Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ИНСТИТУТ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

На правах рукописи

УДК: 541.123+546.135

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Химия и технология получения хлоратсодержащих дефолиантов, обладающих инсектицидными свойствами

05.17.01 - Технология неорганических веществ

Адилов Зарифжон Химматович

Ташкент - 2010

Работа выполнена в Институте общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан

Научный руководитель

доктор химических наук, профессор,

академик АН РУз

Тухтаев Сайдиахрал

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Эркаев Актам Улашевич

кандидат технических наук

Юсупов Абдусаттор Хамидович

Ведущая организация Ферганский политехнический институт

Защита состоится ____ ________________2010 г. в ____ часов на заседании Специализированного Совета Д 015.13.01 при Институте общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан по адресу: 100170, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбека, 77^{- а}, тел: (+99871) 262-56-60, факс:

(+99871) 262-79-90, e-mail: igic@uzsci.net

С диссертацией можно ознакомиться в Фундаментальной библиотеке

АН Республики Узбекистан по адресу: 100170, г. Ташкент, ул. Муминова, 13.

Автореферат разослан «________»________________________2010г.

Ученый секретарь

Специализированного совета

кандидат химических наук Ибрагимова М.А.

Техника фанлари номзоди илмий даражасига талабгор Адилов Зарифжон Химматовичнинг 05.17.01 - Ноорганик моддалар технологияси ихтисослиги бўйича «Инсектицид фаолликка эга бўлган хлорат тутувчи дефолиантлар олишнинг кимёси ва технологияси» мавзусидаги диссертациясининг

РЕЗЮМЕСИ

Таянч сўзлар: эрувчанлик, эрувчанликнинг политермик диаграммаси, гетероген фазавий мувозанат, инсектицидлар, шира, трипс, о??анот, комплекс таъсир этувчи дефолиант, физик-кимёвий ?оссалар, токсикология, агрокимёвий самарадорлик, и?тисодий самарадорлик.

Тад?и?от объектлари: натрий ва магний хлоратлари, карбамид, натрий учкарбамид хлорати, ацефат, ацетамиприд, этанол, циперметрин.

Ишнинг ма?сади: натрий ва магний хлорати, карбамид, натрий учкарбамид хлорати, ацефат, ацетамиприд, этанол ва циперметрин асосида инсектицид фаолликка эга бўлган дефолиантлар олишнинг физик-кимёвий асослаш ва дефолиантлар ишлаб чи?аришнинг энг ма?бул параметрлари ани?ланган принципиал технологик схемасини ишлаб чи?иш.

Тад?и?от усуллари: визуал-политермик, ?ажмий, ми?дорий анализ, физик-кимёвий, газ-сую?ли хроматография, вискозиметр, денсиметр.

Олинган натижалар ва уларнинг янгилиги: илк маротаба компонентлари сув, натрий ва магний хлоратлари, карбамид, натрий учкарбамид хлорати, ацефат, ацетамиприд, этанол, циперметриндан иборат бўлган, саккизта мураккаб системалардаги ўзаро эрувчанлик ?а?идаги маълумотлар олинди. Ўрганилган системалардаги компонентларнинг эрувчанлик хусусиятлари ва ўзаро таъсири очиб берилди. Инсектицид фаолликка эга бўлган дефолиантларнинг оптимал таркиби, технологик параметрлари ва олиш тартиби ани?ланди. Таклиф этилган дефолиантларнинг пахта чигитидаги ё?га таъсири бўйича, агрокимёвий ва биологик самарадорлиги, шунингдек дефолиантларнинг токсикологик хоссалари тў?рисида маълумотлар олинди.

Амалий а?амияти: янги инсектицид фаолликга эга бўлган дефолиантлар олишнинг технологик асослари яратилди, уларни олишнинг технологик схемаси таклиф ?илинди.

Татби? этиш даражаси ва и?тисодий самарадорлиги: тавсия этилган техналогиялар кенгайтирилган лаборатория ва саноат-тажриба ?урилмаларида синаб кўрилди ва инсектицид фаолликка эга бўлган янги дефолиантларни тажриба партиялари ишлаб чи?илди. Инсектицидлик хусусиятига эга бўлган дефолиантлар пахта далаларида ?ўлланилганда пахта баргларини самарали тўкилишини таъминлайди, ?амда шира, о??анот, трипс каби сўрувчи зараркунандаларни бутунлай йў?отади. Улар таъсирида толанинг ёпиш?о? масса билан ифлосланиши ва сифатини пасайишини олди олинади.

Хлорат магний ва ацефат, хлорат магний, этанол ва циперметрин асосидаги дефолиантлар билан 1 гектар пахта даласига ишлов беришдан олинадиган и?тисодий самарадорлик сую? магний хлоратига нисбаттан 5319,6-5646,4 сўмни ташкил этади.

?ўлланиш со?аси: ?ишло? хўжалиги.

РЕЗЮМЕ

диссертации Адилова Зарифжон Химматовича на тему: «Химия и технология получения хлоратсодержащих дефолиантов, обладающих инсектицидными свойствами» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.17.01 - Технология неорганических веществ

Ключевые слова: растворимость, политермическая диаграмма растворимости, гетерогенное фазовое равновесие, инсектициды, тля, трипсы, белокрылки, дефолиант комплексного действия, физико-химические свойства, технология, токсикология, агрохимическая эффективность, экономическая эффективность.

Объекты исследования: хлораты натрия и магния, карбамид, трикарбамидо-хлорат натрия, ацефат, ацетамиприд, этанол, циперметрин.

