Pilarcise: Ayuda al rendimiento para el procesamiento de los materiales técnicos en los plaguicidas, tanto para importadores y como exportadores

Date:09-03-2021

En los últimos tiempos, la formulación de plaguicidas como suspensión concentrada (SC) se ha utilizado ampliamente en la agricultura demostrando ser muy eficaz. Sin embargo, esta formulación se trata de un sistema complejo multifásico altamente disperso. Su dificultad en el procesamiento y la estabilidad del producto terminado están relacionadas con muchos factores, tales como: el producto técnico, los diferentes procesos de síntesis y/o sus diferentes contenidos, las diferentes tecnologías de procesamiento, las diferentes fórmulas, etc. 

Debido a la diferencia de los procesos de producción de cada fabricante de producto técnico, se pueden encontrar distintos problemas en el procesamiento del producto técnico a la formulación SC resultante, a pesar de que el producto formulado final posea idéntica fórmula. Algunos lotes de producto técnico no pueden ser usados para formular y deben ser devueltos. Esto se ha convertido en un gran problema para los importadores y exportadores que deben comprar el producto técnico para realizar la formulación de los plaguicidas en forma de suspensión concentrada (SC).

En el manejo de plaguicidas según el sistema global, la formulación sigue normas estrictas en cuanto a la seguridad y al uso para la protección del medioambiente. Por lo tanto, no es realista adaptar las formulaciones a las distintas fuentes de productos técnicos. A modo de control, se puede realizar un análisis (pre-screening) de estos productos previo al envío de los mismos.

El proceso de producción de plaguicidas de fabricantes en China es ajustado frecuentemente, es decir, que el producto técnico comprado puede no ser consistente con el analizado previamente. Para los productos técnicos cristalinos polimórficos, cada lote es analizado por difracción de rayos X. Sin embargo, esto solo se realiza para determinar la estructura del cristal y no logra determinar completamente su efectividad de procesamiento. 

En la actualidad, las inspecciones de productos técnicos para la exportación se limitan mayormente al control del contenido y de las propiedades fisico-quimicas, mientras que el análisis de la eficiencia de procesamiento es un aspecto pendiente. Con el fin de resolver los problemas que enfrentan tanto importadores como exportadores, Pilarcise ha establecido un laboratorio para procesar pruebas de desempeño de plaguicidas para exportación haciendo uso de sus habilidades y experiencias, haciendo una prueba integral de efectividad sobre el procesamiento de productos técnicos. Se deben realizar dichos análisis para evitar situaciones incómodas donde el producto técnico no se pueda formular en suspensión concentrada (SC) correctamente luego de haberse exportado.

Con el fin de mantener la confidencialidad técnica, las pruebas de rendimiento se pueden llevar a cabo siguiendo 3 aspectos:

1. Pilarcise establece de 3 a 5 formulaciones generales con las cuales se analizan las muestras.

2. Las muestras se analizan con la formulación propia del cliente.

3. El cliente proporciona muestras de los co-formulantes y Pilarcise hace pruebas de  acuerdo con los requerimientos del cliente.

Además, Pilarcise también puede proporcionar servicios de evaluación preliminar sobre la efectividad del procesamiento del producto técnico y brinda soporte técnico a los proveedores.

El siguiente es el equipo experimental relacionado con las determinaciones que incluye; analizador de tamaño de partículas Mastersizer 3000, medidor de ángulo de contacto dinámico, reómetro Brookfield, medidor de tensión superficial, molino de arena horizontal, criostato, etc.

Antecedentes:

El control del rendimiento para el procesamiento de productos técnicos incluye muchos factores, tales como; Estructura molecular, Impurezas, Concentración de ingrediente activo, Estado polimórfico y complejos de multielementos.

A continuación, se muestran algunos ejemplos:

1. Efectos de los grupos funcionales:

Tomando la Pimetrozina como ejemplo: como plaguicida heterocíclico, esta forma fácilmente enlaces de hidrógeno o agregados con agua para formar hidratos. Por lo tanto, en el proceso de molienda la Pimetrozina absorberá agua y el producto terminado será visiblemente más pastoso y se volverá más pegajoso.

El Flumorph contiene un grupo funcional muy polar en su estructura molecular y también contiene flúor, lo que lo hace altamente hidrofóbico. Durante el proceso de trituración, las impurezas aceitosas que están estrechamente unidas a la sustancia activa se separarán de las partículas originales lo que provocará una formación cremosa. 

2. Impacto de las impurezas

Tomando como ejemplo el Imidacloprid, en la formulación del Imidacloprid 60% SC, aunque el contenido del producto técnico en diferentes proveedores supera el 97%, los diferentes procesos de producción traen diferentes impurezas desconocidas, que afectan directamente la neutralización de carga de la capa de adsorción del dispersante, lo que resulta en la inestabilidad del producto.

