Concentrados en suspensión

Los herbicidas, pesticidas y fertilizantes utilizados en aplicaciones agrícolas suelen suministrarse como concentrados en suspensión. Estos concentrados agroquímicos en suspensión contienen el ingrediente activo en forma de diminutos cristales finamente divididos suspendidos en agua. Con el tiempo, estos cristales tienden a aglomerarse y formar cristales más grandes. Esto provoca que el ingrediente activo se desprenda de la suspensión y pierda su potencia. Para maximizar la vida útil y la eficiencia del concentrado en suspensión, es necesario inhibir el crecimiento de los cristales del ingrediente activo.

METHOCEL™ estabiliza los ingredientes activos

La hidroxipropilmetilcelulosa METHOCEL™ puede utilizarse para mejorar la estabilidad de los ingredientes activos en concentrados de suspensión. Para demostrarlo, se analizó la distribución del tamaño de partícula de un concentrado de suspensión herbicida modelo utilizando goma xantana y METHOCEL™ F4M como estabilizadores. Se seleccionó la goma xantana para la comparación, ya que actualmente se utiliza en muchas formulaciones comerciales de concentrados de suspensión como estabilizador económico. El contenido y la concentración de la suspensión herbicida se detallan a continuación.

• 400 g/L de metribuzina
• 0,2-0,3% Estabilizador
• Balance:
  • Agente antiespumante
  • Estabilizador de congelación/descongelación
  • Surfactante
  • Dispersante
  • Agente humectante
  • Conservantes
  • Agua

Se realizaron pruebas después de la suspensión inicial del ingrediente activo, Metribuzin, y después de dos semanas a una temperatura elevada (54 °C) para determinar la cantidad de crecimiento de partículas de cristal que ocurrió durante el almacenamiento.

Los gráficos a continuación muestran los resultados de las pruebas de distribución del tamaño de partículas:

0,2% xantano

0,2% METHOCEL F4M

Al analizar los gráficos anteriores, se observa que la distribución del tamaño de las partículas en la suspensión estabilizada con goma xantana cambia drásticamente tras dos semanas de almacenamiento a temperatura elevada. Este cambio en la distribución del tamaño de las partículas a lo largo del tiempo se atribuye al crecimiento de las partículas cristalinas del ingrediente activo. El tamaño de las partículas de la suspensión estabilizada con METHOCEL™ F4M se mantiene relativamente constante tras dos semanas a temperatura elevada. Esto demuestra que METHOCEL™ F4M inhibe mejor la formación de partículas cristalinas más grandes, lo que mejora la estabilidad del ingrediente activo y, por consiguiente, la eficacia general de la formulación.

Mejora de los concentrados de suspensión estabilizados con goma xantana

Como se mencionó, debido a su rentabilidad, la goma xantana se utiliza comúnmente en concentrados de suspensión como modificador reológico y estabilizador. Si bien se desea una mayor estabilidad de la formulación, su sustitución completa en una formulación comercial puede resultar prohibitiva. En estos casos, METHOCEL™ puede mezclarse con goma xantana para inhibir el crecimiento de cristales y mejorar la estabilidad de la suspensión del ingrediente activo, minimizando al mismo tiempo los costos de la materia prima. Se analizó la distribución del tamaño de partícula de la misma formulación modelo basada en Metribuzin con una mezcla de goma xantana y METHOCEL™ F4M como estabilizador. Esto se comparó con la formulación anterior, estabilizada únicamente con goma xantana, para demostrar cómo METHOCEL™ mejora la estabilidad de la suspensión al mezclarse con goma xantana.

Distribución del tamaño de partículas después del almacenamiento durante 2 semanas a 54 °C

Los datos de distribución del tamaño de partícula anteriores muestran que, al sustituir un 0,1 % de goma xantana por un 0,1 % de METHOCEL™ F4M, se puede inhibir el crecimiento cristalino del ingrediente activo y aumentar considerablemente la estabilidad de la suspensión durante el almacenamiento. Cabe destacar que solo las formulaciones de prueba que contenían METHOCEL™, ya sea en su totalidad o como parte de una mezcla estabilizadora, mostraron la propiedad de inhibición del crecimiento cristalino.

