第五讲农药制剂研究与开发(PPT X页) .ppt
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1、农药学第五讲:农药制剂研究与开发,2,提纲,农药制剂研究与开发农药制剂的发展方向 高浓度固体剂型 混用与混剂迅猛发展缓释剂受到高度重视 新制剂研究开发途径与程序 质量标准 化学稳定性,3,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,农药制剂的发展方向 用雷蒙机大吨位生产、大批量贮存、远距离运输低浓度粉剂的办法已经过时,代之而起的将是高效或超高效农药的高浓度制剂及其混剂、控制释放制剂和新的应用技术的不断问世,农药制剂向着高质量、多品种、多剂型、小包装即精细化、多样化的方向发展 减少或不用有机溶剂,向水性化转化;流体(液体、粉体)剂型向水可分散(或溶化)的固型体(粒、片、块、丸等)转化;低浓度制剂向水可
2、分散(或溶化)的高浓度固体剂型转化;单剂向混剂转化;自由释放型向控制释放型、功能型、器具药物一体化方向转化;辅助剂选择上向天然或拟天然物转化高效、安全、经济、方便的方向发展,4,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,5,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,主要特点 着重发展高浓度固体剂型 高浓度固体剂型可大大减少加工、贮存和运输辅助剂的数量,避免原药大量分解;利于超高效农药的加工;利于混用和轮换使用;易于精细化加工、包装和贮运如高浓度母粉、温室用高浓度流动性粉剂、高浓度可湿性粉剂、高浓度干悬浮剂(乳粉、固体乳剂等)、高浓度可溶性粉剂等要求原药(原油)的纯度要高,才能适宜加工成该类剂型,6,农
3、药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,混用与混剂迅猛发展 混剂主要是利用农药间的增效作用或防治对象的选择性及理化性质上的特点,相互补充,加工成一种复配农药品种 农药混用可以提高药效、延缓抗性、改善药剂性能、降低毒性、取长补短(如速效与残效、广谱性与选择性、内吸传导性与触杀性、新品种与老品种、价格高与低等)、兼治多种害物、节省劳力、降低成本,是解决农药应用中多种矛盾的简易有效办法 研制混剂既可根据各地区病虫草害发生规律进行同类农药的混合或杀虫剂与杀菌剂以及它们分别与除草剂、肥料、植物生长调节剂等混合,加工成定型复配品种,也可灵活机动地现混现用,7,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,控制缓释剂受
4、到高度重视1974年起每年在美国召开一次“国际控制释放农药讨论会”,总结交流研究成果 缓释剂是利用物理、化学或起来,以降低接触残效期,减少对环境的风险,因而它最能经济合理地使用农药,把农药对环境的污染降至最低限度,是农药制剂发展的主要方向,8,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,缓释剂发展的三点建议我国目前应以发展物理型缓释剂为主,发展化学型为辅。应充分利用天然矿物、工农业副产和工矿废渣作载体及包衣材料,同时对人工合成的缓释性复合材料寄予希望,研究卫生和农业综合防治中发挥特有的作用。同时,应不停顿地开发包结化合物和微胶囊剂的适用农药品种,使之更多地走向实用化控制释放技术与农副产品的生产、贮存
