摘要：在农化行业，配方科学在确保作物保护产品的有效性、稳定性和安全性方面发挥着至关重要的作用。其中一种日益流行的先进剂型是悬乳剂 (SE)。悬乳剂将两种物理性质截然不同的活性成分组合成一种制剂，即，将均为水基的悬浮剂 （SC） 和水乳剂 （EW）混配，形成复配制剂。

Kamlesh Fondekar 博士

Godrej Agrovet 研发主管

序言

在农化行业，配方科学在确保作物保护产品的有效性、稳定性和安全性方面发挥着至关重要的作用。其中一种日益流行的先进剂型是悬乳剂 (SE)。悬乳剂将两种物理性质截然不同的活性成分组合成一种制剂，即，将均为水基的悬浮剂 （SC） 和水乳剂 （EW）混配，形成复配制剂。某些情况下，这种双相体系结合了悬浮剂 （SC） 和乳油（EC） 的特性，能够在单一制剂中同时输送固体和液体活性成分（或将固体成分溶解于溶剂），其好处是可以将多种不同性质的活性成分进行混配，拓宽活性光谱，解决桶混的不相容问题。尽管这种双相体系有其自身优势，但产品开发却存在一系列复杂问题。本文旨在探讨开发稳定、高质量悬乳剂所面临的主要挑战，以及实际解决方案。

了解悬乳剂

悬乳剂是一种多相体系，由悬浮于水中的细小固体颗粒和乳化于同一连续水相中的油滴组成。这种独特的组合使配方师能够同时添加亲水性和亲脂性活性成分，从而扩大害虫防治范围并提高施用便利性。

悬乳剂开发主要挑战

物理不稳定性：沉降和膏化

沉降是指制剂中分散的颗粒在重力作用下发生的沉降，这种现象常见于悬浮剂 （SC）和悬乳剂 （SE） 等剂型，这是因为分散相和连续相之间的密度差异很大。沉降会导致颗粒分布不均匀，以至于顶部出现透明层，而底部颗粒聚结；另一种情况是膏化，类似于沉降，但方向相反，即，乳液中分散的液滴密度减小，会向上浮动，在顶部形成聚集层。膏化是乳油（EC） 和悬乳剂 （SE）制剂的一个难点，它导致相分离，影响产品质地、外观和功效。这种分离不仅影响产品外观的一致性，还会损害产品功效，影响用户体验。如，在农化悬浮剂中，沉降会导致活性成分分布不均匀，继而影响功效，造成施药的不一致性。

粒度分布控制

悬浮固体和乳化液滴的粒径在配方的稳定性方面，起着至关重要的作用。理想状况下，固体颗粒 D10-D90 应在 1-5 微米范围内，而乳化液滴则尽可能小，尽可能均匀。如果固体颗粒太大，它们往往会快速下沉（沉降）；如果乳液液滴太大，由于密度差异，它们往往会上浮、膏化。如果粒度控制不精准，则会发生絮凝、聚集、聚结，会破坏制剂的稳定性，导致沉降、膏化。

复合表面活性剂和乳化剂体系

悬乳剂农药中的表面活性剂、乳化剂，须讲究平衡，更要讲科学；精心挑选的表面活性剂体系能确保最终产品的物理稳定性、易用性和长久、一致的功效；乳化剂、分散剂和润湿剂的正确搭配，对悬乳剂配方的成功至关重要；所选表面活性剂和乳化剂须发挥协同作用，确保两相稳定，避免发生不相容、沉淀或相分离；正确选择对两相都有效的乳化剂（针对油相）、分散剂和润湿剂（针对固相）组合，不会引起不良相互作用或沉淀，这是一项复杂、敏锐、智慧的工作。

黏度管理

黏度是另一个对制剂性能影响较大的关键参数。黏度过高，制剂难以输送、操纵、喷施，尤其是在使用传统农业喷施设备的情况下。另一方面，低黏度制剂容易出现相分离、以及悬浮稳定性不足的问题；正确的黏度平衡，对于确保加工和稳定至关重要。

活性成分的化学稳定性

一般来说，农化活性成分容易发生化学降解，尤其是在水环境中。水解是活性成分随时间降解的主要途径。确保多相系统中各活性成分的化学稳定性，是个很大的挑战，它要求使用稳定剂和 pH 调节剂。

