摘要：如今，液劑型農(nóng)藥占了現(xiàn)有農(nóng)藥制劑的一半以上，并不斷的更新?lián)Q代，相應(yīng)的農(nóng)藥包裝也發(fā)生了巨大的變革。塑料材質(zhì)在性能、質(zhì)量、工藝、使用方面具有其他材料*的優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為農(nóng)藥包裝主流。由于不同的塑料材料性質(zhì)不同，根據(jù)農(nóng)藥的特性和銷(xiāo)售需求，農(nóng)藥包裝不僅應(yīng)選擇合適阻隔性的包裝材料，且應(yīng)具有足夠的密封性和耐壓強(qiáng)度，如此才能實(shí)現(xiàn)塑料容器在農(nóng)藥領(lǐng)域的全面應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：農(nóng)藥包裝、阻隔、氧氣、水蒸氣、有機(jī)溶劑

　　我國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，作為除蟲(chóng)害保豐收的重要利器，農(nóng)藥是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)*的組成部分。據(jù)了解，現(xiàn)有農(nóng)藥制劑6000余種，其中液劑型農(nóng)藥占了一半以上。隨著蟲(chóng)害形式的不斷變化，農(nóng)藥逐漸升級(jí)換代，也帶動(dòng)了的發(fā)展變革。

一、液劑型農(nóng)藥簡(jiǎn)介及包裝現(xiàn)狀

　　液劑型農(nóng)藥由原藥、助劑以及各種溶劑構(gòu)成，溶劑的作用是用來(lái)溶解另一種物質(zhì)體，以改變另一種物質(zhì)的物理性質(zhì)或懸浮另一種物質(zhì)，二者不發(fā)生化學(xué)變化。水、液氨、液態(tài)金屬溶劑皆為無(wú)機(jī)溶劑，而由碳?xì)浠衔锘蛱細(xì)浠衔锏难苌锝M成的溶劑為有機(jī)溶劑。通常，液劑型農(nóng)藥分為水劑型、懸浮液型和乳油型三類(lèi)。其中水劑型和懸浮液劑農(nóng)藥都采用水等無(wú)機(jī)溶劑，相對(duì)安全；乳油型農(nóng)藥多采用二甲苯、甲苯、C9芳香烴、甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮等有機(jī)溶劑，因此這類(lèi)農(nóng)藥高毒、強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)滲透性液體。

　　基于上述農(nóng)藥的種種特性，隨著包裝技術(shù)的不斷提升，農(nóng)藥包裝材料和形式發(fā)生了數(shù)次變革：過(guò)去，玻璃瓶是農(nóng)藥包裝的主要形式，其技術(shù)成熟、化學(xué)穩(wěn)定性高、價(jià)格低廉、阻隔性好，以及不易滲漏等多種優(yōu)勢(shì)使其長(zhǎng)期占據(jù)著農(nóng)藥包裝的主導(dǎo)地位。但是，玻璃材質(zhì)易碎的特點(diǎn)常在農(nóng)藥生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)和使用過(guò)程中發(fā)生事故，不僅會(huì)引起經(jīng)濟(jì)損失，更有可能導(dǎo)致中毒事件以及局部土地、生物的污染。另外，玻璃自重較大，面對(duì)當(dāng)前物流運(yùn)輸成本飛速上漲的現(xiàn)狀，無(wú)疑增加了銷(xiāo)售成本。所以，找尋一種能取長(zhǎng)補(bǔ)短的更為完善的包裝形式顯得尤為重要。

　　20世紀(jì)90年代，在原化工部提出的“以塑代玻”的號(hào)召下，塑料容器逐漸進(jìn)入農(nóng)藥領(lǐng)域，開(kāi)始了由單層向多層，由單一性向高阻隔性的發(fā)展之路。目前，應(yīng)用于液劑型農(nóng)藥包裝的單層塑料瓶主要有PE瓶、PET瓶及HDPE瓶等，由于材質(zhì)單一，其在阻隔氧氣、水蒸氣滲透和農(nóng)藥揮發(fā)方面的作用明顯不足，難以實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥較長(zhǎng)時(shí)間的貯存。隨著包裝要求的提升，具有高阻隔性的農(nóng)藥塑料容器步入歷史舞臺(tái)。所謂阻隔塑料瓶，是指借助某種特殊工藝，如噴涂、復(fù)合、共混等類(lèi)似方法，使制得的塑料瓶具有優(yōu)異的阻隔氧氣、水蒸氣和有機(jī)氣體的作用，同時(shí)兼有質(zhì)輕、多變、堅(jiān)固等優(yōu)良性能，例如當(dāng)前使用zui多的氟化阻隔瓶、共混多層阻隔瓶和共擠多層阻隔瓶。

