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合著者：Doris Kremzow-Graw, Ingo   Fleute-Schlachter, Florian Schön, Glauco Battagliarin, Waldemar Hoffmann（从左至右）,

巴斯夫，德国

通讯作者：ingo.fleute-schlachter@basf.com

   

为什么生物降解性对农化助剂至关重要？


聚合物分散剂在农药制剂中发挥着重要作用，分散剂保证活性成分颗粒均匀分布，优化研磨过程并提高制剂稳定性。随着可持续发展意识的不断提高，制剂厂商在开发高性能制剂时需要面临更多的挑战，农药制剂要符合当前以及未来的法规要求。全球各监管机构包括欧盟的《清洁工业协议》，旨在推出更加安全更加符合可持续发展的助剂产品，以减少对空气、水和土壤的污染。


欧盟法规2023/2055[1]将于2028年生效，其旨在减少合成类聚合物微小颗粒释放和潜在积累到环境中。尽管该法规豁免了水中溶解度大于2g/L或者可（生物）降解（例如非持久）的聚合物，但欧洲化学品管理局（ECHA）正在起草一项基于REACH修订的扩展监管框架，涵盖所有聚合物。欧盟在与可持续发展的相关立法处于领先地位，此类法规的出台将加剧对全球农化市场的严格审查，可能使生物降解性成为作物保护制剂中聚合类助剂的重要指标。同时，快速变化的法规要求也给制剂厂商提供了新的机遇，率先采用可生物降解助剂，将显著提升竞争优势，抢占市场份额。


由于生物降解性的提高往往伴随分散剂分散性能下降，导致制剂贮存稳定性的降低，因此时至今日，市场上性能优异且可生物降解的分散剂还非常有限。为满足市场需求，我们开发了首款可快速生物降解的聚合物分散剂 Sokalan® CP 301。该产品具有独特的生物降解特性，卓越的水解稳定性，以及在开发多种具有挑战性的活性成分制剂时表现出的优异性能。


Sokalan® CP 301卓越的生物降解特性


在巴斯夫，生物降解测试是新聚合物早期开发的必需环节。该方法根据海量历史试验数据和机器学习算法，快速的筛选出符合目标应用的侯选产品。挑选出的聚合物分散剂需要依据多种测试方法例如OECD 301，进行全面的生物降解性研究。此筛选步骤要求聚合物分散剂在污泥中28天内生物降解率达到60%，才能被认定是快速生物降解的和非持久的。


虽然农化制剂的设计初衷是附着于作物上以发挥最大的生物功效，但仍有相当一部分不可避免地进入土壤，因此土壤中的生物降解性测试也至关重要。基于此，我们根据ISO 17556标准另外开展了一个为期两年的土壤生物降解测试，该测试的目标是两年内生物降解率90%，以确定材料的土壤生物降解性。上述提到的欧盟法规EU2023/20551，要求通过此标准以验证合成类聚合物在土壤中的生物降解性。


Sokalan® CP 301 13天内即满足OECD 301标准，并在434天内达到ISO 17556标准（见图1）。这一特性使其显著区别于市场上的其它分散剂---既能在污泥中快速生物降解又能在土壤中生物降解，充分彰显其在农业可持续性发展中巨大的应用潜力。


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图1：（A） 污泥生物降解性数据（OECD 301 F）。葡萄糖/谷氨酸溶液对照（灰色），Sokalan® CP 301（绿色）。（B） 土壤生物降解性数据（ISO 17556）。 纤维素对照（灰色），Sokalan® CP 301（绿色）

 

Sokalan® CP 301广泛的性能表现已通过SC, DC, SE, FS等多种剂型验证


Sokalan® CP 301是一款快速生物降解的聚合物分散剂，可分散多种不同理化性质的活性成分（见图2）。其有效性已在嘧菌酯悬浮剂，特丁津悬浮剂，肟菌酯悬浮剂，硝磺草酮悬浮剂和吡氟酰草胺悬浮剂中得到验证。


与市售产品的比较表明，Sokalan® CP 301优于生物降解对照产品，与非生物降解对照产品Tamol® DN/Pluronic® PE 10500表现相似。如图2所示，依据CIPAC存贮测试方法，使用Sokalan CP® 301可实现悬浮剂中活性成分颗粒的小而稳定的粒径（d50 < 2.5 µm）。此外，市售可生物降解对照产品因为研磨后变稠，粒径分布过大，或者无法通过CIPAC测试方法实现再分散，均未能成功制备稳定的SC产品。


另外，Sokalan® CP 301兼容不同的pH值，兼容不同种类的增效剂，同时可以提高制剂的生物功效和化学稳定性（图2 C）。我们进行了一些DC制剂的试验，结果表明，Sokalan® CP 301具有抑制晶体长大的功能。此外，Sokalan® CP 301也适合用于SE和FS中。


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图2：使用Sokalan® CP 301的简化SC制剂粒径分布   （A）嘧菌酯，（B）肟菌酯，（C）嘧菌酯+增效剂。（D）Sokalan® CP 301成功开发的活性成分的水中溶解度和辛醇水分配系数分布图。A&B 组分：40.0%活性成分，5.0% Sokalan® CP 301，0.3%有机硅消泡剂，7.0%丙二醇，47.7%水。C组分：20.0%活性成分，5.0% Sokalan® CP 301，0.3%有机硅消泡剂，10.0%增效剂，64.7%水。

 

Sokalan® CP 301优良的产品性能，操作灵活简便


Sokalan® CP 301，93%的高含量，用量低，有效支持配方工程师在有限的制剂空间内使用。与水易溶，溶解速度快。低熔点，低粘度，加工灵活快速。


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毒理学和全球法规合规性


Sokalan® CP 301毒理学预筛试验，包括AMES 试验 (OECD 471)，眼刺激试验(OECD 492B)，皮肤致敏性试验(OECD 497)和水生毒性评估，均未发现关键风险。为确保安全使用和支持全球登记，巴斯夫已启动扩展性毒理学研究。

计划注册和豁免的区域：


  • EU: REACH polymer

  • USA: TSCA and EPA

  • Canada: PMRA

  • China: IECSC

 

Sokalan® CP 301: 树立可生物降解高性能分散剂新标杆


Sokalan® CP 301的问世，代表了可持续农业发展的巨大进步。适用多种剂型，使其成为制剂工程师兼顾可靠的制剂性能和卓越的可持续性数据的理想工具。Sokalan® CP 301在不同条件下对多种活性成分的稳定表现，确保其同时满足高功效和可持续性高标准。Sokalan® CP 301已前瞻性的符合潜在新规的生物降解要求。最终的毒理学测试仍在进行中，Sokalan® CP 301样品已开放申请测试，如需获取样品，请联系当地的BASF代表。


[1]https://environment.ec.europa.eu/topics/plastics/microplastics_en  


 

该文首发与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！

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