实际解决方案和技术途径

尽管存在这些挑战，各种策略及技术进步可以助力制剂厂家开发出强大、稳定的悬乳剂：

先进的研磨及均质化

控制悬浮固体的粒径，通常通过使用高能研磨技术得以实现，如，珠磨机或高压均化。同样，对于乳化相，可以使用高剪切搅拌机，配制出细小而稳定的液滴。获得优质悬乳剂的最佳方法之一是，分别制备固体活性物质悬浮剂和液体乳液或低熔点活性物质 （EW/EC），然后将这两种制剂搅拌混合。通过这种方式，制剂特性得到良好控制。固体和液体活性物质混合物要避免湿磨，这一点很重要，原因如下：液体活性物质具有润滑剂的功能，会干扰研磨过程；固体活性物质含量通常很低，湿磨效果不好，固体最好单独研磨，并在高浓度情况下进行，可以有效减小粒度；乳化剂比例和所获得的乳化等级，会受到悬浮剂组分的干扰（粒度分布更宽广等）。这些方法有助于将固体颗粒减小到所需微米级别，确保更好的悬浮稳定性，并最大限度减少团聚。

表面活性剂和分散剂的合理选择

表面活性剂（乳化剂、分散剂和润湿剂）的选择，应根据其亲水亲脂平衡 （HLB） 值、与两种活性成分的相容性进行。通常，为了实现理想的平衡，会使用非离子和阴离子表面活性剂混合物；进行相容性测试和相行为分析，有助于选择、确定表面活性剂最佳组合；通过降低油/水界面张力及微粉化液滴空间/静电稳定，乳化剂、分散剂和润湿剂将活性成分的固体颗粒润湿并分散到水连续相中，从而避免絮凝、聚集或聚结；表面活性剂还可以避免固体分散颗粒和液体活性液滴之间发生絮凝、聚集，它们具备分散和乳化双重作用。

黏度调节剂和流变控制

黏度可以通过使用流变改性剂进行调节，如纤维素衍生物、黄原胶或合成聚合物。这些添加剂提高了悬浮稳定性，而不会加大制剂黏度。重要的是，触变或剪切稀化行为是首选，因为制剂在剪切下（喷施过程中）变薄或流动性增强，并在静止时恢复黏度，以防止沉降。制剂开发应考虑流变学表征，确保产品在储存过程中保持稳定，并易于田间喷施。

化学稳定性的增强

为保护活性成分不被降解，制剂生产可加入抗氧化剂， pH 缓冲液，维持延缓水解的最佳 pH 值；螯合剂可以中和会加速降解的金属离子；微胶囊或保护性胶体可以将活性成分从水性环境隔离；恰当的包装，如顶部空间最小化的密封容器、氮气吹扫，对化学稳定性也有帮助。

稳定性测试及质量控制

悬乳剂投入商业生产之前，全面的稳定性测试方案必不可少。测试应包括：高温 AHS（加速稳定性研究）；冻融循环，以评估应对温度变化的韧性；离心分离，模拟长时间沉降/膏化；随时间推移黏性和粒度监测。此外，在实际使用条件下进行田间测试，将有助于验证制剂在喷施中的持续一致性。

未来趋势及创新

随着可持续、高效植保产品市场需求的不断增长，悬乳剂技术很可能出现革新。新兴发展趋势包括： 绿色表面活性剂、减轻环境影响的生物聚合物；纳米乳剂和纳米悬浮方法，可增强吸收和生物利用度；AI 和机器学习等智能制剂开发工具，可用于预测建模；同时，在胶体、界面科学的发展中，上述趋势将会推进新一代悬乳剂的开发。

结论

开发稳定、高效、高质量的悬乳剂，涉及多方面的挑战，应对挑战需要物理、化学知识及敏捷的思维。在管理相分离、控制粒径、表面活性剂最大化、维持制剂化学稳定性方面，制剂工艺所有步骤的设计都必须仔细、精确。然而，具备了正确的工具、技术和测试方案，困难是可以克服的，也可以生产出高性能、满足现代农业需求的悬乳剂。借助科学进步、科技创新，制剂生产商可以释放无穷的悬乳剂技术潜力，开发出更高效、更可持续、更易于使用的农用化学品。

该文首发于AgroPages 世界农化网即将出版的中英《2025 制剂&助剂技术》杂志！

欢迎加入该杂志来展示您的技术实力及品牌方案！

来源：世界农化网