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冷陽:農(nóng)藥制劑的發(fā)展需要農(nóng)用表面活性劑的不斷創(chuàng)新
冷陽
上海農(nóng)藥研究所教授級高工、農(nóng)藥制劑專家，長期從事精細化工、農(nóng)藥、劑型及助劑研發(fā)。曾擔任聯(lián)合國南通農(nóng)藥劑型開發(fā)中心主任，先后主持完成的研究開發(fā)項目達100多個，并有60多項在企業(yè)投產(chǎn)。
農(nóng)用表面活性劑的誕生和發(fā)展與農(nóng)藥制劑緊密相聯(lián)。制劑的發(fā)展推動了農(nóng)用表面活性劑的創(chuàng)新，而農(nóng)用表面活性劑的創(chuàng)新又為農(nóng)藥制劑的進一步發(fā)展提供了條件。
20世紀40年代末到70年代初，是傳統(tǒng)農(nóng)藥制劑期，當時世界農(nóng)藥工業(yè)處于發(fā)展初期。這一時期的主要農(nóng)藥產(chǎn)品有：有機磷、有機氯、氨基甲酸酯和早期的擬除蟲菊酯類農(nóng)藥等。劑型主要是乳油、水劑和粉劑、可濕性粉劑。加工的劑型往往按原藥物化性質(zhì)來選定，主要為熔點、水中的溶解性能和穩(wěn)定性等。高熔點的藥物制成粉體制劑，溶于水且水中穩(wěn)定的制成水劑，其余則制成乳油。
農(nóng)用表面活性劑工業(yè)正是為滿足這一要求設(shè)立和發(fā)展的。農(nóng)用乳化劑在這一時期發(fā)展很快，研發(fā)投產(chǎn)了多個系列的產(chǎn)品群。主要有：
（l）以各種結(jié)構(gòu)的烷基芳烴基為親油基團，以不同聚合度的聚氧乙烯醚為親水基團所構(gòu)成的多個系列的農(nóng)用非離子表面活性劑。親油基團有烷基苯基、烷基酚基和三苯乙烯酚基等。
（2）通過對個別烷基苯親油基團的磺化進而開發(fā)了陰離子型的農(nóng)用乳化劑、潤濕劑，其中最具歷史意義的是十二烷基苯磺酸鈣系列陰離子乳化劑。
（3）將脂肪醇、脂肪酸和個別植物油的聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑引入農(nóng)藥制劑中，并進一步開發(fā)，其中最突出的是蓖麻油聚氧乙烯醚（EL系列乳化劑）。
（4）引入了萘磺酸鹽、木質(zhì)素磺酸鹽類陰離子表面活性劑作為農(nóng)藥固態(tài)制劑配套，加工成分散劑和潤濕劑等，并進而開發(fā)多個系列品種。
20世紀80年代到本世紀初，農(nóng)藥工業(yè)獲得高速發(fā)展并隨著社會進步使原有的農(nóng)藥制劑技術(shù)的弊端逐漸凸顯：乳油的大規(guī)模使用導致了有機溶劑的嚴重二次污染和資源的浪費；粉體制劑產(chǎn)量的增大加重了生產(chǎn)環(huán)境的污染，某些高效除草劑的乳油或粉劑施藥后漂移嚴重產(chǎn)生二次藥害等。新興的集約化耕作技術(shù)和植保技術(shù)也呼喚著農(nóng)藥制劑的創(chuàng)新。日益加重的社會壓力把農(nóng)藥制劑推入了環(huán)境友好制劑的發(fā)展期，一批環(huán)境友好的農(nóng)藥新劑型開發(fā)成功并實現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，主要有：懸浮劑、水乳劑、微乳劑、懸乳劑、水分散粒劑、種衣劑、微囊懸浮劑等。農(nóng)藥制劑技術(shù)朝著水基化、超微化、無粉塵和控制釋放的方向發(fā)展。
面臨農(nóng)藥制劑發(fā)展的新要求，農(nóng)用表面活性劑在這段時期取得了一系列的利技創(chuàng)新成果，其中最突出的有：
（l）引入了脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯類、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯類表面活性劑，開發(fā)投產(chǎn)了多苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯及鹽類分散潤濕劑，成功地解決了SC和EW配制中的技術(shù)問題。
（2）開發(fā)投產(chǎn)了甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸鏈狀聚合物為主干的梳狀聚醚類超高效乳化劑。
（3）通過磺化的位置、程度的篩選和組合，對木質(zhì)素磺酸鹽助劑進行了系統(tǒng)開發(fā)，形成了適合多種農(nóng)藥劑型如SC、WP、WG和CS等的分散劑系列。
