Herbizide, Pestizide und Düngemittel für die Landwirtschaft werden häufig als Suspensionskonzentrate geliefert. Diese agrochemischen Suspensionskonzentrate enthalten den Wirkstoff in Form winziger, fein verteilter Kristalle, die in Wasser suspendiert sind. Mit der Zeit neigen diese Kristalle dazu, zu agglomerieren und größere Kristalle zu bilden. Dies führt dazu, dass der Wirkstoff aus der Suspension ausfällt und seine Wirksamkeit verloren geht. Um die Haltbarkeit und Wirksamkeit des Suspensionskonzentrats zu maximieren, muss das Kristallwachstum des Wirkstoffs gehemmt werden.
METHOCEL™ stabilisiert Wirkstoffe
METHOCEL™ Hydroxypropylmethylcellulose kann verwendet werden, um die Stabilität von Wirkstoffen in Suspensionskonzentraten zu verbessern. Um dies zu demonstrieren, wurde die Partikelgrößenverteilung eines Modell-Herbizid-Suspensionskonzentrats unter Verwendung von Xanthangummi und METHOCEL™ F4M als Stabilisatoren getestet. Xanthangummi wurde zum Vergleich ausgewählt, da es derzeit in vielen kommerziellen Suspensionskonzentraten als kostengünstiger Stabilisator verwendet wird. Inhalt und Konzentration der Herbizid-Suspension sind unten aufgeführt.
400 g/l Metribuzin
0,2–0,3 % Stabilisator
Rest:
Entschäumer
Gefrier-/Taustabilisator
Tensid
Dispergiermittel
Netzmittel
Konservierungsmittel
Wasser
Die Tests wurden nach der anfänglichen Suspension des Wirkstoffs Metribuzin und nach zwei Wochen bei erhöhter Temperatur (54 °C) durchgeführt, um das Ausmaß des während der Lagerung aufgetretenen Kristallpartikelwachstums zu bestimmen.
Die folgenden Diagramme zeigen die Ergebnisse der Partikelgrößenverteilungstests:
0.2% Xanthan
0.2% METHOCEL F4M
Bei der Analyse der obigen Diagramme können wir erkennen, dass sich die Größenverteilung der Partikel in der mit Xanthan stabilisierten Suspension nach zweiwöchiger Lagerung bei erhöhter Temperatur dramatisch verschiebt. Diese zeitliche Verschiebung der Partikelgrößenverteilung ist auf das Wachstum der Kristallpartikel des Wirkstoffs zurückzuführen. Die Partikelgröße der mit METHOCEL™ F4M stabilisierten Suspension bleibt nach zwei Wochen bei erhöhter Temperatur relativ konstant. Dies zeigt, dass METHOCEL™ F4M die Bildung größerer Kristallpartikel besser hemmt, wodurch die Stabilität des Wirkstoffs und somit die Gesamtwirksamkeit der Formulierung verbessert wird.
Verbesserung von mit Xanthangummi stabilisierten Suspensionskonzentraten
Wie bereits erwähnt, wird Xanthangummi aufgrund seiner Kosteneffizienz häufig in Suspensionskonzentraten als Rheologiemodifikator und Stabilisator verwendet. Auch wenn eine verbesserte Stabilität der Formulierung erwünscht sein kann, kann der vollständige Ersatz von Xanthangummi in einer kommerziellen Formulierung zu teuer sein. In diesen Fällen kann METHOCEL™ mit Xanthangummi gemischt werden, um das Kristallwachstum zu hemmen und die Suspensionsstabilität des Wirkstoffs zu verbessern und gleichzeitig die Rohstoffkosten zu minimieren. Die Partikelgrößenverteilung derselben Modellformulierung auf Basis von Metribuzin wurde mit einer Mischung aus Xanthangummi und METHOCEL™ F4M als Stabilisator getestet. Dies wurde mit der vorherigen Formulierung verglichen, die nur durch Xanthangummi stabilisiert wurde, um zu zeigen, wie METHOCEL™ die Suspensionsstabilität verbessert, wenn es mit Xanthangummi gemischt wird.
Partikelgrößenverteilung nach 2-wöchiger Lagerung bei 54°C
Die oben stehenden Daten zur Partikelgrößenverteilung zeigen, dass durch den Ersatz von 0,1 % Xanthangummi durch 0,1 % METHOCEL™ F4M das Kristallwachstum des Wirkstoffs gehemmt und die Suspension während der Lagerung wesentlich stabiler gemacht werden kann. Es ist auch erwähnenswert, dass nur Testformulierungen, die METHOCEL™ entweder vollständig oder als Teil einer Stabilisatormischung enthielten, die Eigenschaft der Hemmung des Kristallwachstums aufwiesen.
