Du 23 au 24 mai 2019, la quatrième conférence d'échange sur les technologies de traitement des préparations de pesticides et les applications d'équipements "Jinwang Cup", organisée par l'Association provinciale de l'industrie des pesticides du Shandong, s'est tenue à Dezhou, dans le Shandong. La conférence a été nommée par Jiangsu Jinwang Intelligent Technology Co., Ltd. et spécialement co-organisée par Shandong Lvba Chemical Co., Ltd. Cette conférence vise à former les fabricants de pesticides à comprendre la production, la technologie, l'équipement et les talents complexes qui comprennent la gestion.
La R&D et la production de préparations de pesticides sont étroitement liées aux orientations politiques nationales. Dans le contexte d'une croissance nulle de l'utilisation des pesticides et d'une pression environnementale croissante, il est nécessaire d'adopter de nouveaux additifs de sécurité et de protection de l'environnement ou de développer de nouvelles formes posologiques. La recherche et le développement de préparations de pesticides ont une certaine relation avec la tendance actuelle de la réforme de l'utilisation des pesticides. Dans le contexte actuel de circulation accélérée des terres, de pénurie de main-d'œuvre et d'augmentation des coûts de l'emploi, l'amélioration de l'efficacité de l'utilisation des pesticides est l'une des solutions efficaces.
La qualité des formulations et des préparations de pesticides est le facteur clé pour déterminer l'effet et la valeur des produits pesticides. Par conséquent, le développement de produits pesticides doit comprendre la structure, les propriétés physiques et chimiques, le mode d'action, la toxicité, etc. du médicament d'origine. Dans le même temps, la qualité du médicament d'origine et le contenu principal de la préparation affectent directement les performances de la préparation. D'une manière générale, pour un médicament original spécifique, plus la teneur de la préparation est élevée, plus il est difficile d'en contrôler les performances ; La qualité du médicament d'origine est trop faible, sa proportion dans la préparation est relativement élevée et la situation des impuretés est complexe, il est donc difficile de broyer des préparations de haute qualité et à haute teneur. En parlant du principe de dépistage du système d'agent auxiliaire, le chercheur Zhang Guosheng de l'Institut de recherche de l'industrie chimique de Shenyang a souligné que, à l'exception de quelques pesticides à forte volatilité et à forte solubilité dans l'eau qui peuvent être utilisés directement, la grande majorité des pesticides techniques les médicaments doivent être transformés en formes posologiques correspondantes avant de pouvoir être utilisés. Une fois la formulation déterminée, en fonction de la structure (répartition des charges des groupes actifs et des groupes inactifs), des propriétés physiques et chimiques, du mode d'action et des cibles d'action (composition chimique, densité de distribution, âge des feuilles, état nutritionnel, conditions environnementales, etc. des composants actifs, un grand nombre d'études de formulation et d'expériences de test de performance ont été menées sur les effets de différents systèmes de mouillage et de dispersion sur les performances et la cible de la préparation, et combinées avec les résultats de la mesure de l'activité biologique, Déterminer le système auxiliaire et le dosage appropriés pour différentes formes posologiques, et enfin obtenir la composition de la formule de la préparation. De plus, après la détermination de l'agent auxiliaire principal, le rôle de l'agent auxiliaire auxiliaire ne peut être ignoré. Dans le même temps, le test de comparaison de l'activité biologique intérieure est Une fois la composition de la formule déterminée, l'échantillon est amplifié, un d une observation à long terme (évolution de la taille des particules, aspect, viscosité, accrochage, agglomération, etc.) est également nécessaire. Des recherches sur les processus de production sont également nécessaires.