Цель работы: физико-химическое обоснование и разработка принципиальной технологической схемы получения, с установлением оптимальных параметров производства дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью, на основе хлоратов натрия и магния, карбамида, трикарбамидохлората натрия, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина.

Методы исследования: визуально-политермический, количественный анализ, объемный, физико-химический, газо-жидкостная хроматография, вискозиметрический, денсиметрический.

Полученные результаты и их новизна: впервые получены новые данные по взаимной растворимости компонентов в 8 сложных системах, состоящих из воды, хлоратов натрия и магния, карбамида, трикарбамидохлората натрия, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина. В изученных системах выявлены характер растворимости и взаимное влияние компонентов. Установлены оптимальные составы, технологические параметры и режимы получения дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью. Получены данные по агрохимической и биологической эффективности, предложенных дефолиантов, по влиянию на масличность семян хлопчатника, а также сведения о токсикологических свойствах дефолиантов.

Практическая значимость: созданы технологические основы получения новых дефолиантов, обладающих инсектицидными свойствами, предложены принципальные технологические схемы их получения.

Степень внедрения и экономическая эффективность: предложенные технологии апробированы на укрупненных лабораторных и опытно-промышленных установках, наработаны опытные партии дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью. Использование дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью на хлопковых полях способствует эффективному опадению листьев, а также полному уничтожению сосущих вредителей таких как, тля, белокрылки, трипсы. Под их влиянием будет предотвращено загрязнение хлопкового волокна липкой массой и снижение его качества.

Экономический эффект по стоимости обработки 1 га посевов хлопчатника дефолиантами на основе хлората магния и ацефата и дефолианта на основе хлората магния, этанола и циперметрина составляет 5319,6-5646,4 сум по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом.

Область применения: сельское хозяйство.

RESUME

Thesis of Adilov Zarifjon Himmatovich on the scientific degree competition of the philosophy doctor in chemical engineering, on specialty 05.17.01 - technology of inorganic substances, subject «Chemistry and technology of the chlorate containing defoliant reception, possessing insecticide's peculiarity».

Key words: solubility, polythermal diagram of solubility, heterogeneous phase balances, insecticides, louse, thripses, whitefly (aleyrodidae), defoliant of complex action, physical-chemical characteristic, technology, toxicology, agricultural chemistry efficiency, cost-performance.

Subjects of research: sodium and magnesium chlorates, carbamide, sodium treecarbamide chlorate, acephate, acetamipride, ethanol, sipermetrine.

Purpose of work: physicochemical substantiation and development of fundamental technology scheme of acquisition with establishment of optimal parameters of the production of defoliants possessing insecticide activity on the basic of sodium and magnesium chlorates, carbamide, treecarbamide chlorate, acephate, acetamipride, ethanol and sipermetrine.

Methods of research: visual-polythermal, quantitative chemical analysis, volumetric, physicochemical, gas-liquid chromatography, viscosimetry, densimetry.

The results obtained and their novelty: For the first time by means of the methods of mutual solubility of the components new data on heterogeneous phase balances in 8 systems consisted of water, sodium magnesium chlorates, carbamide, treecarbamide chlorate, acephate, acetamipride, ethanol and sipermetrine were gained. In studied system the nature of solubility, process parameters and mutual influence of components were revealed. The optimum compositions, technological parameters and modes of the defoliant reception possessing insecticide's activity were obtained. The data of agricultural chemistry and biological efficiency of offered defoliants, on influence upon oil content in cotton seeds, as well as information on toxicological characteristics of defoliants were gathered.

Practical value: the scientific bases of production of new defoliants possessing the insecticide activity were created and their production flow charts were offered.

Degree of embed and economic effectivity: The offered technologies were approved at aggregative laboratory and experimental-industrial facilities, test batches of defoliants possessing insecticide activity were turned out. The application of defoliant, possessing insecticide activity at cotton floor promotes efficient leaves fall of as well as full destruction of vermin's such as, louse, thripses, whitefly. Under their influence the contamination of cotton filament with sticky masses and reduction of its quality should be prevented.

The economic effectivity of 1 hectare of cotton plants treatment with defoliant based on magnesium chlorate and acephatus and with defoliant based on magnesium chlorate, ethanol and sipermetrine is equal to 5319,6-5646,4 soums in compare with liquid magnesium chlorate defoliant.

Field of application: agriculture.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность работы. Большой интерес и воодушевление среди дехкан и научных работников страны вызвала книга Президента Узбекистана Ислама Каримова «Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в условиях Узбекистана». Она раскрывает возможности широкого внедрения инновационных технологий, являющихся надежным путём преодоления кризиса и вывода Узбекистана на новые рубежи мирового рынка. Здесь важная роль отводится созданию, организации производства на основе местного сырья химических препаратов, в частности дефолиантов хлопчатника, и их широкое применение в сельском хозяйстве страны.

Для получения высокого урожая хлопчатника наряду с проведением агротехнических мероприятий и применением минеральных удобрений, дефолиантов необходима защита растений от всевозможных вредителей и болезней. Создание и применение дефолиантов хлопчатника приводит к ускорению созревания, сокращению сроков уборки и улучшению качества урожая.

На период дефолиации приходится осенняя волна развития ряда сосущих вредителейУ тлей, белокрылок, клапов и подготавливаемых к зимовкеУ паутинного клеща, хлопковой совки и их энтомофагов. Благоприятные условия осени способствуют сильному развитию тлей и белокрылок, нередко вызывающих заширение волокна раскрывшихся коробочек, что приводит к ухудшению их сортности и технологических свойств.