二、如何選擇合理性能的農(nóng)藥包裝

　　上述介紹可以發(fā)現(xiàn)，如今農(nóng)藥包裝林林總總，形式多樣。阻隔瓶，顧名思義，其zui大的優(yōu)勢(shì)就在于其優(yōu)異的阻隔性，但相應(yīng)成本也較高，而單層瓶雖阻隔性較差，但勝在工藝簡(jiǎn)單，成本低廉。對(duì)于農(nóng)藥生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，若盲目追求高阻隔性，忽略產(chǎn)品實(shí)際需求，則會(huì)造成成本脫離控制的局面。對(duì)此，一方面應(yīng)根據(jù)農(nóng)藥的具體特性、貯存要求、預(yù)算等選擇合理阻隔性的包裝材料，另一方面要根據(jù)GB 3796-2006《農(nóng)藥包裝通則》的要求，對(duì)包裝容器的堆碼、氣密和液壓三項(xiàng)性能進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，以保證包裝容器的安全使用。

（一）阻隔性

　　首先，籠統(tǒng)的說(shuō)，阻隔性指的是包裝材料阻隔氧氣、有機(jī)氣體和水蒸氣滲透的性能。滲透，是單分子擴(kuò)散過(guò)程，當(dāng)包裝材料與一側(cè)濃度高、另一側(cè)濃度低的滲透物質(zhì)接觸時(shí)，在高濃度測(cè)，滲透物質(zhì)首先溶解于包裝材料，然后在材料中向低濃度一側(cè)擴(kuò)散，zui后在低濃度一側(cè)逸出。根據(jù)滲透機(jī)理，筆者利用OX2/230氧氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)、W3/330水蒸氣透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)和OR2/410有機(jī)氣體透過(guò)率測(cè)試系統(tǒng)對(duì)多種同規(guī)格的農(nóng)藥塑料瓶進(jìn)行了氧氣、水蒸氣和有機(jī)氣體透過(guò)率測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1. 各材質(zhì)包裝容器的氧氣、水蒸氣和有機(jī)氣體透過(guò)率測(cè)試結(jié)果

　　通過(guò)氧氣、水蒸氣和有機(jī)氣體透過(guò)率的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，4#和5#兩種多層塑料瓶的阻隔性顯著優(yōu)于1~3#單層塑料瓶，這是由于添加了高阻隔性材料PA和EVOH的緣故。之所以會(huì)出現(xiàn)不同材料對(duì)同一氣體的透過(guò)率差異的現(xiàn)象，是由于以下四種原因：

　　1、分子的極性。任何物質(zhì)的分子都分為極性分子和非極性分子。極性分子的相互引力大，內(nèi)聚能密度高，因而擴(kuò)散系數(shù)低，阻隔性好。本次試驗(yàn)中，PET、PA、EVOH均為極性分子的物質(zhì)，因此對(duì)于測(cè)試氣體的阻隔性優(yōu)于其他兩種測(cè)試材料。

　　2、分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)包含三個(gè)方面：（1）結(jié)晶度。材料的結(jié)晶度高，分子鏈排列越緊密，氣體擴(kuò)散需要更多的能量，擴(kuò)散塑料低，阻隔性好；（2）密度。同結(jié)晶度相似，材料的密度越高阻隔性越好；（3）取向度。通過(guò)改變材料的拉伸取向可顯著降低氣體透過(guò)率，特別對(duì)結(jié)晶材料，取向可使晶體按一定方向重新排列起來(lái)，還可以促進(jìn)結(jié)晶，使得滲透劑分子需經(jīng)過(guò)更為曲折的路徑才能透過(guò)包裝材料。

　　3、濕敏度和溫度。有些材料含有羥基— OH、酰胺基— CNH —等，對(duì)水敏感，當(dāng)水分子滲入，形成氫鍵，使高聚物膨脹、松弛，使透氣性增加，例如PA和EVOH，二者在濕度較大的環(huán)境都會(huì)對(duì)氣體阻隔性產(chǎn)生影響，但PA的影響程度較少，而EVOH的氣體阻隔性則會(huì)大幅下降。另外，氣體在塑料材料中的透過(guò)率隨溫度升高而增加。這是因?yàn)?，隨著環(huán)境溫度的升高，影響塑料薄膜阻隔性的因素都會(huì)有相應(yīng)變化：分子鍵的剛性下降，內(nèi)聚度下降，自由體積增大，易于氣體分子的滲透。環(huán)境溫度的升高還會(huì)使經(jīng)過(guò)拉伸取向的聚合物分子鏈間的取向能降低，這些變化使薄膜的氣體透過(guò)率隨著環(huán)境溫度的升高而加大。