Les échantillons de préparation préparés avec les variétés d'agents mouillants et dispersants appropriés sélectionnés ont non seulement un degré élevé de dispersion des ingrédients actifs des pesticides, mais également une grande quantité de pénétration dans les organismes, ce qui se traduit spécifiquement par : d'une part, les ingrédients actifs peuvent être dispersés rapidement, uniformément et de manière stable dans le support, en maintenant une bonne suspension, dispersion, stabilité d'apparence et stabilité au stockage thermique ; D'autre part, il peut rendre la force d'étalement et d'adhérence de son médicament liquide à la surface du corps de la plante relativement forte, résister au lavage par la pluie, augmenter la quantité de rétention de pesticides à la surface de la plante, prolonger le temps de rétention et améliorer la capacité de pénétration de l'épiderme végétal, favorise l'absorption des agents par les organismes, de sorte qu'il puisse jouer son activité biologique dans une large mesure, réduire le dosage d'utilisation et réduire la pollution de l'environnement. Bien que l'agent mouillant et dispersant lui-même n'ait pas d'activité biologique, c'est un additif indispensable dans la formulation. Il peut non seulement améliorer les propriétés physiques et chimiques de la préparation, améliorer l'efficacité, mais également élargir la gamme d'applications des médicaments bruts pesticides et réduire la pollution de l'environnement.
Enfin, le chercheur Zhang pense que le système de préparation a une distribution granulométrique étroite, une bonne stabilité au stockage à long terme et que la solution diluée a un bon mouillage, étalement, dispersion, rétention et perméabilité sur la cible, ce qui peut mieux aider le composant actif à jouer. son activité biologique, réduire considérablement le dosage et améliorer sa compatibilité avec l'environnement.
Zhang Guosheng, chercheur à l'Institut de recherche de l'industrie chimique de Shenyang
Avec l'amélioration des exigences de la population en matière de sécurité environnementale des pesticides, les pesticides à base d'eau sont devenus une direction de développement importante. Dans ce contexte, des microémulsions qui remplacent partiellement ou totalement les solvants organiques par de l'eau émergent au fur et à mesure des temps. Le professeur Chen Fuliang de l'Institut de la protection des plantes de l'Académie chinoise des sciences agricoles a partagé les "problèmes communs et les solutions de la formulation de l'émulsion aqueuse et de la microémulsion".
L'émulsion aqueuse est une sorte de système de dispersion à dynamique et thermodynamique instables. La stratification, la sédimentation, la floculation, l'austempération, la coalescence et la désémulsification sont des problèmes courants dans la formulation des émulsions aqueuses. La stratification et la sédimentation sont des phénomènes où les particules de phase dispersée flottent ou coulent souvent pendant le stockage, également connu sous le nom d'émulsion, qui appartiennent à l'instabilité dynamique. La raison en est la différence de densité entre deux phases (causée par la gravité). La solution est de résister à la gravité : augmenter la viscosité du milieu, l'épaississant peut augmenter la viscosité du système d'émulsion d'eau, réduire le coefficient de diffusion, réduire la fréquence de collision des gouttelettes et réduire la vitesse de stratification et de sédimentation. Cependant, cet épaississant doit être sélectionné avec soin par des tests pour non seulement maintenir l'émulsion d'eau exempte de stratification ou de sédimentation, mais également pour ne pas rendre la viscosité du système trop importante, ce qui affectera sa dispersivité de décharge et d'émulsification ; Augmentez la quantité d'émulsifiant, réduisez la taille des particules de la gouttelette, améliorez le mouvement brownien et réduisez la stratification et la sédimentation de la préparation ; L'ajout d'un régulateur de densité pour correspondre à la densité de la phase huileuse et de la phase aqueuse est un moyen efficace de réduire la stratification et la sédimentation. Cependant, lorsque la différence de densité de la phase huileuse est importante, il est peu important de modifier la vitesse de sédimentation en réduisant la différence de densité entre la phase dispersée et le milieu de dispersion. Lorsque la différence de densité est faible, l'ajout d'un régulateur de densité peut réduire considérablement la vitesse de sédimentation.