Тля является серьёзным сосущим вредителем хлопчатника и других сельскохозяйственных культур. Средняя заселенность хлопчатника тлями в Узбекистане, по многолетним данным МС и ВХ РУз, доходит до 34,7%. При отсутствии мероприятий по борьбе с вредителем потери урожая могут достигать до 13% волового сбора.

В период раскрытия коробочек волокна пачкаются липкими сахаристыми выделениями, которые служат питательным субстратом для сапрофитных грибов. Загрязненное волокно, на котором поселяется грибок, чернеет. Происходит массовое «заширение» волокна, которое при хранении во влажную погоду загнивает. Выход волокна на заводах из сырца, пораженного широй, понижается, затрудняется работа, при этом заширенное волокно обладает меньшей прочностью.

Поэтому необходимо проведение специальных защитных мероприятий для предупреждения клейкости волокна.

Вышеизложенное обусловливает необходимость совместного применения дефолиантов с инсектицидами, при котором наряду с дефолиацией хлопчатника можно достичь уничтожения сосущих вредителей при более низких нормах пестицидов.

Следует отметить, что для физико-химического обоснования и разработки технологии получения дефолиантов с инсектицидной активностью на основе хлората натрия, жидкого хлорат-магниевого дефолианта, трикарбамидохлората натрия, этанола, ацефата, ацетамиприда и циперметрина, прежде всего необходимы знания по растворимости и взаимодействию в сложных водных системах, включающих выше указанные компоненты.

Степень изученности проблемы. Научная литература не располагает сведениями по химическим, физико-химическим и реологическим исследованиям в области получения дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью. Исследование этих вопросов позволит установить химизм взаимодействия используемых компонентов, определить устойчивость их в технологическом процессе, оптимальные технологические параметры производства и условия хранения дефолиантов с инсектицидной активностью на основе выше указанных компонентов.

Связь диссертационной работы с тематическими планами НИР. Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ Института общей и неорганической химии АН РУз по темам: А.6-108 «Разработка научных основ синтеза и технологии получения эффективных дефолиантов полифункционального действия на основе местного сырья» 2006-2008 гг. и ФА-А6-ТО72 «Разработка технологии и применения новых малотоксичных, высокоэффективных дефолиантов, обладающих физиологически активными и инсектицидными свойствами», входящей в Государственную научно-техническую программу на 2009-2011гг.

Цель исследования: физико-химическое обоснование и разработка принципиальной технологической схемы получения, с установлением оптималь-ных параметров производства дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью, на основе хлората натрия, жидкого хлорат-хлорида магния, трикарбамидохлората натрия, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина.

Задачи исследования. В работе поставлены и решались следующие задачи:

- изучить взаимную растворимость и реологические свойства в системах, включающих воду, хлорат натрия, карбамид, хлорат-хлорид магния, трикарбамидохлорат натрия, ацефат, ацетамиприд в широком температурном и концентрационном интервале;

- исследовать взаимодействие хлорат-хлорида магния, трикарбамидохлората натрия, этанола и циперметрина в соответствующих системах;

-установить оптимальные дефолиирующие составы инсектицидов в дефолиантах и предложить их в качестве дефолиантов с инсектицидной активностью;

- определить оптимальные технологические параметры и разработать принципиальную технологическую схему получения дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью на основе хлоратов натрия и магния, трикарбамидо-хлората натрия, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина, провести укрупненные лабораторные и опытно-промышленные испытания предложенных технологий;

- исследовать физико-химические и реологические свойства полученных дефолиантов и оценить их агрохимическую и биологическую эффективность на хлопчатнике в условиях мелкоделяночных и производственных опытов.

- изучить токсикологические свойства предложенных дефолиантов и влияние дефолиантов на масличность семян хлопчатника.

Объект и предмет исследования. Объектами исследования являются хлорат натрия, карбамид, хлорат-хлорид магния, трикарбамидохлорат натрия, этанол и инсектициды: ацефат, ацетамиприд и циперметрин. Предмет исследования - создание новых эффективных, мягкодействующих дефолиантов с инсектицидной активностью на основе существующих хлорат натриевых и магниевых дефолиантов путем введения в их состав инсектицидов, используемых в Республике.

Методы исследования. Двойные, тройные системы исследовали визуально-политермическим методом растворимости. При количественном химическом анализе жидких и твердых фаз были использованы общеизвестные методы аналитической химии. Измерение вязкости исследуемых растворов проводили с помощью вискозиметра ВПЖ, удельную массу растворов определяли пикнометрическим методом. Измерение рН растворов проводили на рН-metr FE20 METTLER TOLEDO, содержание инсектицидов определяли методом газо-жидкостной хроматографии.

Основные положения, выносимые на защитуУ

- результаты по растворимости компонентов в сложных системах, состоящих из хлоратов натрия и магния, карбамида, трикарбамидохлората натрия, этанола, ацефата, ацетамиприда и циперметрина. Обоснование оптимальных составов и условий получения новых дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью.

- технические решения по технологии получения дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью, на основе хлоратов натрия и магния, трикарбамидохлората натрия, этанола, ацефата, ацетамиприда и циперметрина.

Научная новизна. Впервые получены данные о гетерогенных фазовых равновесиях в восьми системах с участием воды, хлората натрия, карбамида, хлорат-хлорида магния, трикарбамидохлората натрия, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина. Построены их политермические диаграммы растворимости, выявлены характер растворимости и взаимное высаливающее действие компонентов друг на друга при совместном растворении.