5、过程相结合,使之长期缓慢发挥作用,如水稻、棉花、蔬菜、树苗的种子包衣剂,花卉和林木中使用的药肥棒(棍、管),农用杀草地膜,水果、蔬菜、鸡蛋等鲜活食品的保鲜膜、保鲜盒、保鲜纸等控制释放技术与生活用品相结合,如衣料的防蛀防霉袋(块、球)、杀虫灭菌涂料、粘合剂及杀虫灭菌性染料等,9,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,应用技术与药械的研究促进农药制剂的发展 超低容量喷布技术的应用,在林业、稻麦田的大面积防治上已取得较大经济效益,低容量喷布将有更多的实用价值静电喷布技术将是应用技术的重大突破,它大大提高了农药的利用率和防治效果,大大减少了对环境的污染,必将获得迅速发展 静电喷布技术是使药剂微粒带电而
6、利于在作物体表附着的喷布技术。其原理是在喷布机械上设有诱导带电或电晕带电的装置,使药剂从喷布口雾化飞出的微粒带有与被保护作物体相反的电荷,带电微粒克服自身惯性力和重力,沿着电力线的方向使药剂微粒均匀牢固地附着在作物体的各个角落,10,农药制剂研究与开发农药制剂的发展趋向,开发新制剂、新剂型的途 径更换农药新品种或复配 添加新的辅助剂:粉剂中加入防漂移剂(甘油或磷酸酯环氧乙烷化物、磷酸盐等)、乳油中加入泡沫发生剂、升级改良老剂型 开发新剂型模拟其它学科的加工形式 结合使用技术发展新剂型,11,农药制剂研究与开发新制剂开发程序,新制剂、新剂型的研究程序 调查研究 了解原药的基本性质,这是农药制剂化
7、顺利进行的基础:基本物性:外观、颜色、气味、熔点、沸点、蒸气压、闪点、爆炸性、相对密度或密度、粘度、吸潮性、pH值等。溶解性能:在有机溶剂、脂肪和水中的溶解度及分配系数(正辛烷水)。稳定性能:对热、湿度、光照、碱和酸的稳定性;在水、有机溶剂、填料辅助剂、包装材料和土壤中的稳定性及吸附性。生物特性:作用方式(触杀、胃毒、熏蒸、内吸传导、渗透等)和作用点;防治对象、适用作物范围、使用时间、剂量、方法、药害和抗性等;急性口服和经皮毒性及刺激性等,12,农药制剂研究与开发新制剂开发程序,农药使用时的外界气象、土壤水质环境和条件,了解对农药剂型和性能的具体要求深入了解防治对象的生活习性、为害过程、为害时
8、的生育阶段、生理生化特点和薄弱环节,同时了解保护对象生态生育特点及施药时的气象、土壤、耕作制度等环境条件,选取充分发挥药效的最好方式和过程,为设计合理的剂型和配方提供依据 漂浮性粒剂的药效较好也是因为针对叶蝉、飞虱在稻田水面和稻根基部停留活动的特点而设计,13,农药制剂研究与开发新制剂开发程序,剂型及配方设计和样品制作 为达到习性和为害药途径和选择剂型必须首先针对病虫草鼠害的生活特点及薄弱环节,选准物化性能、作用机制与给物特性相对应的农药品种和加工剂型属于毒性低或保护性的农药,较好的剂型是乳油、超低雾剂等,但常因原药的物理及化学性质的局限而粉剂、悬浮剂、干悬浮剂、粉剂、可溶性粉剂等毛细管传导作
9、用或具熏蒸作用的农药,或在特殊条件下使用的非内吸性农药,均可制成粒剂具有一定蒸气压的农药或在受热条件下可挥发或升华的原药可制成熏蒸性制剂或烟雾剂高熔点的固体原药易粉碎,易制成高浓度的母粉、可湿性粉剂和烟剂等,而液体或低熔点固体原药易加工成乳油、油剂和微胶囊剂等,14,农药制剂研究与开发新制剂开发程序,根据原药本身的有效剂量和每亩可以均匀周到施用的最低用量,确定制剂有效含量,进而对有关的溶剂、载体、填料、表面活性剂、稳定剂、特殊添加剂等助剂品种和用量、成型方法等进行系统比较通过主要性能的测试,选出lO个以内的代表性样品进行室内生物试验,确定13个最优配方用原料易得、方法易行的制作工艺提出10公斤
10、左右的样品进行小区田间试验考察药效(速效、残效、防治谱等)、安全(适用作物和周边作物的药害和毒性)为主,对原料、设备、能源、包装等成本因素未作周密细致计算研制混剂一般用可湿性粉剂或乳油制成不同配比的混剂和同剂量的各单剂作对照,进行毒力(或药效)、药害和毒性试验,选出综合效果优良的混剂配比、总浓度和使用量,15,农药制剂研究与开发新制剂开发程序,提供多点试验样品,确定工业化配方根据药效、药害、毒性等生物试验中发现的新问题,再结合原料、设备、能源、包装等工业化条件,对新制剂进行综合性评价,改进和调整配方。通过室内试验观察若无异常,便可提出50公斤到一吨的符合工业化实际的样品进行多点扩大试验,肯定其