La floculation fait référence au phénomène selon lequel les gouttelettes de liquide se rassemblent pour former des agrégats lâches, qui peuvent être restaurés en une émulsion uniforme après vibration et agitation. En effet, la force d'interaction de dispersion entre les gouttelettes de liquide fait référence à l'attraction générée lorsque les molécules non * sont proches les unes des autres. Une autre situation où la floculation se produit est que les particules de gouttelettes d'huile dispersées sont adsorbées et pontées sur des macromolécules linéaires, ce qui conduit à l'enfoncement des particules. La solution de floculation est anti-agrégation : ajoutez un tensioactif anionique, formez une double couche électrique autour des gouttelettes, recouvrez la surface des gouttelettes de la phase huileuse avec des groupes chargés et générez une répulsion électrostatique pour empêcher les gouttelettes de s'agréger ; Ajouter un émulsifiant polymère pour former une couche d'adsorption épaisse et ferme dans le système, produisant un effet d'encombrement stérique. La condition d'une forte adsorption est que le polymère ne soit pas dissous dans la phase continue ; L'épaississant est ajouté pour réduire la vitesse de diffusion des particules de gouttelettes d'huile, réduire la fréquence de collision des gouttelettes et améliorer la floculation des gouttelettes dispersées.
La coalescence fait référence à la destruction du film limite autour des gouttelettes, et les gouttelettes fusionnent en grosses gouttelettes, ce qui appartient à l'instabilité thermodynamique; La désémulsification est le développement ultérieur de la coalescence des gouttelettes, ce qui fait que l'émulsion devient une séparation en deux phases huile-eau. La coagulation et la désémulsification sont des processus irréversibles dus à la destruction du masque facial interfacial. La solution de coalescence consiste à renforcer le masque facial interfacial : ajouter un co-émulsifiant, et l'action latérale du tensioactif et du co-émulsifiant adsorbé sur l'interface améliorera la résistance et l'élasticité du masque facial interfacial ; Un anion, un émulsifiant polymère et un tensioactif mixte sont utilisés. L'anion augmente l'épaisseur de la double couche électrique et le polymère augmente l'encombrement stérique. L'émulsifiant mixte peut renforcer l'effet transversal du masque facial d'interface et améliorer la résistance mécanique du masque facial d'interface, améliorer la viscosité de l'interface, augmenter l'élasticité de l'interface et donner au masque facial d'interface une élasticité d'expansion élevée ; L'ajout de poudre hydrophile peut non seulement améliorer la résistance du film, mais également améliorer les propriétés du film.
L'émulsion d'eau est un système de dispersion thermodynamique instable, qui peut maintenir une stabilité dynamique pendant une longue période. Cependant, au fil du temps, la taille et la distribution des gouttelettes évolueront vers des gouttelettes plus grosses. Ce processus de consommation de petites gouttelettes pour former de plus grosses gouttelettes est appelé maturation austénitique. La solution d'austempering est une distribution uniforme de la taille des particules : augmentez la quantité de tensioactif, réduisez la tension interfaciale pour uniformiser la distribution de la taille des gouttelettes d'huile, réduisez la force motrice de l'austempering et ralentissez l'austempering ; L'ajout de solvant à plus faible solubilité aidera à réduire la solubilité de la phase huileuse et à ralentir la vitesse de diffusion de la dissolution des molécules d'huile, qui est la force motrice de la maturation de l'austénite ; Utilisez des tensioactifs polymères pour augmenter l'épaisseur de la couche d'adsorption, réduire la surface des gouttelettes "exposées", augmenter l'encombrement stérique et améliorer la stabilité spatiale, tels que les polymères greffés en bloc ou en peigne.
Comment régler les produits non qualifiés ? La floculation, la stratification et la sédimentation peuvent être correctement ajustées et retraitées grâce aux stratégies d'adaptation ci-dessus ; Pour les phénomènes instables tels que la coalescence, la désémulsification et la trempe australe, qui sont des processus irréversibles, le produit ne peut qu'être mis au rebut. La désémulsification se produit pendant la production après avoir réussi le petit test. La solution est d'augmenter le dosage d'émulsifiant ; Remplacez l'équipement de production, utilisez la machine d'émulsification d'homogénéisation ou connectez le cisaillement de pipeline au cisaillement vertical. La séparation de l'eau se produit après la production. La solution consiste à adopter des dispositifs de connexion de cisaillement de pipeline et de cisaillement externe, ou d'adopter une émulsification homogène pour contrôler la taille des particules du système de dispersion de lotion dans une plage étroite ; S'il est causé par un temps de cisaillement insuffisant, le temps de cisaillement peut être prolongé de manière appropriée et le taux de cisaillement peut être augmenté. Si le petit test est qualifié et qu'une nappe de pétrole se produit pendant la production, la combinaison du cisaillement à grande vitesse de type pipeline et du cisaillement à grande vitesse de type intermittent doit être utilisée pour résoudre le problème.