В результате изучения изменения физико-химических свойств (температуры кристаллизации, плотности, вязкости) растворов хлорат-хлорида магния и трикарбамидохлората натрия с инсектицидами (ацефатом, ацетамипридом и циперметрином), процессов растворения компонентов в зависимости от температуры, продолжительности процесса, выявлены оптимальные соотношения компонентов, технологический режим ведения процесса получения жидких дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью.

Получены данные по агрохимической и биологической эффективности, предложенных дефолиантов, влиянию на масличность семян хлопчатника, а также сведения об токсикологических свойствах дефолиантов.

Научная и практическая значимость результатов исследования.

Научной значимостью результатов являются данные, полученные по растворимости в 8 сложных водных системах, включающих хлораты натрия и магния, карбамид, трикарбамидохлорат натрия, ацефат, ацетамиприд, этанол и циперметрин, характеризующих взаимную растворимость компонентов.

Практическая значимость результатов заключается в установлении оптимальных составов и технологических параметров технологий получения жидких дефолиантов, обладающих инсектицидными свойствами.

Реализация результатов. Предложенные технологии апробированы на укрупненной лабораторной установке лаборатории дефолиантов ИОНХ АН РУз и на опытно-производственной установке ОАО «Ферганаазот» с наработкой опытных партий жидких дефолиантов в количестве, по 100 кг каждого. Агрохимические испытания предложенных дефолиантов на хлопчатнике показали высокую дефолиирующую и биологическую активность, «мягкость» действия на растения. Степень опадения листьев составила 80,8-89,2%, биологическая эффективность составила 99,5-100%.

Экономический эффект, получаемый в результате обработки 1 га посевов хлопчатника дефолиантами на основе хлората магния и ацефата и дефолианта на основе хлората магния, этанола и циперметрина по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом, составляет 5319,6-5646,4 сум.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: четвертой Международной конференции «Ресурсовоспроизводя-щие, малоотходные природоохранные технологии освоения недр» (Москва-Навоий, 2005г.); Международной научно-практической конференции «Научные и практические основы повышения плодородия почв» (Ташкент, 2007г.); Республиканской научно-технической конференции «Актуальные проблемы создания и использования высоких технологий переработки минерально-сырьевых ресурсов Узбекистана» (Ташкент, 2007г.); Международной научно-практической конференции «Пахтачиликдаги долзарб масалалар ва уни ривожлантириш исти?боллари» (Ташкент, 2009г.); Международной научно-практической конференции на тему «Актуальные проблемы естествознания: пути и перспективы решения» (А?тебе, 2009г); V-Республиканской научно-практичес-кой конференции «Ноананавий кимёвий технологиялар ва экологик муаммолар» (Фергана, 2009г.); III-Республиканской научно-практической конференции «Ана-литик кимё фанининг долзарб муоммолари» (Термиз-2010г.); конференциях молодых ученных Института общей и неорганической химии АН РУз (Ташкент, 2006-2009гг.); на семинаре специализированного совета Д 015.13.01 при Институ-те общей и неорганической химии АН РУз 2.06.2010.

Опубликованность результатов. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 5 журнальных статей, 9 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 157 наименований и приложения. Работа изложена на 162 страницах компьютерного текста, содержит 20 рисунков и 51 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности работы, цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость проведенных исследований.

Первая глава представляет собой обзор литературы по получению и применению дефолиантов в хлопководстве и применяемых в настоящее время в республике инсектицидов. На основе обзора научной литературы анализируется проблема получения и практического применения эффективных дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью.

Во второй главе описываются методы экспериментальных исследований по разработке эффективных дефолиантов с инсектицидной активностью.

Третья глава посвящена физико-химическим исследованиям систем на основе хлоратов натрия и магния, карбамида, трикарбамидохлората натрия, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина.

С целью получения дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью изучена растворимость и взаимодействие компонентов в 8 сложных системах визуально-политермическим методом. Построены их политермические диаграм-мы растворимости. Установлено что, в изученных системах не происходит образования новых химических соединений. При этом компоненты системы сохраняют свою индивидуальность и физиологическую активность. Изученные системы относятся к простому эвтоническому типу.

Система трикарбамидохлорат натрия-ацефат-вода изучена от-23,6 до 30⁰С. На её политермической диаграмме разграничены поля кристаллизации льда, кар-бамида, трикарбамидохлората натрия и ацефата (рис.1). Из результатов исследо-

Рис.1. Политермическая диаграмма растворимости системы трикарбамидохлорат натрия-ацефат-вода.

вания системы NaClO₃·3CO(NH₂)₂-C₄H₁₀NO₃PS-H₂O вытекает, что при совместном присутствии исходных компонентов наблюдается образование их концентрированных растворов и расплавов с низкой температурой кристаллизации. Это указывает на возможность получения жидких и твердых дефолиантов на основе исходных компонентов при относительно низко- температурных условиях.

Изучено взаимодействие компонентов в системе [79,0%хлорат магния+21,0% хлорид магния]-ацефат-вода от температуры полного замерзания -36,9 до 30⁰С. В изученном температурном и концентрационном интервале в системе образования нового химического соединения не происходит. Особенность диаграммы в том, что компоненты оказывают взаимное высаливающее действие друг на друга.