Auswahl der richtigen METHOCEL™-Qualität für Ihre KI
Bisher haben wir gezeigt, dass die Zugabe von METHOCEL™ als Stabilisator zu einem Suspensionskonzentrat Metribuzin in einer Suspension wirksamer stabilisiert als Xanthangummi. Verhalten sich jedoch alle Sorten von METHOCEL™ entsprechend? Was ist, wenn der AI nicht Metribuzin ist? Um die Auswirkung der Sorte auf die AI-Stabilität zu bewerten, wurde die Suspension mit einer Mischung aus Xanthangummi und verschiedenen Sorten METHOCEL™ bei 0,075 % stabilisiert. Die folgenden Diagramme veranschaulichen den Unterschied in der Partikelgrößenverteilung der Modellsuspension nach zwei Wochen bei Raumtemperatur und 54 °C.
2 Wochen bei RT – 0,075 % Anwendungskonzentration, verschiedene METHOCEL™-Qualitäten
2 Wochen bei 54 °C – 0,075 % Nutzungsniveau, verschiedene METHOCEL™-Qualitäten
Die Ergebnisse der Partikelgrößenverteilungstests zeigen, dass METHOCEL™ F4M bei Lagerung bei Raumtemperatur METHOCEL™ F50 und K4M als Wirkstoffstabilisator übertraf. Bei erhöhten Temperaturen stabilisierten jedoch sowohl METHOCEL™ F4M als auch F50 Metribuzin gut.
Zusätzlich wurde der Einfluss der METHOCEL™-Konzentration auf die Wirkstoffstabilität untersucht. In diesem Fall wurde METHOCEL™ F4M zur Verwendung als Stabilisator in unterschiedlichen Konzentrationen mit Xanthangummi vermischt. Nach zweiwöchiger Lagerung wurde die Partikelgrößenverteilung bei Raumtemperatur (RT) und 54 °C gemessen.
2 Wochen bei RT – Unterschiedliche Konzentrationen von METHOCEL™ F4M
2 Wochen bei 54 °C – Unterschiedliche Konzentrationen von METHOCEL™ F4M
Die obigen Daten zeigen, dass eine Erhöhung des METHOCEL™ F4M-Gehalts in der Suspension bei Lagerung bei Raumtemperatur und erhöhter Temperatur die Stabilität des Wirkstoffs nicht verbessert. Dies deutet darauf hin, dass die Hemmung des Kristallwachstums von Metribuzin durch die Verwendung von METHOCEL™ F4M bei sehr geringen Dosierungen optimiert wird.
Im Allgemeinen gibt es keine Universallösung für Stabilisatoren in Lösungskonzentraten. Die optimale METHOCEL™-Qualität und -Dosierung muss für jede Formulierung und jeden Wirkstofftyp ermittelt werden. Es gibt viele kommerziell erhältliche METHOCEL™-Qualitäten mit unterschiedlichen Methoxyl- und Hydroxypropylsubstitutionseigenschaften sowie unterschiedlichem Molekulargewicht. ChemPoint hilft Ihnen gerne, die richtige METHOCEL™-Qualität für Ihre Formulierung zu finden.
Abschluss
Bei Verwendung in geringen Mengen als Stabilisator in Suspensionskonzentraten kann METHOCEL™-Hydroxypropylmethylcellulose das Wachstum von Kristallpartikeln des Wirkstoffs verhindern. Die durch METHOCEL™ gewährleistete Stabilität ermöglicht eine verbesserte Wirksamkeit des Wirkstoffs über eine längere Haltbarkeitsdauer. Diese verbesserte Wirksamkeit reduziert auch die in der Formulierung benötigte Wirkstoffmenge, was zu geringeren Formulierungskosten führt. Zusammenfassend sind die Vorteile der Verwendung von METHOCEL™ als Stabilisator für Lösungskonzentrate nachfolgend aufgeführt.
Verbesserte und verlängerte Produkthaltbarkeit
Verbesserte Wirkstoffwirksamkeit
Reduzierte Wirkstoffkonzentration
Reduzierte Formulierungskosten
Obwohl sich METHOCEL™ F4M als optimaler Stabilisator für die in diesem Artikel vorgestellte Modell-Metribuzin-Suspension erwiesen hat, können die geeignete Qualität und Verwendungsmengen für Ihre Wirkstoffe und Suspensionskonzentratformulierungen variieren. Kontaktieren Sie uns unten, um die richtige METHOCEL™-Qualität zur Stabilisierung Ihrer Wirkstoffe zu besprechen.
