniforme após vibração e agitação. Isso porque a força de interação de dispersão entre gotículas líquidas refere-se à atração gerada quando moléculas não * estão próximas umas das outras. Outra situação em que ocorre a floculação é que as partículas de gotículas de óleo dispersas são adsorvidas e ligadas em macromoléculas lineares, o que leva ao afundamento das partículas. A solução de floculação é antiagregante: adicionar surfactante aniônico, formar uma dupla camada elétrica ao redor das gotas, cobrir a superfície das gotas da fase oleosa com grupos carregados e gerar repulsão eletrostática para evitar a agregação das gotas; Adicione emulsificante de polímero para formar uma camada de adsorção espessa e firme no sistema, produzindo efeito de impedimento estérico. A condição para adsorção forte é que o polímero não seja dissolvido na fase contínua; O espessante é adicionado para reduzir a velocidade de difusão das partículas de gotículas de óleo, reduzir a frequência de colisão das gotículas e melhorar a floculação das gotículas dispersas.
Coalescência refere-se à destruição do filme limite ao redor das gotículas, e as gotículas coalescem em grandes gotículas, que pertencem à instabilidade termodinâmica; A desemulsificação é o desenvolvimento adicional da coalescência de gotículas, o que torna a emulsão se tornar uma separação bifásica óleo-água. A coagulação e a desemulsificação são processos irreversíveis devido à destruição da máscara facial interfacial. A solução de coalescência é fortalecer a máscara facial interfacial: adicione o coemulsificante e a ação lateral do surfactante e do coemulsificante adsorvido na interface aumentará a força e a elasticidade da máscara facial interfacial; Anion, emulsificante de polímero e surfactante misto são usados. O ânion expande a espessura da dupla camada elétrica e o polímero aumenta o impedimento estérico. O emulsificante misto pode fortalecer o efeito transversal da máscara facial de interface e aumentar a resistência mecânica da máscara facial de interface, melhorar a viscosidade da interface, aumentar a elasticidade da interface e fazer com que a máscara facial de interface tenha uma alta elasticidade de expansão; A adição de pó hidrofílico pode não apenas melhorar a resistência do filme, mas também melhorar as propriedades do filme.
A emulsão de água é um sistema de dispersão instável termodinâmico, que pode manter a estabilidade dinâmica por um longo tempo. No entanto, com o passar do tempo, o tamanho e a distribuição das gotas se moverão para gotas maiores. Este processo de consumir pequenas gotas para formar gotas maiores é chamado de amadurecimento austenítico. A solução de austêmpera é a distribuição uniforme do tamanho de partícula: aumente a quantidade de surfactante, reduza a tensão interfacial para tornar a distribuição do tamanho da gota de óleo mais uniforme, reduza a força motriz da austêmpera e diminua a austêmpera; A adição de solvente com menor solubilidade ajudará a reduzir a solubilidade da fase oleosa e diminuir a taxa de difusão da dissolução da molécula de óleo, que é a força motriz do amadurecimento da austenita; Use surfactantes de polímero para aumentar a espessura da camada de adsorção, reduzir a área de superfície de gotículas "expostas", aumentar o impedimento estérico e melhorar a estabilidade espacial, como polímeros de enxerto em bloco ou pente.
Como ajustar os produtos não qualificados? A floculação, estratificação e sedimentação podem ser adequadamente ajustadas e reprocessadas por meio das estratégias de coping acima; Para fenômenos instáveis como coalescência, desemulsificação e austêmpera, que são processos irreversíveis, o produto só pode ser descartado. A desemulsificação ocorre durante a produção depois de passar no pequeno teste. A solução é aumentar a dosagem do emulsificante; Substitua o equipamento de produção, use a máquina de emulsificação de homogeneização ou conecte o cisalhamento da tubulação com o cisalhamento vertical. A separação da água ocorre após a produção. A solução é adotar cisalhamento de tubulação e dispositivos de conexão de cisalhamento externo, ou adotar emulsificação homogênea para controlar o tamanho de partícula do sistema de dispersão de loção para uma faixa estreita; Se for causado por tempo de cisalhamento insuficiente, o tempo de cisalhamento pode ser adequadamente estendido e a taxa de cisalhamento pode ser aumentada. Se o pequeno teste for qualificado e a mancha de óleo ocorrer durante a produção, a combinação de cisalhamento de alta velocidade do tipo duto e cisalhamento de alta velocidade do tipo intermitente deve ser usada para resolver o problema.