Для выяснения взаимного влияния хлората натрия и ацетамиприда в водной среде изучена система NaClO₃-C₁₀H₁₁ClN₄-H₂O в интервале температур-18,7ч60⁰С. На её диаграмме растворимости разграничены поля кристаллизации исходных компонентов. Особенность диаграммы растворимости состоит в том, что благодаря хорошей растворимости хлорат натрия оказывает значительное высаливающее действие на ацетамиприд, поле кристаллизации которого возрастает с повышением температуры.

Изучение растворимости компонентов в системе карбамид-ацетамиприд-вода показало, что в интервале температур-16,4 до 60⁰С в данной системе также образования нового химического соединения не происходит. Карбамид благодаря хорошей растворимости оказывает высаливающее действие на ацетамиприд.

Растворимость в системе NaClO₃·3CO(NH₂)₂-C₄H₁₁ClN₄-H₂O изучена от -19,0 до 60⁰С. На политермической диаграмме разграничены поля кристаллизации исходных компонентов. Из результатов изучения данной системы вытекает возможность получения жидкого дефолианта с инсектицидной активностью путем растворения ацетамиприда в растворе трикарбамидохлората натрия.

Для получения эффективного дефолианта на основе хлората магния и ацетамиприда изучена растворимость в системе хлорат магния-ацетамиприд-вода от температуры полного замерзания-52,2⁰С до 20⁰С. Анализ диаграммы данной системы показал, что в изученном температурном и концентрационном интервале компоненты сохраняют свою индивидуальность, а следовательно и необходимую физиологическую активность.

В связи с тем, что циперметрин плохо растворим в воде, нами были проведены исследования по изучению растворимости данного инсектицида в этаноле. Результаты исследования показали, что оптимальной растворимой концентрацией циперметрина в этаноле является 5,0%.

Поэтому для физико-химического обоснования процесса получения комплексного дефолианта с инсектицидной активностью на основе трикар-бамидохлората натрия, хлорат-хлорида магния, этанола и циперметрина изучена растворимость в системах: трикарбамидохлорат натрия-[95,0%этанол+ 5,0%циперметрин]-вода, [79,0%хлорат магния+21,0% хлорид магния]-

[95,0%этанол+5,0% циперметрин]-вода.

Установлено что в изученных системах компоненты сохраняют свою индивидуальность.

Четвертая глава посвящена получению дефолиантов на основе трикарбамидохлората натрия, хлорат-хлорида магния, ацефата, ацетамиприда, этанола и циперметрина.

На основе изученных систем, включающих трикарбамидохлорат натрия, хлорат-хлорид магния, ацефат и ацетамиприд, предложены новые дефолианты, обладающие инсектицидной активностью со следующим массовым соотношением:

трикарбамидохлората натрия : ацефат = (6,5ч7,0):(0,065)

трикарбамидохлората натрия : ацетамиприд = (6,5ч7,0):(0,0050)

хлорат-хлорид магния : ацефат = (3,0ч3,6):(0,065)

хлорат-хлорид магния : ацетамиприд = (3,0ч3,6):(0,0050)

Согласно диаграммы растворимости системы NaClO₃•3CO(NH₂)₂-C₄H₁₀NO₃PS-H₂O (рис.2) для получения дефолианта с инсектицидной активностью целесообразно растворять ацефат (состав «А») в 70,0%-ном растворе трикарбамидохлората натрия (состав «Т_о»).

При этом фигуративные точки системы на диаграмме изменяются по линии «Т_о-А». При массовом соотношении «Т_о:А» 1,0У0,0070 в точке «Д₁» образуется раствор представляющий собой гомогенную жидкость с желтоватым оттенком, содержащую 69,51%NaClO₃•3CO()NH₂)₂, 0,7%C₄H₁₀NOPS и 29,79%H₂O с плотностью 1,3516 г/см³, являющуюся готовым продуктом.

Зависимость состава, температуры кристаллизации, плотности и вязкости растворов трикарбамидохлората натрия и ацефата от соотношения «Т_о:А» представлены в таблице 1.

На основе изучения системы трикарбамидохлорат натрия-ацефат-вода и проведенных технологических исследований предложена принципиальная технологическая схема получения дефолианта, обладающего инсектицидной активностью на основе выше указанных компонентов (рис.3).

Рис.2.Диаграмма для обоснования процесса получения жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и ацефата

Таблица 1.

Зависимость состава, температуры кристаллизации, плотности и вязкости насыщенных растворов трикарбамидохлората натрия с ацефатом от соотно-шения «Т_о:А».

Точки состава на рис.1	Состав раствора,%	Темп. крист., 0С	Плот- ность, г/см3	Вяз- кость, мм2/с	Соотно-шение То:А масс.
	NaClO3· 3CO(NH2)2	C4H10NO3PS	H2O
То	70,0	-	30,0	19,80	1,3520	2,936	-
Т1	69,90	0,2	29,90	19,78	1,3518	2,968	1,0:0,0020
Т2	69,72	0,4	29,88	19,65	1,3517	2,986	1,0:0,0040
Т3	69,58	0,6	29,82	19,62	1,3516	3,008	1,0:0,0060
Д1	69,51	0,7	29,79	19,61	1,3516	3,042	1,0:0,0070
Т4	69,44	0,8	29,76	19,60	1,3515	3,034	1,0:0,0080
Т5	69,30	1,0	29,70	19,57	1,3515	3,056	1,0:0,0101
Т6	68,60	2,0	29,40	19,26	1,3514	3,168	1,0:0,0204
Т7	66,50	5,0	28,50	18,60	1,3512	3,584	1,0:0,0526
Т8	65,10	7,0	27,90	18,06	1,3509	3,984	1,0:0,0752

Рис. 3. Принципиальная технологическая схема получения жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и ацефата

1-реактор, 2-расходомер, 3, 10, 11-транспортеры, 4, 8, 9-бункеры, 5, 6, 7-ленточные весовые дозаторы, 12-вентиль, 13-затаривающая установка.