（4）針對WG、SC和FS等農(nóng)藥新劑型開發(fā)的需求，通過對萘環(huán)的基團修飾和與甲醛縮合聚合度的篩選等，開發(fā)和投產(chǎn)了新一代的萘磺酸鹽類分散劑、潤濕劑。
（5）引入和開發(fā)投產(chǎn)了一批適合農(nóng)藥WG和SC等劑型產(chǎn)品使用的聚羧酸鹽類分散劑，如聚丙烯酸、聚丙烯酸與馬來酸酐共聚物的鈉鹽、胺鹽類農(nóng)藥分散劑。
（6）引入和開發(fā)投產(chǎn)了EO/PO嵌段共聚的聚醚類高分子分散劑、潤濕劑，并在SC、SE和EW等農(nóng)藥制劑產(chǎn)品中推廣應用。
（7）先后引入和開發(fā)投產(chǎn)了脂肪胺聚氧乙烯醚類、烷基糖苷類潤濕劑，為高濃度草甘膦異丙胺鹽等農(nóng)藥水劑的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化配套。同時也為部分含氮的雜環(huán)類農(nóng)藥的制劑提供了能與之配伍的潤濕劑。
進入21世紀以來，農(nóng)藥制劑進入新的發(fā)展時期。隨著社會的發(fā)展，人類對農(nóng)藥的要求已高度集中到“一要高效、二要安全”上來。對此，世界農(nóng)藥制劑研發(fā)領(lǐng)域已逐步形成了一系列新理念，其認為農(nóng)藥制劑技術(shù)就是農(nóng)藥活性物的傳遞技術(shù)，并被稱之為“New delivery technology”，使世界農(nóng)藥制劑進入第三個發(fā)展期，即以藥物傳遞技術(shù)為主導的農(nóng)藥制劑發(fā)展期。
世界農(nóng)藥制劑技術(shù)的發(fā)展趨勢正在按這一理念逐漸調(diào)整，近10年來已初見端倪。其中特別明顯的有：
（l）根據(jù)原藥活性特點，懸浮劑不再追求高含量，而轉(zhuǎn)為中等含量，但必須賦予產(chǎn)品高潤濕、高展著和增效的性能。
（2）水乳劑產(chǎn)品在保證經(jīng)時穩(wěn)定的前提下，追求大幅度降低噴施藥液的表面張力，并賦子展著保濕功能。以草甘膦為代表的農(nóng)藥水劑正在發(fā)展更高含量的產(chǎn)品，為此，正在進一步更新成鹽的種類和配套的潤濕滲透劑。
（3）可分散油懸浮劑產(chǎn)品的開發(fā)和推廣快速增長，但目前多數(shù)產(chǎn)品在懸浮穩(wěn)定性和自分散性等方面質(zhì)量不穩(wěn)定，必須盡快予以解決。
（4）懸浮乳劑的開發(fā)開始變熱，新的藥物組合需要更符合結(jié)構(gòu)特點的表面活性劑。
（5）生物農(nóng)藥和制劑品種（WP、SC、WG）的開發(fā)速度加快，原有含蛋白質(zhì)和糖分的發(fā)酵產(chǎn)物制劑，現(xiàn)有的農(nóng)用表面活性劑產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已不適應，也必須加速開發(fā)。
（6）以苯環(huán)為母體的老農(nóng)藥品種被取代速度加快，新問世的農(nóng)藥多為雜環(huán)類化合物。現(xiàn)今低熔點農(nóng)藥減少，高熔點農(nóng)藥增多；以輕芳烴為溶劑的制劑數(shù)量在減少，溶劑的結(jié)構(gòu)正在發(fā)生變化；高含量乳油和無溶劑乳油等劑型產(chǎn)品正在加速開發(fā)。這些都對以苯環(huán)為結(jié)構(gòu)主體的原藥和以輕芳烴為溶劑所形成的農(nóng)藥表面活性劑老的系統(tǒng)提出了挑戰(zhàn)。農(nóng)用表面活性劑必須創(chuàng)新。
面臨第三個發(fā)展期，農(nóng)藥制劑的技術(shù)進步才剛起步。伴隨著社會的發(fā)展，前進的步伐勢必會加快，因此農(nóng)用表面活性劑必須同步地、不斷地創(chuàng)新，才能適應快速發(fā)展的需要。
對當前農(nóng)用表面活性劑創(chuàng)新開發(fā)的方向和熱點，筆者從農(nóng)藥劑型開發(fā)的角度，分析了現(xiàn)有農(nóng)用表面活性劑與農(nóng)藥制劑發(fā)展走向在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的矛盾，并提出了當前制劑發(fā)展需要表面活性劑配套解決的共性技術(shù)問題。根據(jù)這些問題，分別對陰離子、陽離子和兩性離子表面活性劑及高分子表面活性劑等方面創(chuàng)新的方向熱點，提出了建議。 (本文首發(fā)在《世界農(nóng)藥》雜志)
標簽:農(nóng)藥制劑,表面活性劑，農(nóng)藥，世界農(nóng)藥