Дисперсные системы
В лаборатории гербицидов «Августа»
Это суспензии, эмульсии или их сочетания.
Мы заканчиваем цикл статей о современных препаративных формах (ПФ), начатый в 3 и 4 номерах «Поля Августа» 2025 года. Сегодня речь пойдет о ПФ, в которых действующие вещества входят в состав микрочастиц, равномерно распределенных в жидкой среде. Рассказывает начальник департамента разработки ПФ «Августа» Лариса Степановна ЕЛИНЕВСКАЯ.
СУСПЕНЗИИ
Cуспензионные концентраты, СК (Suspension concentrate, SC)* представляют собой устойчивую суспензию действующих веществ (д. в.) в водном носителе. После разведения препарата водой должна образовываться стабильная суспензия с размером частиц не более 5 мкм.
Многочисленные международные требования к СК предполагают, помимо стандартных показателей, обязательное нормирование динамической вязкости и размера частиц как с помощью лазерного анализатора, так и путем определения остатка на сите. Для этой ПФ также важны такие свойства, как спонтанное диспергирование, нормирующее самодиспергирование при разведении в воде, и процент остатка препарата в канистре после его выливания. В справочнике Международного совместного аналитического совета по пестицидам («Collaborative International Pesticides Analytical Council», CIPAC) изложены эти характеристики и методики анализа препаративных форм, что обеспечивает единство их определения в различных странах.
В России зарегистрирован ряд ХСЗР различных производителей со свойствами СК, но под разными наименованиями: водная суспензия, текучая паста, текучий концентрат суспензии и т. д. К сожалению, наша система ГОСТ многие очень полезные характеристики этой ПФ не нормирует, что позволяет ряду недобросовестных производителей не указывать их в технических условиях.
Аббревиатура СК в российской практике используется не только для препаратов, применяющихся по вегетации, но и для протравителей семян, однако в мире такие ХСЗР обозначаются другим определением: Flowable concentrate for seed treatment (FS). Для протравителей в виде СК характерен еще более сложный состав, так как протравливание требует обязательного наличия сигнального красителя и специальных добавок, обеспечивающих хорошую адгезию препарата с семенами. По международным нормативам производитель протравителя должен гарантировать нанесение на семена минимально необходимого количества д. в. – так называемую его адгезионную способность, и этот показатель нормируется.
«Август» выпускает разнообразную продукцию в форме СК, МД, МЭ и СЭ
СК для протравливания тоже обычно разводят в воде, но общее количество жидкости в основном не должно превышать 10 л на 1 т семян, обеспечивая «полусухое протравливание». Первым этапом, предшествующим протравливанию, должна быть очистка семян: наличие на них пыли и других загрязнений катастрофически увеличивает осыпание красителя и препарата после обработки, что может полностью уничтожить его эффект.
Капсулированная суспензия, КС (Capsule suspension, CS). По составу очень похожа на предыдущую за исключением одного важного обстоятельства – д. в. здесь находится в специальной капсулированной форме. Эта ПФ обычно используется для веществ, характеризующихся высокой токсичностью для теплокровных, и их заключение в микрокапсулы позволяет снизить токсическое и раздражающее воздействие, а также летучесть.
Создание КС – технически сложная и дорогостоящая задача, поэтому имеет распространение для ограниченного круга д. в., таких как лямбда-цигалотрин, абамектин, пендиметалин, кломазон и др.
Масляная дисперсия, МД (Oil dispersion, OD) – современная и перспективная ПФ. Она представляет собой суспензию д. в. в липофильной фазе в присутствии коформулянтов. МД не содержит воду и гидрофильные компоненты и за счет этого дает возможность рецептурировать гидролитически нестабильные вещества – сульфонилмочевины, манкоцеб, ципродинил, ряд биопестицидов и многие другие соединения, которые ранее производились только в твердых ПФ.
После приготовления рабочих жидкостей масляные дисперсии образуют суспоэмульсии со среднемедианным размером частиц не больше 1,5 мкм. Масло придает им повышенную прилипаемость и хорошую растекаемость на листовых пластинках, увеличивает дождестойкость, а также обеспечивает более полную реализацию биологического потенциала д. в. (особенно проникающих по липофильному пути) за счет лучшей проницаемости через кутикулярный воск.