Le professeur Chen a également présenté les caractéristiques de la deuxième génération d'émulsion aqueuse : pas de cisaillement, la fluidité est comparable à la microémulsion ; La taille des particules est plus petite que celle de l'émulsion aqueuse, qui est plus proche de la microémulsion, également appelée émulsion submicronique ; Le dosage de l'émulsifiant est supérieur à celui de l'émulsion aqueuse et sa stabilité est inférieure à celle de la microémulsion et supérieure à celle de l'émulsion aqueuse conventionnelle. Il est souligné que la plupart des pesticides pyréthrinoïdes peuvent être transformés en émulsion aqueuse de deuxième génération.
Le professeur Chen a résumé l'expérience de recherche et de développement de l'émulsion aqueuse comme suit : ① Selon le principe de base de la formation de l'émulsion, l'énergie mécanique et la tension interfaciale sont les facteurs clés affectant la formation de la lotion, tandis que la grande taille ou la distribution inégale des gouttelettes d'huile est l'une des principales raisons de l'instabilité de l'émulsion aqueuse; ② Pour les médicaments techniques solides, la première étape consiste à sélectionner les solvants appropriés. Généralement, les solvants organiques à haute solubilité sont sélectionnés pour obtenir une dissolution complète et économiser les solvants ; ③ Si le tensioactif est sélectionné correctement, il existe une large gamme de co-émulsifiants et de qualité de l'eau ; ④ Si le problème de stabilité physique ne peut être résolu efficacement, il peut être envisagé d'ajouter un tackifiant dans la préparation.
Pour la stabilité à basse température des microémulsions et la stabilité de la lotion, le professeur Chen a partagé les mesures pour améliorer la stabilité à basse température des microémulsions : augmenter la quantité de solvant. Pour les composants efficaces difficiles à dissoudre dans les solvants organiques généraux, il existe un point de montée de dissolution stable des solvants organiques; Ajuster l'équilibre hydrophile et lipophile des tensioactifs. La haute température a besoin d'être hydrophile, tandis que la basse température a besoin d'être lipophile; Sélectionnez le cosurfactant approprié, et certains ingrédients efficaces avec des propriétés physiques et chimiques spéciales ont une certaine sélectivité pour le cosurfactant. Alors comment améliorer la stabilité de la lotion microémulsion ? ① Utilisation de solvants mixtes, un moyen efficace de résoudre la stabilité de la lotion ; ② Augmentez la quantité de tensioactif pour améliorer la stabilité du masque facial interfacial ; ③ Réduire la teneur en ingrédients efficaces, ce qui équivaut à plus d'émulsifiants enveloppant les gouttelettes d'huile, améliorant la résistance mécanique du masque facial ; La stabilité de la lotion est étroitement liée à la distribution granulométrique des perles d'huile de microémulsion, mais pas à la taille des particules.
Le professeur Chen a résumé l'expérience de recherche et de développement de la microémulsion comme suit : ① Il est nécessaire de préparer une large plage de températures transparentes, principalement en fonction de la sélection des tensioactifs et des cotensioactifs ; ② La stabilité à haute température nécessite un tensioactif hautement hydrophile, tandis que la stabilité à basse température nécessite un tensioactif hautement lipophile ; ③ Afin de préparer des microémulsions qualifiées, il est nécessaire d'ajuster la balance hydrophile lipophile (HLB) du système ; ④ La limite supérieure de la température transparente est la détermination du point de trouble, et la limite inférieure de la température transparente est la détermination de la stabilité à basse température. La stabilité de la lotion ne concerne que quelques ingrédients actifs aux propriétés physiques et chimiques particulières.