Производство дефолианта состоит из следующих основных технологических стадийУ

- загрузка в реактор воды и хлората натрия с получением 46,5%-ного раствора;

- загрузка в реактор карбамида и растворение его в 46,5%-ном растворе хлората натрия с получением 70,0%-ного раствора трикарбамидохлората натрия;

- загрузка и растворение ацефата в 70%-ном растворе трикарбамидохлората натрия;

- затаривание полученного продукта.

Состав и свойства полученного дефолианта приведены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-химические показатели полученного дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и ацефата

Внешний вид	Наименования показателей
Прозрачная жидкость со слегка желтоватым оттенком	Массовая доля трикарбамидохлората натрия, не менее (%)	Массовая доля ацефата, не менее (%)	Массовая доля воды, не менее (%)	Удельная масса, г/см3	Темп. крист., не более (0С.)
Нормы	69,51	0,7	29,79	1,3516	19,61

Предложенная технология испытана на укрупненной лабораторной уста-новке, наработана опытная партия дефолианта, обладающего инсектицидной ак-тивностью на основе трикарбамидохлората натрия и ацефата в количестве 100 кг. С целью получения жидкого хлорат магниевого дефолианта, содержащего ацефат по диаграмме растворимости системы [79,0% Mg(ClO₃)₂ + 21,0% MgCl₂] - C₄H₁₀NO₃PS - H₂O обосновываем процесс растворения ацефата (точка «А») в жидком хлорат магниевом дефолианте (точка «Х_о») (рис.4.).

Рис. 4. Диаграмма для обоснования процесса получения жидкого дефолианта на основе хлорат-хлорида магния и ацефата.

При растворении ацефата в 36%-ном растворе хлората магния изменение состава вновь образующихся растворов определяется по линии «Х_о:А». При этом кристаллизующаяся фаза в системе не изменяется до 26,0%-ной концентрации ацефата. При массовом соотношении «Х_о»У«А» = 1,0У0,0060 в точке «Д₂» образу-ется раствор с температурой кристаллизации -26,6⁰С. Содержание хлората магния в продукте составляет 35,78%, 8,95% хлорида магния и 0,6% ацефата (табл.3).

На основании результатов исследования физико-химических свойств раство-ров (температура кристаллизации, плотность, вязкость) системы [79,0% Mg(ClO₃)₂ +21,0%MgCl₂]-C₄H₁₀NO₃PS-H₂O предложена принципиальная технологическая схема получения дефолианта с инсектицидной активностью, которая состоит из следующих стадий (рис.5):

- загрузка в реактор 36,0%-ного раствора хлорат-хлорида магния;

- загрузка в реактор ацефата и растворение его в растворе хлорат-хлорида магния;

- слив и затаривание полученного продукта.

Таблица 3

Зависимость состава, температуры кристаллизации, плотности и вязкости насыщенных растворов хлорат-хлорида магния с ацефатом в зависимости от соотношения «Х_о:А».

Точки состава рис. 3.	Состав раствора,%	Темп. крис., 0С	Плот- ность, г/см3	Вяз- кость, мм2/с	Соот-ношение Х0:А
	?Mg(ClO3)2 + MgCl2	Mg(ClO3)2	MgCl2	C4H10NO3PS	H2O
Х0	45,00	36,00	9,00	-	55,0	-26,2	1,3510	1,936	-
Х1	44,91	35,92	8,99	0,2	54,89	-26,3	1,3498	1,938	1,0:0,0020
Х2	44,82	35,86	8,96	0,4	54,78	-26,4	1,3496	1,939	1,0:0,0040
Д2	44,73	35,78	8,95	0,6	54,67	-26,6	1,3494	1,940	1,0:0,0060
Х3	44,64	35,71	8,93	0,8	54,56	-26,8	1,3492	1,950	1,0:0,0080
Х4	44,55	35,64	8,91	1,0	54,45	-26,9	1,3490	1,954	1,0:0,0101
Х5	44,10	35,28	8,82	2,0	53,90	-27,2	1,3482	1,986	1,0:0,0204
Х6	43,65	34,92	8,73	3,0	53,35	-27,9	1,3478	2,030	1,0:0,0309
Х7	42,45	34,20	8,55	5,0	52,25	-28,4	1,3469	2,140	1,0:0,0526

Рис. 5. Принципиальная технологическая схема получения жидкого дефолианта на основе хлорат-хлорида магния и ацефата

1-емкость хранилище хлорат-хлорида магния; 2, 9- вентили; 3- центробежный насос; 4- реактор-смеситель; 5- расходомер; 6- бункер; 7- ленточный весовой дозатор; 8- транспортер; 10- затаривающая установка.

Состав и свойства дефолианта, полученного по предложенной технологии, приведены в таблице 4.