Для МД важны физико-химические показатели, характерные для СК (см. выше). Однако она имеет и недостатки. Например, некоторые из МД рекомендовано вносить сразу в бак из-за возможного образования густых обратных эмульсий. Препараты в такой форме крайне капризны при применении вместе с другими веществами: многие производители полностью исключают возможность их использования в баковых смесях, особенно совместно с удобрениями и микроэлементами.
ЭМУЛЬСИИ
Эмульсии «масло в воде», ЭМВ (Emulsions «oil in water», EW) представляют собой содержащие д. в. жидкие частицы, стабильно распределенные в водной фазе и предназначенные для разведения водой при применении. В такой форме рецептурируют нерастворимые в воде д. в., которые растворяют в органических растворителях. ЭМВ содержат меньше органических растворителей по сравнению с КЭ, и это более экологичная препаративная форма.
Для обеспечения агрегативной стабильности в ЭМВ обязательно добавляется загуститель, фиксирующий вязкость препарата и постоянство размера частиц эмульсии, он не должен превышать 3 мкм. Недостатки этой ПФ – отсутствие морозостойкости и обязательное тщательное предварительное перемешивание.
Иногда ЭМВ используют для протравливания семян. В России специального выделения такой ПФ нет, однако в мировой практике она называется Emulsion for seed treatment, ES (эмульсия для протравливания семян). Она дополнительно содержит в составе краситель и адгезионную добавку, обеспечивающую нанесение и удерживание д. в. и красителя на семенах. Так как такие препараты активно влияют на процесс прорастания, выбор органических растворителей для их приготовления весьма ограничен.
Микроэмульсии, МЭ (Microemulsion, ME) – смесь водорастворимых и водонерастворимых компонентов. В воде образуют прозрачную стабильную эмульсию с размером частиц от 100 нм до 1 мкм. Особенность состава МЭ – большое количество поверхностно-активных веществ, которые необходимы для солюбилизации действующих веществ и получения микроэмульсии д. в. и растворителя.
Основные недостатки микроэмульсий – нестабильность при низких температурах и невозможность обеспечить высокое содержание д. в. в препарате. Замерзание обычно приводит к полному агрегативному разрушению, что ограничивает периоды перевозки и хранения.
«МИКСЫ»
Существуют жидкие формуляции, в составе которых сочетаются различные виды частиц – суспензионные, эмульсионные и микрокапсулированные. В мире применяется три таких ПФ, две из которых в России малоизвестны: это Mixed formulation of CS и SC, ZC, состоящая из микрокапсул и суспензионных концентратов, и Mixed formulation of CS и EW, ZW (микрокапсулы и эмульсии «масло в воде»).
Наши аграрии могут иметь дело с суcпоэмульсиями, или суспензионными эмульсиями, СЭ (Suspo-emulsion, SE). СЭ представляет собой гетерогенную ПФ, которая включает суспензионные и эмульсионные частицы размером около 1 - 2 мкм, с устойчивой дисперсией д. в. Большое преимущество суспоэмульсии – возможность сочетать в одной ПФ жидкие и твердые д. в. с абсолютно разными свойствами, различной липофильностью и растворимостью и получать высокоэффективные современные препараты.
Стабильность СЭ обеспечивает четкое соблюдение требований дисперсности как суспензионных, так и эмульсионных частиц, контроль вязкости и правильный подбор системы эмульгаторов, совместимой с системой диспергатор-смачиватель. Количество сурфактантов в этой ПФ при всем их многообразии ограничено. К сожалению, российская система ГОСТ не нормирует СЭ должным образом, поэтому наши разработчики и специалисты обычно руководствуются зарубежными материалами ФАО.
Применяя описанные ПФ, необходимо строго соблюдать рекомендации разработчиков. Все суспензии, эмульсии и их сочетания, кроме микроэмульсий (МЭ), характеризуются метастабильным состоянием, поэтому непосредственно перед приготовлением рабочей смеси нуждаются в интенсивном предварительном перемешивании.
Подготовила Елена ПОПЛЕВА на основе статьи, опубликованной в журнале «Защита и карантин растений», № 12/2024
Фото А. Руйбиса
________________________
* Здесь и далее определения даны в соответствии с международной классификацией ФАО на русском и английском языках, но с приведением иных названий и аббревиатур, наиболее близких к международным
Контактная информация
Лариса Степановна ЕЛИНЕВСКАЯ
Опубликовано в номере 5 за 2025 год
Перепечатка и копирование материалов на электронные ресурсы только с письменного разрешения редакции и с указанием первоисточника.
