Формуляции средств защиты растений (препаративная форма)
Наука о технологии формуляции предусматривает механизм включения действующего вещества в конечный продукт, является наиболее практичным для пользователя и который гарантирует, что небольшое ее количество будет равномерно распределена на большой обрабатываемой области. Важным моментом является способ внесения пестицида: опрыскивание, полив, разбрасывание, обработка семян. В этой статье рассмотрены различные факторы, которые следует учитывать при разработке правильной формуляции для конкретного действующего вещества. Также будут представлены типы формуляций, разработанные для препаратов, которые применяют чаще. Выбор формуляции определяют типу использования, культурой, которые будут обрабатывать, методами выращивания, которые распространены в регионе, и любыми специфическими требованиями пользователя. Однако широкий спектр разработанных формуляций зависит от физико-химических свойств действующих веществ. Среди них наиболее важными факторами являются температура плавления, растворимость и химическая стабильность. Другим определителем является то что действующее вещество проявляет системное перераспределение или только контактное действие. Особенно важным аспектом успешной формуляции является то, что она должна быть направлена на оптимизацию таких факторов, как содержание, проникновение, скорость действия, благодаря которой активное вещество успевает в полной мере проявить свое действие даже перед ожидаемым дождем. Разработка формуляции также состоит из тестирования таких критериев, как совместимость с культурой, экологическое воздействие и токсичность. Кроме того, важно, чтобы продукт после продажи оставался стабильным, сохраняя свою активность в течение, по крайней мере двух лет в различных условиях хранения. Решение этих проблем возможно при наличии выбора различных типов рецептур: EC, EW, SL, SC, WG, а недавно и CS, SE и OD. Существуют специальные продукты, например, для использования в садах, гранулы против улиток и несколько других типов формуляций. Раствор, эмульсия, суспензия или гранулы. Одним из важнейших критериев для пользователя в поле является то, что продукт для защиты растений должен сохранять стабильность после приготовления рабочего раствора. Это является настоящей проблемой для рецептурных технологов, поскольку очень мало продуктов полностью растворяются в воде.
Поэтому многие формуляции выпускают в виде концентрированных эмульсий или суспензий, которые уже готовы к применению. Другие формуляции изготавливают как органические растворители или гранулы, образуют эмульсию или суспензию только после разведения водой в баке опрыскивателя. Эмульсии содержат действующее вещество, растворенное в тонко распределенных каплях масла, а суспензии - в виде тонко распределенных твердых частиц.
Концентраты эмульсий (EC)
Концентрат эмульсий долгое время был и остается важнейшим типом формуляции для применения средств защиты растений на злаковых культурах. Фермеры покупают жидкий продукт, содержащий компоненты формуляции в виде гомогенного раствора. Эмульсия образуется только после разведения его водой. Это может быть, например, микроэмульсия (с размером частиц от 0,01 до 0,1 мкм). Кроме легкого голубого отлива, что является результатом дисперсии света (так называемый эффект Тиндаля), микроэмульсия кажется прозрачным раствором, поскольку отдельные капли нельзя увидеть невооруженным глазом. Однако большинство формуляций EC - это Макроэмульсии с размером частиц от 0,1 до 10 мкм после разведения водой. Поскольку большие капли отражают свет. Макроэмульсии выглядят как типичные молочно-белые смеси для опрыскивания. Разработка формуляции EC начинается с поиска подходящего растворителя или смеси растворителей, который соответствует следующим критериям: он должен быть токсикологически и экотоксикологически безопасным и иметь низкую горючесть. В зависимости от потребностей, которые должны удовлетворять формуляция и действующее вещество, продукт может содержать другие вещества, например, компоненты для оптимизации распределения действующего вещества поверхностью или для лучшего проникновения ее в растение. Наконец, следует правильно выбрать эмульгатор, так чтобы эмульсия оставалась достаточно стабильной для применения путем опрыскивания после приготовления рабочего раствора. После приготовления эмульсия должна оставаться стабильной в течение 24 часов без образования значительного количества осадка в виде масла, крема или твердых частиц. Очень важно также избежать кристаллизации активного вещества в рабочем растворе, так как это может привести к засорению форсунок опрыскивателя или фильтра насоса при внесении. Степень кристаллизации, считался приемлемым ранее, больше не соответствует требованиям современных рецептур EC. С одной стороны, требования, которые выдвигают пользователи, резко возросли, а с другой - современное оборудование для внесения и методы применения требуют эмульсии высокого качества, чтобы средство защиты растений равномерно распределялся обрабатываемым полем. Кроме того, критерии качества для регистрации новых продуктов стали существенно строже. Формуляции всех типов должны пройти испытания на смешиваемость с другими пестицидами, удобрениями и добавками, поскольку такие смеси должны сохранять свою биологическую активность и совместимость с культурами. Каждая отдельная формуляция сама по себе является тонко настроенной «системой». Смешивание рабочего раствора вызывает неблагоприятное взаимодействие между пассивными ингредиентами, содержащимися в различных формуляциях. В худшем случае образования геля, осадка или коагуляция может сделать рабочий раствор совершенно непригодным для применения. Ограничение использования смесей, которые не были полностью испытаны и одобрены, является ответственностью пользователей.