El contenido del grado técnico para el Benzoato de Emamectina generalmente no supera el 80%. En el proceso de molienda, se libera más de un 20% de las impurezas orgánicas teniendo como punto de fusión ≤ 54 °C y esto hace que se produzca una pasta o que el producto sea más cremoso. 

3. Formulaciones con alta concentración

Las formulaciones de alta concentración generalmente se refieren a plaguicidas que tienen un contenido  de ingredientes activos de suspensiones concentradas (SC) entre el 45% al 60%. Cuantos más ingredientes activos se agreguen a la suspensión concentrada menos agua se agregará al sistema, por lo que surgirán varios problemas durante el procesamiento. 

En la producción del Imidacloprid 60% SC, para algunos aspectos técnicos, a medida que el material se agita más rápido, la viscosidad también aumentará y, a veces, se volverá más viscoso a medida que se muele. En el proceso de producción de la suspensión concentrada (SC) de alto contenido para Buprofezina e Iprodiona, la probabilidad de floculación o coalescencia de la técnica de diferentes fuentes es diferente. El tamaño de partícula de algunos productos terminados aumentará durante el almacenamiento, lo que hará que los agregados entre las partículas se fusionen y se vuelvan más grandes, logrando así una coalescencia y generará problemas como precipitación y la aglomeración.

4.  Productos Técnicos cristalinos polimórficos

Los productos técnicos en el estado disuelto se ven afectados por varios factores durante la cristalización por ende la forma de enlace intramolecular o intermolecular puede cambiar, dando como resultado diferentes disposiciones de moléculas o átomos en el espacio de la red, formando diferentes estructuras cristalinas. Esto conduce directamente a diferentes propiedades físico-químicas (como solubilidad, punto de fusión, dureza, forma del cristal) del producto técnico.

Por ejemplo, la Azoxistrobina tiene tres formas: la forma cristalina A, la forma cristalina B y la forma amorfa; La Piraclostrobina tiene cinco formas: forma amorfa y 4 formas cristalinas intercambiables diferentes I-IV, entre las cuales la forma cristalina IV es la forma cristalina más termodinámicamente estable que se puede utilizar para formular suspensión concentrado (SC) estables. Hay dos formas cristalinas de Imazetapir, la forma cristalina I y la forma cristalina II; el Metazacloro es también un producto técnico polimórifoc, y es fácil de convertir entre las diversas formas cristalinas. Los plaguicidas como Mesotriona, Boscalid y S-indoxacarb también poseen dos formas cristalinas. Cuando se procesan los productos técnicos polimórficos a suspensión concentrada (SC), si la pureza del técnico no es suficiente, la mezcla de polimorfos contendrá inevitablemente formas cristalinas de bajo punto de fusión, lo que conducirá a inestabilidad y la descomposición del producto. Además, puede que ocurra coalescencia, precipitación y aglomeración entre otros problemas.

5. Productos formulados compuestos de múltiples ingredientes técnicos

En la mayoría de los casos, los productos formulados compuestos por múltiples productos técnicos son más susceptibles a daños debido a la fuerza intermolecular, lo que hace que disminuya el punto de fusión de todo el sistema. Así, el producto técnico con un punto de fusión más alto se procesará en un producto técnico de bajo punto de fusión durante el procesamiento a suspensión concentrada (SC).

Por ejemplo, para Tiametoxam + Bifentrina 19% SC. El Tiametoxam tiene un punto de fusión de 139.1 ° C (plaguicida de alto punto de fusión) y la Bifentrina tiene un punto de fusión de 68 ～ 70.6 ° C. El punto de fusión del compuesto formado por los dos productos técnicos es de 57 ～ 64 ° C (la temperatura eutéctica más baja), lo que equivale a procesar plaguicidas de bajo punto de fusión.

El punto de fusión del Difenoconazol es de 76 ° C y el punto de fusión del Tiofanato-Metilo es de 178 ° C. Cuando se procesa el compuesto de Difenoconazol + Tiofanato-metil 40% SC, la temperatura eutéctica más baja es de 61,4 ° C. Para los productos técnicos de diferentes fuentes, el grado en que la partícula cambia de sólido a líquido (fusión) a altas temperaturas es diferente, y la efectividad del procesamiento también es diferente. Algunos productos técnicos se pegarán o solidificarán durante el proceso de molienda, la viscosidad aumentará antes y después del almacenamiento térmico, el tamaño de las partículas aumentará y los cristales se precipitarán fácilmente.

En el procesamiento de los productos de suspensión ternaria de napropamida, metazaclor y metamitrón, los puntos de fusión de los materiales de la mezcla también son diferentes.

Nota: Parte de la información de antecedentes es citado de la publicación "Desarrollo, características, dificultades de procesamiento y análisis de la suspensión concentrada de los pesticidas"  por Hua Naizhen en "World Pesticide" en el 2019, a lo que le expresamos nuestros más sinceros agradecimientos.