Таблица 4

Физико-химические показатели жидкого дефолианта на основе хлорат-хлорида магния и ацефата

№	Наименование показателей	Норма
1	Внешний вид	Прозрачный раствор со слегка желтоватым оттенком
2	Массовая доля хлората магния, %	35,78
3	Массовая доля хлоридов магния и натрия, % (не более)	8,95
4	Массовая доля ацефата, %	0,6
5	Массовая доля воды, %	54,67
5	Температура кристаллизации, 0С	-26,6
6	Удельная масса, г/см3	1,3494

По предложенной технологии на укрупненной лабораторной установке наработана опытная партия жидкого дефолианта, обладающего инсектицидной активностью в количестве 100 кг.

Результаты анализа исследований по изучению систем: трикарбамидохлорат натрия-ацетамиприд-вода и хлорат магния-ацетамиприд-вода послужили основой для рекомендации ацетамиприд содержащих дефолиантов, обладающих инсектицидным свойством. Технология получения дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и ацетамиприда идентична технологии получения дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и ацефата.

Технологический процесс состоит из следующих основных стадийУ

- приемка на склад хлората натрия, карбамида и ацетамиприда;

- загрузка в реактор воды и хлората натрия с получением 46,5%-ного раствора хлората натрия;

- загрузка и растворение карбамида в растворе хлората натрия с получением 70,0%-ного раствора трикарбамидохлората натрия;

- загрузка ацетамиприда и растворение его в растворе трикарбамидохлората натрия с получением жидкого дефолианта, обладающего инсектицидной актив-ностью;

- затаривание полученного продукта.

Характеристика полученного дефолианта приведена в таблице 5.

Таблица 5

Физико-химические показатели жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и ацетамиприда.

№	Наименование показателей	Нормы
1	Внешний вид	Прозрачная жидкость со слегка желтоватым оттенком
2	Плотность, г/см3	1,350 - 1,351
3	Массовая доля трикарбамидохлората натрия, %	69,95 - 69,945
4	Массовая доля ацетамиприда, %	0,05 - 0,055

Из диаграммы растворимости системы NaClO₃·3CO(NH₂)₂-[95,0%C₂H₅OH+ 5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃]-H₂O, было выбрано и испытано на хлопчатнике ряд дефолиирующих составов, содержащих циперметрин. По результатам агрохими-ческих испытаний установлено, что оптимальным является следующий дефолиирующий состав:

6,5л/га трикарбамидохлорат натрия+0,5л этанола+0,006 кг/га циперметрина

Рассмотрим процесс получения жидкого дефолианта на основе трикарба-мидохлората натрия, этанола и циперметрина. При растворении циперметрина и этанола (точка Э) в 70%-ном растворе трикарбамидохлората натрия по обосновывающей диаграмме (рис. 6) фигуративные точки системы на диаграмме изменяются по линии «С_о»-«Э».

При введения в исходный раствор «С_о» спиртовые растворы ципирметрина [95,0%C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃] температура кристаллизации вновь образующихся насыщенных растворов постепенно понижается и когда достигает соотношения С₀:Э 1,0:0,0040 в точке «С₂» образуется раствор с температурой кристаллизации 19,0⁰С, содержащий 69,72% трикарбамидохлората натрия, 0,4% [95,0%C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃] и 29,88% воды. Состав находится в области кристаллизации карбамида.

дефолиант инсектицидный карбамид

Рис. 6. Диаграмма для обоснования процесса получения жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия и циперметрина.

Когда фигуративная точка раствора дойдет до точки «Д₃» образуется продукт с содержанием 69,02% трикарбамидохлората натрия, 1,4% спиртового раствора циперметрина, 29,58% воды с температурой кристаллизации 17,3⁰С.

Зависимость состава, плотности, вязкости и температуры кристаллизации растворов трикарбамидохлорат натрия, этанола и циперметрина от соотношения «С_о»:«Э» представлены на рисунке 7.

Переходим к анализу и обоснованию процесса растворения циперметрина и этанола (точка «Э») в 45,0%-ном жидком хлорат-хлориде магния (точка «Х_о») по диаграмме растворимости системы [79,0%Mg(ClO₃)₂+21,0%MgCl₂]-[95,0% C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃]-H₂O (рис.8).

Рис.7. Зависимость изменения температуры кристаллизации (1), плотности (2) и вязкости (3) растворов от массовых соотношений [70% NaClO₃· 3CO(NH₂)₂+30%Н₂О]: [95,0%C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃]

Рис.8. Диаграмма для обоснования процессса получения дефoлианта на основе хлорат-хлорида магния, этанола и циперметрина.

При растворении циперметрина и этанола в 45,0%-ном жидком хлорат-магниевом дефолианте фигуративные точки системы на диаграмме изменяются по линии «Х_о»-«Э». При этом наблюдается понижение температуры кристаллизации вновь образующихся растворов. Зависимость состава плотности, вязкости и температуры кристаллизации растворов хлорат-хлорида магния, этанола и циперметрина от соотношения «Х_о»:«Э» представлены в таблице 6.