11、实用化、商品化价值 若制剂的初步配方和应用效果具有专利性(新颖、先进)可提早申请专利,16,农药制剂研究与开发新制剂开发程序,实用化研究和登记注册 稳定性、适应性考察:通过高低温贮存和常温存放试验后对制剂有效成分的稳定性和在实用条件下物理性能的适应性进行考察,使之达到规定的要求,并确定产品质量标准和测试方法,同时对原料规格、包装材质和形式设计作合理选择,包装标签上应包含有农药检定部门规定的内容。选定合理的工艺流程和设备 求取最佳工艺条件,制定安全操作、“三废”处理和环境保护等措施,为工业化生产提供基础设计,并测算生产成本和经济效果。为登记注册提供数据 在大面积试验基础上提出药剂应用范围、作物对
12、象;混用适否,混合后的增效倍数,对比试验;使用浓度、用量、次数、适期及配制法等施药方法;贮存和使用中对人畜作物的安全事项、残效期、收获适期、动物试验的急性毒性(口服、经皮、呼吸道)数据;产品质量标准及分析测试方法,产品理化性能和稳定性数据等,17,农药制剂研究与开发农药制剂产品包装标签,农药制剂产品包装标签上应注有如下内容 醒目的有效成分含量、农药通用名、商品名和剂型农药登记号、产品标准号、生产许可证号和生产批号及净重(克或公斤)或净容量(毫升或升)按用途划分的所属农药类别和毒性分级标志。如在包装标签下底牢固标明平行色条,杀虫剂(红)、杀菌剂(黑)、杀鼠剂(蓝)、除草剂(绿)、植物生长调节剂(
13、深黄);用红色标明毒或中等毒,高毒等字与图使用说明(防治和保护对象、用药时期、用量(使用浓度)、用法、安全间隔期、混用禁忌等)和注意事项(贮放要求、限用范围、预防中毒与解毒、保质期等)生产厂名称、地址、邮政编码和通讯联络号码等,18,农药制剂研究与开发农药制剂产品包装标签,19,农药制剂研究与开发农药制剂质量标准,农药制剂质量标准内容的确定总目标:保证规定的有效成分含量和物理性能,并在一定的试验条件下维持含量和物理性能仅在允许的极限范围内变化,即确保制剂的稳定化农药制剂质量标准一般应包含如下内容 有效物含量和热贮存稳定性试验结果 有效物含量一般有重量百分数和重量与体积比两种表示方法,对液态制剂
14、在国外以后者居多。当有效成分相对密度大于辅助剂的相对密度时,用重量百分数表示的含量会高于重量一体积法表示的含量,反之前者则低于后者的含量。只有当有效成分和辅助剂的相对密度或密度相等时,两种表示有法才趋于一致,20,农药制剂研究与开发农药制剂质量标准,生产农药制剂时不可能达到一个固定的含量值,亦允许有个变动的范围,如联合国粮农组织(FAO)规定,小于2.5的低浓度粉剂,其允许变幅为标明含量的15,大于2.5时为标明含量的土10,小于40的可湿性粉剂为标明含量的5,大于40时为标明含量的5热贮存稳定性试验是相对反映农种快速检测方法,对于不同农药品种尽相同,如FAO规定的热贮存试验是留率大于或等于9
15、0,即为合格,而却要求贮存一周,保留率90,而对乐果要求252对除虫菊酯要求402,贮存28天种农药本身的稳定性和对热的敏感性;不尽一致,21,农药制剂研究与开发农药制剂质量标准,反映制剂特征的物理性质及稳定性 为保证生物效果和对作物及环境的安全,通常用模拟法或代用特性测定法来反映与施用效果和安全有关的物理性能。这些性能就是制剂要求的物理性质农药制剂的物理性质多种多样,如粉剂要求的吐粉性、流动性、漂游指数;粒剂要求的硬度(或包覆强度)、脱落率、崩解性、溶出率、溶出速度、扩散性等;对水喷施或泼浇的剂型如可湿性粉剂、悬浮剂、干悬浮剂、乳油、微胶囊剂等要求的湿润性、分散性、自发乳化和悬浮性及其乳化悬
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