O professor Chen também apresentou as características da emulsão de água de segunda geração: sem cisalhamento, a fluidez é comparável à microemulsão; O tamanho da partícula é menor que o da emulsão aquosa, que é mais próxima da microemulsão, também conhecida como emulsão submicron; A dosagem do emulsificante é maior que a da emulsão aquosa, e sua estabilidade é menor que a da microemulsão e maior que a da emulsão aquosa convencional. Salienta-se que a maioria dos pesticidas piretróides pode ser processada em emulsão aquosa de segunda geração.
O professor Chen resumiu a experiência de pesquisa e desenvolvimento da emulsão de água da seguinte forma: ① De acordo com o princípio básico da formação da emulsão, a energia mecânica e a tensão interfacial são os principais fatores que afetam a formação da loção, enquanto o tamanho grande ou a distribuição desigual das gotículas de óleo é uma das principais razões para a instabilidade da emulsão aquosa; ② Para drogas técnicas sólidas, o primeiro passo é selecionar os solventes apropriados. Geralmente, os solventes orgânicos com alta solubilidade são selecionados para alcançar a dissolução completa e economizar solventes; ③ Se o surfactante for selecionado corretamente, há uma ampla gama de seleção de coemulsificantes e qualidade da água; ④ Se o problema de estabilidade física não puder ser resolvido de forma eficaz, pode-se considerar a adição de agente de aderência na preparação.
Para a estabilidade de microemulsões em baixa temperatura e a estabilidade da loção, o professor Chen compartilhou as medidas para melhorar a estabilidade de microemulsões em baixa temperatura: aumentar a quantidade de solvente. Para os componentes eficazes que são difíceis de dissolver em solventes orgânicos gerais, existe um ponto de aumento de dissolução estável de solventes orgânicos; Ajuste o equilíbrio hidrofílico e lipofílico dos surfactantes. Alta temperatura precisa de hidrofílico, enquanto baixa temperatura precisa de lipofílico; Selecione o cosurfactante apropriado, e alguns ingredientes eficazes com propriedades físicas e químicas especiais têm certa seletividade para o cosurfactante. Então, como melhorar a estabilidade da loção de microemulsão? ① Usando solventes mistos, uma maneira eficaz de resolver a estabilidade da loção; ② Aumente a quantidade de surfactante para melhorar a estabilidade da máscara facial interfacial; ③ Reduzir o teor de ingredientes eficazes, o que equivale a mais emulsificantes envolvendo gotas de óleo, melhorando a resistência mecânica da máscara facial; A estabilidade da loção está intimamente relacionada com a distribuição do tamanho das partículas de grânulos de óleo de microemulsão, mas não com o tamanho da partícula.
O professor Chen resumiu a experiência de pesquisa e desenvolvimento de microemulsão da seguinte forma: ① É necessário preparar uma ampla faixa de temperatura transparente, principalmente dependendo da seleção de surfactantes e cosurfactantes; ② Estabilidade em alta temperatura requer surfactante altamente hidrofílico, enquanto estabilidade em baixa temperatura requer surfactante altamente lipofílico; ③ Para preparar microemulsões qualificadas, é necessário ajustar o equilíbrio hidrofílico lipofílico (HLB) do sistema; ④ O limite superior da temperatura transparente é a determinação do ponto de nuvem, e o limite inferior da temperatura transparente é a determinação da estabilidade de baixa temperatura. A estabilidade da loção é apenas para alguns ingredientes ativos com propriedades físicas e químicas especiais.