Растворимые жидкости (SL)
Растворимые в воде жидкие концентраты (растворимые жидкости), подобно EC и EW, содержащие действующее вещество в растворенном виде. Отличие SL от EC и EW такова, что каждый компонент формуляции растворим в воде, поэтому они всегда являются прозрачными растворами. Это означает, что формуляции SL могут разрабатывать только для действующих веществ, достаточно растворимых в воде. Для них, как правило, рекомендуют меньший объем рабочего раствора. Однако, локальная концентрация продукта может вызвать кристаллизацию, если рабочий раствор не будет достаточно перемешанный.
Эмульсии в воде (EW)
Формуляция EW является эмульсией в воде. Эмульсия может содержать жидкое или растворенное в растворителе активное вещество. Это означает, что по сравнению с формуляцией, EC на растения попадает значительно меньшее количество растворителей. Продукт уже является готовой эмульсией, поступающего в продажу, и его только разводят в рабочем растворе. Преимуществом EW является меньшая тенденция к образованию кристаллов в рабочем растворе. EW также могут иметь форму микро- или макроэмульсии. Однако, формуляции EW не имеют широкого распространения, поскольку немного действующих веществ являются жидкостями или имеют соответствующие свойства растворимости.
Концентраты суспензий (SC)
В формуляции SC действующее вещество представлено в твердой форме и тонко распределено в долях размером от 1 до 4 мкм. Диспергирующие агенты, которые прилагаются к рабочему раствору на водной основе, благодаря взаимному отталкиванию, предотвращают образование осадка и удерживают частицы в виде суспензии даже при сочетании с другими веществами. Одним из их недостатков является сложность полного опорожнения упаковки, из-за высокой вязкости продукта. То, что действующее вещество содержится в кристаллической форме, также делает ее биодоступность ниже, по сравнению с формуляцию EC, EW и SL. Поэтому SC подходят лучше всего, когда целью является обеспечение большей степени контактного действия.
Гранулы для приготовления водной дисперсии (WG)
Для нерастворимых активных веществ, предпочтение отдается формуляции в виде смачиваемых порошков (WP), однако они склонны к пылеобразованию и являются сложными для дозирования. В настоящее время эти проблемы решают путем выбора гранул для приготовления водной дисперсии. Они практически не образуют пыли и позволяют добавлять в продукт большое количество действующего вещества, поэтому WG особенно пригодны для активных веществ, которые следует вносить значительными дозами. Несмотря на то, что себестоимость производства является относительно высокой, стоимость обработки на гектар удается поддерживать на достаточно низком уровне. WG обычно показывают хорошую совместимость с культурами, поэтому их применяют на более чувствительных культурах, таких как виноград.
Капсульные суспензии (CS)
Капсульные суспензии является лучшим выбором, когда действующее вещество имеет проблемы со стабильностью или должно выделяться в окружающую среду контролируемым образом. Активное вещество может содержаться в капсуле в виде раствора или дисперсии в жидкой фазе. Внутренней фазой капсулы обычно является растворитель. Продукт представляет собой капсулы, а рабочий раствор - суспензию. CS изготавливают из эмульсии, уже содержит действующее вещество. Другим компонентом является стенка капсулы, характеристики которой определяют кинетику высвобождения формуляции CS.
Суспоемульсии (SE)
Суспоемульсия представляет собой комбинацию формуляций типов SC и EW. Дисперсионная фаза состоит из воды, в которой тонко распределены как твердые частицы, так и капли эмульсии. Этот тип формуляции особенно подходит, когда необходимо смешать два действующих вещества с очень разными профилями растворимости или температурой плавления. Эмульсионная фаза может содержать также добавки, усиливающие системное действие вещества.
Масличные дисперсии (OD)
Многие (новые) системно действующие вещества не могут быть включены в формуляции EC через их особые свойства. Поскольку оптимальная активность этих веществ зависит от их проникновения в растение, нужны альтернативы, в которых действующее вещество представлена в твердой форме. Отдел рецептурных технологий компании Bayer CropScience разработал различные формуляции, среди которых масляные дисперсии (OD), помогающие достичь требуемых уровней биологической активности и совместимости с культурами. В OD твердое действующее вещество содержится в виде суспензии в масле. Масло также служит носителем для добавок и / или антидотом. Разведение OD в воде может давать разнообразные рабочие растворы, если само действующее вещество растворимое в воде (как многие гербицидов), получается эмульсия; если действующее вещество обладает низкой растворимостью в воде (как многие инсектициды), получается суспоемульсия. Перспективы в контексте спроса на современные средства защиты растений, постоянно растет, всегда будет потребность в новых, оптимизированных, типах формуляции и, конечно, в новых концепциях.