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环保型农药制剂的优良助剂——硅酸镁铝系列报道(一):如何选购硅酸镁铝
 
 

    硅酸镁铝作为一种助剂应用于农药制剂中,选购时除了要考虑产品价格外,更要重视其质量,因为这关乎着最终农药产品的性能,关乎着广大农民的利益。通过研究硅酸镁铝的各项指标并结合其在农药制剂的作用,可以方便的衡量硅酸镁铝质量的优劣,从而为产品的甄选提供科学依据。

    通过对我公司销售的Science Brook产品进行统计分析及与用户交流,发现硅酸镁铝主要应用剂型为:悬浮剂SC、悬乳剂SE、悬浮种衣剂FS、种衣剂SD、湿拌种剂WS、可湿性粉剂WP、水分散粒剂WG、颗粒剂GR等,硅酸镁铝还可经由助剂加工企业进行复配后使用在更多剂型中。对以上剂型进行分析得知,除固体制剂需要硅酸镁铝的黏合功能外,各种剂型均需要硅酸镁铝对原药的固体或者液体微粒起到悬浮、稳定的作用,以防止分散开的各微粒再次发生聚结、沉降、硬化等不良现象,从而影响到制剂的均一性。

    硅酸镁铝上述性能的发挥,主要依靠其水化分散后的一维纳米片层形成的可触变性立体网格结构,如图1所示。想要达到这样的理想结构,需要在硅酸镁铝的生产过程中做到:

    通过提纯去除膨润土中大量的杂质,提高有效成分含量。生产硅酸镁铝的原料膨润土是一种粘土矿物,根据品位不同,含有10%40%对功能实现和人体健康有害的石英、方石英、长石等杂质,这就要求生产商制定科学的生产工艺。一般而言,只有在液相中通过一定工艺设计才能达到去除杂质的目的。干法生产的硅酸镁铝,外观与液相中湿法生产的几乎无区别,前者只是将该类杂质微粉到了一定粒度而已,对于悬浮、稳定起不到有效作用,反而因为方石英粉的高表面能、极易团聚特点影响到产品的分散能力。
   
    通过科学改性技术提高膨润土的解离程度,增大层间距。膨润土的有效成分为蒙脱石,具备极强吸水性,吸水膨胀后易于产生层状解离,科学的改性技术可以使得解离更加完全,同时在一定尺寸范围内保持其形成凝胶的片状结构,这就有利于生产出的硅酸镁铝能够良好水化并形成所需的立体网格状结构。宏观表现即是悬浮能力增强,体系更加稳定,不易发生析水和沉降。

    了解了硅酸镁铝的生产和作用机理之间的关系后就可以通过以下步骤和方式判断其质量的优劣:

    1、观测产品白度(whiteness)。如果产品白度过低,则一般是因为深色杂质过多导致,除了达不到外观要求外,深色杂质的成分不确定性,有可能对原药产生不可预知的负面影响。白度的测定可以通过外观比对进行简单区别,对产品白度要求较高的企业可以使用白度仪进行定量测定。我公司Science Brook系列产品的白度一般为80%左右,供用户选择时参考。
   
    2、测试杂质含量。硅酸镁铝产品中杂质含量高,有效成分偏低,会减弱体系的悬浮力和稳定性。由于精确测定杂质含量的难度较大,成本较高,用户在遴选时可通过以下方法简单区别不同产品中杂质含量的多寡:将各对比样品分别制成5%固含量的水分散浆液,然后使用低速离心机在相对离心力约2500G下离心5分钟,比对离心管底部的深色或灰色沉淀即可简单判别其杂质含量,同时也可据此判断体系悬浮能力的强弱,沉淀越多,甚至发生析水情况,则说明悬浮能力弱。杂质含量也可以通过测定产品中有效物质蒙脱石的含量来进行推算,可以用吸蓝量(MB)换算法,精度要求更高的可以对产品进行X射线衍射(XRD),分析衍射图谱获得数据。膨润土原矿品位不同、提纯改性工艺不同、产品品级定位不同,其蒙脱石的含量也从30%~90%不等。含量越高品质越好。
 
    3、测定产品粘度(viscosity)。优良的硅酸镁铝应该具有适合、稳定的粘度。通过测定5%固含量分散浆液静置24小时的动力粘度,可以为选购产品提供重要依据。不经改性或者改性不好的产品的粘度难以达到150CP以上。粘度偏低会降低体系的悬浮能力和稳定性。

    4、观测体系的储存稳定性。将对比产品制成不同固含量的浆液,观测其随时间变化的沉降、析水情况,也可以用此法简单测定体系的冷/热储稳定性。体系不发生析水、不产生沉降的时间越长说明产品悬浮能力越强,产品性能越好。有条件企业可以通过稳定性分析仪进行更精确、快速的测定。

    5、耐硬水性能。这项指标很关键,因为所制备的水基性农药制剂在使用过程中,北方区域一般采用的是井水,水质硬度较高,而一般的改性膨润土属于带负电荷的无机胶体,会吸附钙、镁离子产生沉淀,导致药剂分散性不佳,影响使用效果。能够赋予水基农药制剂良好的综合性能的硅酸镁铝,必须具备优良的耐硬水性能。

    其他指标的测定。衡量产品性能的指标还包括干燥失重、粒度、微生物、重金属、透闪石以及其他用户特别关注物质的含量等。耐酸碱硅酸镁铝则还要考量其pH的使用范围,耐盐硅酸镁铝则需考量其耐盐量的高低。

    综上所述,选购硅酸镁铝产品时要关注其白度、粘度,要观测产品的分散性、储存稳定性,并要结合不同的制剂类型,不同的原药种类和含量进行全面分析,确定使用的可行性、最佳使用量、最佳调配方案等,从而使得硅酸铝镁能够发挥其最优性能,为提供更加环保、稳定、高效的农化产品做出贡献。另外,对于以出口为主的制剂企业还需考虑硅酸镁铝供应商的知识产权状况,因为欧美企业对这方面要求比较严格,为避免不必要纠纷选择具备自主知识产权的供应商才是长效、明智之举。此外,供应商的生产加工能力、研发水平、技术支持能力、管理服务水平等都应列入考核的范围之内。 

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