Cómo seleccionar el grado de METHOCEL™ adecuado para su IA

Hasta ahora hemos demostrado que la adición de METHOCEL™ como estabilizador a un concentrado de suspensión es más eficaz que la goma xantana para estabilizar la metribuzina en una suspensión. Sin embargo, ¿se comportarán todos los grados de METHOCEL™ de la misma manera? ¿Qué ocurre si el IA no es metribuzina? Para evaluar el efecto del grado en la estabilidad del IA, la suspensión se estabilizó con una mezcla de goma xantana y diferentes grados de METHOCEL™ al 0,075 %. Las gráficas a continuación ilustran la diferencia en la distribución del tamaño de partícula de la suspensión modelo después de dos semanas a temperatura ambiente y a 54 °C.

2 semanas a temperatura ambiente - nivel de uso del 0,075 %, variando los grados de METHOCEL™

2 semanas a 54 °C - nivel de uso del 0,075 %, variando los grados de METHOCEL™

Los resultados de las pruebas de distribución del tamaño de partícula muestran que, a temperatura ambiente, METHOCEL™ F4M superó a METHOCEL™ F50 y K4M como estabilizador de ingredientes activos. Sin embargo, a temperaturas elevadas, tanto METHOCEL™ F4M como F50 funcionaron bien para estabilizar la metribuzina.

Además, se evaluó el impacto de la concentración de METHOCEL™ en la estabilidad del ingrediente activo. En este caso, METHOCEL™ F4M se mezcló con goma xantana en diferentes concentraciones para su uso como estabilizador. Tras dos semanas de almacenamiento, se midió la distribución del tamaño de partícula a temperatura ambiente (TA) y 54 °C.

2 semanas a temperatura ambiente - Niveles variables de METHOCEL™ F4M

2 semanas a 54 °C - Niveles variables de METHOCEL™ F4M

Los datos anteriores muestran que, durante el almacenamiento a temperatura ambiente y a temperatura elevada, aumentar el nivel de METHOCEL™ F4M en la suspensión no mejoró la estabilidad del ingrediente activo. Esto indica que la inhibición del crecimiento de cristales de Metribuzin se optimiza utilizando METHOCEL™ F4M a dosis de uso muy bajas.

Generalmente, no existe una solución universal para los estabilizadores utilizados en concentrados de solución. Se debe explorar el grado óptimo de METHOCEL™ y la dosis de uso para cada formulación y tipo de ingrediente activo. Existen numerosos grados de METHOCEL™ disponibles comercialmente que varían en propiedades de sustitución de metoxilo e hidroxipropilo, así como en peso molecular. ChemPoint está listo para ayudarle a encontrar el grado de METHOCEL™ adecuado para su formulación.

Conclusión

Cuando se utiliza en concentraciones bajas como estabilizador en concentrados en suspensión, la hidroxipropilmetilcelulosa METHOCEL™ puede prevenir el crecimiento de partículas cristalinas del ingrediente activo. La estabilidad que proporciona METHOCEL™ permite una mayor potencia del ingrediente activo durante una vida útil más larga. Esta mayor potencia también reduce la cantidad de ingrediente activo necesaria en la formulación, lo que se traduce en una reducción de los costos de formulación. En resumen, a continuación se enumeran los beneficios de usar METHOCEL™ como estabilizador para concentrados en solución.

• Vida útil del producto mejorada y prolongada
• Potencia mejorada del ingrediente activo
• Concentración reducida de ingrediente activo
• Costo de formulación reducido

Si bien METHOCEL™ F4M ha demostrado ser el estabilizador óptimo para la suspensión modelo de Metribuzin presentada en este artículo, el grado y los niveles de uso adecuados para sus ingredientes activos y formulaciones de concentrados de suspensión varían. Contáctenos a continuación para hablar sobre el grado adecuado de METHOCEL™ para estabilizar sus ingredientes activos.