聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的組合物在制備農(nóng)藥中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及農(nóng)藥領(lǐng)域，具體涉及聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的組合物在農(nóng)藥 領(lǐng)域中的提高農(nóng)藥利用率的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)今時代正在進(jìn)行著綠色農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的技術(shù)革命，還將實施更先進(jìn) 的數(shù)字農(nóng)業(yè)。在我國精準(zhǔn)化農(nóng)藥噴灑技術(shù)研究尚屬起步階段，在農(nóng)藥產(chǎn)品的常規(guī)噴霧霧化 中，存在嚴(yán)重的霧化漂移、流失、彈跳及藥液揮發(fā)引起的析晶等問題，導(dǎo)致農(nóng)藥的有效利用 率低。專業(yè)科研機構(gòu)研究證明：常規(guī)噴霧霧化中的農(nóng)藥有效利用率不到20%。
[0003 ]農(nóng)藥藥液在從藥液箱向作物葉片表面沉積的過程中，噴霧機具性能、操作條件、氣 象條件、株冠層結(jié)構(gòu)、葉片表面特性等都對其有影響;在這個過程中，會發(fā)生藥液滴漏、霧滴 漂移、霧滴彈跳、霧滴聚并流失等現(xiàn)象，農(nóng)藥損失嚴(yán)重，只有一部分的農(nóng)藥能夠沉積到農(nóng)作 物葉片表面，更少的藥劑才能沉積到目標(biāo)害蟲或進(jìn)入植物體內(nèi)，而真正到達(dá)有害生物作用 靶標(biāo)的藥劑量微乎其微。
[0004] 農(nóng)藥藥液的理化性質(zhì)會嚴(yán)重影響農(nóng)藥的有效利用率(即農(nóng)藥的沉積回收率），農(nóng)藥 霧滴在作物葉片沉積持留的過程，是取代作物葉片表面的氣/固界面變?yōu)橐?固界面的過 程，由于藥液的表面張力使霧滴收縮，保持霧滴呈球形，并會產(chǎn)生彈跳，這樣農(nóng)藥霧滴就不 能很好地在作物葉片沉積分布。
[0005] 在噴灑農(nóng)藥過程中，若農(nóng)藥霧滴粒徑過大，農(nóng)藥容易產(chǎn)生聚并，導(dǎo)致農(nóng)藥藥液流 失，降低霧滴粒徑，可以顯著提高農(nóng)藥的劑量傳遞效率，采用細(xì)霧噴灑，農(nóng)藥霧滴在植物葉 片可以有更好的沉積分布，因此需要優(yōu)化霧滴粒徑，提高農(nóng)藥霧滴的中靶率，但細(xì)霧噴灑容 易使農(nóng)藥霧滴產(chǎn)生漂移。而漂移也是降低農(nóng)藥有效利用率的主要因素之一，噴霧漂移是在 施用時或不久之后噴霧液滴(和它們的干燥殘余物)從噴霧器械的噴嘴穿過空氣至任何脫 靶部位的物理運動。
[0006] 通過向農(nóng)藥中添加噴霧助劑，使得農(nóng)藥藥液的表面張力降低，同時增加藥液的黏 滯力，使得減小霧滴粒徑，減少農(nóng)藥霧滴的漂移，從而增加農(nóng)藥霧滴在植株上的沉積量，提 高農(nóng)藥有效利用率。
[0007] 聚丙烯酰胺，英文名稱為Poly(acrylamide)，CAS號為9003-05-8,分子式為 (C 3H5NO)n，是由丙烯酰胺單體經(jīng)自由基引發(fā)聚合而成的水溶性線性高分子聚合物，具有良 好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，并能降低液體的表面張力，其用途十分廣泛， 號稱社會"百業(yè)助劑"，聚丙烯酰胺和它的衍生物可以用作有效的絮凝劑、增稠劑、紙張增強 劑以及液體的減阻劑等被應(yīng)用于礦冶領(lǐng)域、工業(yè)污水處理、造 紙工業(yè)、洗煤廢水處理。