　　4、溶解度參數(shù)。對(duì)于材料的有機(jī)氣體透過(guò)率而言，除了受到上述因素的影響外，還與包裝材料與有機(jī)氣體的溶解度有關(guān)。根據(jù)“相似相溶”的原理，若有機(jī)溶劑氣體的小分子與材料的溶解度參數(shù)相近，那么二者易相溶，高溫情況下更甚。反之，包裝材料則會(huì)對(duì)該有機(jī)氣體表現(xiàn)出很好的阻隔性。表2列出了部分塑料包裝材料和有機(jī)氣體的溶解度，以供參考。

表2. 部分塑料和有機(jī)溶劑的溶解度

　　根據(jù)上述分析，PE、PET、HDPE三種材料的氧氣透過(guò)性、水蒸氣透過(guò)性以及有機(jī)氣體二甲苯的透過(guò)性不理想，而與大部分的有機(jī)溶劑的溶解度相近，易溶于有機(jī)溶劑。因此，相關(guān)農(nóng)藥企業(yè)對(duì)于貯藏期短，阻隔性要求低的農(nóng)藥可選則這三種包裝材料，以節(jié)省成本。但應(yīng)特別注意的是，僅可用來(lái)灌裝水劑型和懸浮液型農(nóng)藥，不能用于乳油型農(nóng)藥，防止其含有的有機(jī)溶劑分子透過(guò)塑料瓶分子間隙逃逸出去。而對(duì)于那些阻隔性要求較高的農(nóng)藥，可以選擇含PA和EVOH層的多層阻隔塑料容器，一般三層或五層共擠或復(fù)合瓶即可，如PA或EVOH/膠粘劑/HDPE (里層至外層，下同)。由于PA或EVOH不耐酸類(lèi)和醇類(lèi)溶劑，對(duì)于這樣的農(nóng)藥且阻隔性要求較高時(shí)，可選擇五層共擠塑料瓶，如HDPE/膠黏劑/PA或EVOH/膠黏劑/ HDPE。

（二）容器關(guān)鍵性能檢測(cè)

　　當(dāng)選定合適材質(zhì)的包裝容器后，需要對(duì)其關(guān)鍵性能——主要是堆碼和氣密兩個(gè)基礎(chǔ)項(xiàng)目，進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，以確保容器在堆碼時(shí)具有足夠的密封性和耐壓強(qiáng)度來(lái)保護(hù)內(nèi)容物安全。GB 3796-2006《農(nóng)藥包裝通則》對(duì)這兩方面性能做了要求。下面，筆者簡(jiǎn)單介紹一下這兩個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)方法。

　　堆碼試驗(yàn)：將農(nóng)藥裝入試驗(yàn)容器中，按發(fā)貨時(shí)的正常封裝程序?qū)Πb件進(jìn)行封裝。將試驗(yàn)樣品置于水平平面上，使大于或等于3米的加載用包裝件組居中置于試驗(yàn)容器的頂面。載荷應(yīng)在40℃的環(huán)境下保持28天，之后去除載荷，對(duì)試驗(yàn)容器進(jìn)行檢查。若無(wú)損，則滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　氣密試驗(yàn)：將裝有進(jìn)氣孔密閉器與試驗(yàn)容器安裝于一體，任意放置。對(duì)試驗(yàn)容器充氣至一定氣壓后，將試驗(yàn)容器*浸沒(méi)在水槽中5分鐘，若有成串氣泡產(chǎn)生，則說(shuō)明試驗(yàn)容器有泄漏的地方，反之則氣密性較佳。根據(jù)GB3796-2006《農(nóng)藥包裝通則》的要求，一般農(nóng)藥容器的充氣壓力應(yīng)大于等于20kPa，但對(duì)于危險(xiǎn)品的一類(lèi)的農(nóng)藥應(yīng)大于等于30kPa。

三、結(jié)語(yǔ)

　　如今，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求安全、環(huán)保、的使用農(nóng)藥，這就要求農(nóng)藥的包裝材料和包裝技術(shù)不斷的改進(jìn)。由于塑料材質(zhì)在性能、質(zhì)量、工藝、使用方面具有其他材料*的優(yōu)點(diǎn)，將來(lái)會(huì)得到大規(guī)模的推廣。由于不同的塑料材料性質(zhì)不同，根據(jù)農(nóng)藥的特性和銷(xiāo)售需求，農(nóng)藥包裝不僅應(yīng)選擇合適阻隔性的包裝材料，且應(yīng)具有足夠的密封性和耐壓強(qiáng)度，如此才能實(shí)現(xiàn)塑料容器在農(nóng)藥領(lǐng)域的全面應(yīng)用。