[0008] 輕丙基甲基纖維素，英文:Hydroxypropyl Methyl CelIulose，簡稱:HPMC或MHPC， 別名：輕丙基甲基纖維素、纖維素羥丙基甲基醚，分子式為:C56H1Q8O 3Q13羥丙基甲基纖維素是 一種非離子型纖維素醚，為白色或類白色粉末，溶于水，能使水分散體系的表面張力和界面 張力降低18~30mN/m。主要用于聚氯乙烯生產(chǎn)中的分散劑，此外在其他石油化工、涂料、建 材、除漆劑、造紙、化妝品等產(chǎn)品生產(chǎn)中作增稠劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、成膜劑、賦形劑等，安全 無毒，可作食品添加劑，無熱量，對皮膚、黏膜接觸無刺激。
[0009] 聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素兩種聚合物雖用途廣泛，但在農(nóng)藥產(chǎn)品中用于提 高農(nóng)藥藥液的理化性質(zhì)、改善霧化性能、提高農(nóng)藥有效利用率，特別是用于超低容量噴霧， 未見文獻(xiàn)和相關(guān)專利報道。
[0010] 本發(fā)明通過對聚丙烯酰胺-羥丙基甲基纖維素類高分子聚合物在農(nóng)藥制劑中的應(yīng) 用研究，通過檢測農(nóng)藥霧滴大小、噴霧粒徑范圍、噴霧壓力、藥液流速、藥液黏滯力、葉面滯 留量，比較不同分子量、種類的聚合物應(yīng)用在產(chǎn)品中的物理性能變化，探討農(nóng)藥霧化的微觀 形態(tài)，以提高農(nóng)藥有效利用率。旨在明確了此類聚合物應(yīng)用在農(nóng)藥產(chǎn)品中具有的控制藥滴 霧化、沉降、保濕、粘附、防止彈跳等特有功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的組合物在制備農(nóng) 藥中提高農(nóng)藥的有效利用率的應(yīng)用。
[0012] 即聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的組合物在制備農(nóng)藥中的應(yīng)用，進(jìn)一步的，聚 丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的質(zhì)量份數(shù)比為1:9~9:1，更進(jìn)一步的，兩者的質(zhì)量份數(shù)比 為3:7~7:3 〇
[0013]在制備農(nóng)藥時，聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素組合物的添加量為總質(zhì)量的0.01 ~10%〇
[0014] 所述的聚丙烯酰胺優(yōu)選為線性聚丙烯酰胺，分子量為800萬至2000萬之間，聚丙烯 酰胺的類型根據(jù)制備農(nóng)藥的原藥所定，如，若原藥的官能團已陰離子型為主，則選擇以陽離 子型的聚丙烯酰胺為主;若原藥官能團結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的脂溶性，則以非離子型的聚丙烯酰胺 為主。
[0015] 所述羥丙基甲基纖維素優(yōu)選為甲氧基含量在25 % -32 %之間、羥丙基含量在10 % -15%之間，該特征的羥丙基甲基纖維素具有優(yōu)良成膜性和結(jié)固性能。
[0016] 本發(fā)明所述的組合物還可以加適宜的農(nóng)藥助劑輔助成分，制成相應(yīng)的農(nóng)藥助劑， 如崩解劑、泡騰片，本領(lǐng)域技術(shù)人員可按照公知的方法選取適宜的農(nóng)藥助劑輔助成分，農(nóng)藥 助劑的加工工藝均是現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)不同的情況可以有所變化。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種噴霧農(nóng)藥添加劑，含有聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的組 合物。
[0018] 所述的農(nóng)藥的劑型為顆粒劑、水分散粒劑、可濕性粉劑、懸浮劑、懸乳劑、水乳劑、 可分散油劑、乳油、膏劑、泡騰片劑或超低容量劑。
[0019] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的組合物，與 農(nóng)藥化合物的水溶液超低容量霧化后所形成的微小凝膠態(tài)團粒結(jié)構(gòu)來優(yōu)化霧滴直徑，提高 懸浮霧化霧滴與空氣的密度差，進(jìn)而加速農(nóng)藥霧滴在空氣中的沉降，并可以降低農(nóng)藥霧滴 的表面張力和增加農(nóng)藥的黏滯力，提高農(nóng)藥藥液的物理性質(zhì)，改善霧化性能，從而可以減少 農(nóng)藥噴霧過程中霧滴的漂移以及增加農(nóng)藥藥液在農(nóng)作物上的沉積量和滯留量，提高農(nóng)藥的 有效利用率。
【附圖說明】
[0020]圖1為懸空濾紙法比較ULV產(chǎn)品助劑揮發(fā)性試驗；
[0021 ]圖2為CCD高速攝影儀下的霧化霧滴粒徑。
【具體實施方式】
[0022]實施例一：以5%阿維菌素水乳劑(EW)為例，阿維菌素是半合成十六元大環(huán)內(nèi)酯化 合物，由于官能團結(jié)構(gòu)內(nèi)呈現(xiàn)的陰離子型羥基-OH、羧基-COOH和羰基C = 0,選擇以陽離子型 聚丙烯酰胺為主的水溶液和阿維菌素水乳劑水溶液進(jìn)行混配。將組配比例為陽離子型聚丙 烯酰胺：陰離子型聚丙烯酰胺:羥丙基甲基纖維素=5: 2:3的物料依次加入25°C的IOOmL去 離子水中，并充分?jǐn)嚢枞苋?。其中，陽離子型聚丙烯酰胺的分子量800萬至2000萬，并具有線 性結(jié)構(gòu);輕丙基甲基纖維素的甲氧基含量在25%-32%之間、羥丙基含量在10%-15%之間， 依次加入陽離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺、羥丙基甲基纖維素加入，陽離子型聚 丙烯酰胺加入后保溫25°C并充分溶融，所有物料加入后必須溶融24h后形成凝膠態(tài)水溶液 備用;在農(nóng)藥噴霧過程中與農(nóng)藥化合物的水溶液按研究的配方比例加入，隨用隨配。
[0023]實施例二：制備含有聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素的崩解劑。在加工過程中必 須將配方配比的聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素按照實例一中的方法充分溶融，形成凝膠 態(tài)水溶液后再均勻噴霧在填料：白炭黑、硅藻土、煅燒高嶺土、輕質(zhì)碳酸鈣等中，充分吸附。 形成的崩解劑可應(yīng)用于可濕性粉劑、乳油等劑型。
[0024] 上述實施示例及所使用的溶助劑和方法僅限于本次試驗，但依據(jù)本專利中要求的 組配所配制的農(nóng)用制劑產(chǎn)品不僅僅限于這些溶助劑，也可以有差異，都在本專利的權(quán)限范 圍內(nèi)。例如，在48%毒死蜱超低容量劑(ULV)的無人機霧化噴霧中，由于毒死蜱原藥官能團 結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出的脂溶性，建議以非離子型聚丙烯酰胺和羥丙基甲基纖維素為主形成的凝膠態(tài) 水溶液為主，在霧化中更容易形成微小凝膠態(tài)團粒結(jié)構(gòu)來加速有效霧滴的沉降，減少高溫 揮發(fā)帶來的負(fù)面影響。
[0025] 試驗I、ULV產(chǎn)品助劑揮發(fā)性試驗
[0026] 試驗環(huán)境溫度:8 °C環(huán)境濕度:89%靜風(fēng)環(huán)境下
[0027]此次試驗按照常用的懸空濾紙法進(jìn)行各個助劑的揮發(fā)性比較，用萬分之一天平進(jìn) 行測量。試驗藥劑及處理如下：
[0028] 組份A:聚丙烯酰胺（PAM)，組份B:羥丙基甲基纖維素（HPMC)，Atplus UEP-100、 Atplus DRT-100、Ag-RhO Ultimate、Ag-RhO STARGUAR4各試驗藥劑處理按照500g/畝飛防 稀釋倍數(shù)計，隨機區(qū)組試驗：
[0029]① 、清水對照：（500g水）；
[0030] ②、噴霧液0.10%:PAM 0.05%+HPMC 0.05%+3%硫酸銨；
[0031] ③、噴霧液0.125% :Atplus UEP-100+Atplus DRT-100 = 7:3+3%尿素；
[0032] ④、噴霧液0.25% :Atplu