Таблица 6

Изменение состава, температуры кристаллизации, плотности и вязкости насыщенных растворов [79,0%Mg(ClO₃)₂+21,0%MgCl₂]- [95,0%C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃]-H₂O в зависимости от соотношения «Х_о»:«Э»

точки состава на рис. 6.	Состав раствора,%	Темп. крист., 0С	Плотность, г/см3	Вязкость, мм2/с	Соотношение Хо:Э масс. ч
	У Mg(ClO3)2 +MgCl2	Mg(ClO3)2	MgCl2	[95,0% C2H5OH + 5,0% C22H19Cl2NO3]	H2O
				C22H19Cl2NO3	C2H5OH
Хо	45,0	36,0	9,0	-	-	55,0	-26,2	1,3510	1,9360	-
Х1	44,91	35,92	8,99	0,01	0,19	54,89	-26,4	1,3500	1,9340	1,0:0,0020
Х2	44,82	35,86	8,96	0,02	0,38	54,78	-26,6	1,3490	1,9330	1,0:0,0040
Х3	44,73	35,78	8,95	0,03	0,57	54,67	-27,0	1,3472	1,9310	1,0:0,0060
Х4	44,64	35,71	8,93	0,04	0,76	54,56	-27,8	1,3454	1,9290	1,0:0,0080
Д4	44,46	35,57	8,89	0,06	1,14	54,34	-28,0	1,3449	1,9285	1,0:0,0121
Х5	44,32	35,46	8,86	0,08	1,42	54,18	-28,4	1,3440	1,9280	1,0:0,0152
Х6	44,10	35,28	8,82	0,1	1,9	53,90	-28,8	1,3430	1,9270	1,0:0,0204

При массовом соотношении «Х_о»:«Э» 1,0:0,0121 в точке «Д₄», отвечающей кристаллизации хлората магния раствор имеет температуру кристаллизации -28,0⁰С, содержит 44,46% хлорат-хлорид магния, 1,2% [95,0%C₂H₅OH+ 5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃] и 54,34% воды.

На основе результатов исследования систем: NaClO₃·3CO(NH₂)₂+ [95,0%C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃]-Н₂О;[79,0%Mg(ClO₃)₂+21,0%MgCl₂]- [95,0%C₂H₅OH+5,0%C₂₂H₁₉Cl₂NO₃]-Н₂О, а также процессов растворения спиртового раствора циперметрина в 70%-ном растворе трикарбамидохлората натрия или 45,0%-ном жидком хлорат магниевого дефолианте разработана принципиальная технологическая схема получения дефолиантов, обладающих инсектицидной активностью (рис.9).

При получении жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия, этанола и циперметрина в качестве сырья применяются кристаллический хлорат натрия, карбамид, этанол и циперметрин.

Технологический процесс состоит из следующих стадий:

- загрузка в реактор-смеситель этанола и циперметрина с получением 5,0%-ного раствора циперметрина;

- загрузка в реактор воды и растворение в нем хлората натрия;

-загрузка и растворение карбамида в растворе хлората натрия с получением 70%-го раствора трикарбамидохлората натрия;

-загрузка в реактор 5%-го спиртового раствора циперметрина и растворение его в 70,0%-ном растворе трикарбамидохлората натрия;

-слив и затаривание полученного продукта.



Рис. 9. Принципиальная технологическая схема получения дефолиантов на основе трикарбамидохлората натрия, или жидкого хлорат магниевого дефолианта, этанола и циперметрина

1-емкость хранилище; 2,9,18-вентили; 3-центробежный насос; 4,10,12-расходамеры; 5-реактор смеситель; 6,15,16-ленточные весовые дозаторы; 7,14-бункеры; 8,11,13-транспортеры; 17-реактор; 19-затаривающая установка.

Характеристика полученного дефолианта приведена в таблице 7.

Таблица 7

Физико-химические показатели жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия, этанола и циперметрина.

Наименование показателей	Нормы
1. Внешний вид	Прозрачный гомогенный раствор
2. Массовая доля трикарбамидохлората натрия, % не менее	69,02
3. Массовая доля циперметрина, % не менее	0,07
4. Массовая доля этанола, % не менее	1,33
5. Массовая доля воды, % не более	29,58
6. Температура кристаллизации, ?С	17,3
7. Удельная масса, г/см3	1,3352

Сущность технологии получения дефолианта на основе жидкого хлорат магниевого дефолианта, этанола и циперметрина заключается в смешивании 5,0%-ного спиртового раствора циперметрина в жидком 45%-ном хлорат-хлорид магниевом дефолианте, при массовом соотношении 0,0121:1,0 с последующим получением гомогенного раствора.

Технологический процесс состоит из следующих узлов:

- загрузка в реактор-смеситель этанола и циперметрина с получением 5,0%-ного спиртового раствора циперметрина;

- загрузка в реактор 45%-ного раствора хлорат-хлорида магния;

- загрузка в реактор 5,0%-ного спиртового раствора циперметрина и растворение его в растворе хлорат - хлорида магния;

- слив и затаривание полученного продукта.

В таблице 8 приведены физико-химические показатели предложенного дефолианта.

Таблица 8.

Физико-химические и реологические показатели жидкого дефолианта на основе хлората магния, этанола и циперметрина.

Наименование показателей	Норма
1. Внешний вид	гомогенный раствор
2. Массовая доля хлората магния, %	35,57
3. Массовая доля циперметрина, %	0,06
4. Массовая доля этанол, %	1,14
5. Массовая доля хлоридов магния и натрия, %	8,89
6. Массовая доля воды, %	54,34
7. Температура кристаллизации,0С	-28,0
8. Удельная масса, г/см3	1,3449

По предложенной технологии на укрупненной лабораторной установке наработаны опытные партии жидкого дефолианта на основе трикарбамидохлората натрия, этанола и циперметрина, и дефолианта на основе хлорат-хлорида магния, этанола и циперметрина в количестве по 100 кг.

Пятая глава посвящена изучению физико-химических свойств рабочих растворов предложенных дефолиантов, токсикологических свойств, биологичес-кой и дефолиирующей активности и влияния синтезированных дефолиантов на масличность семян хлопчатника.

Установлено, что предложенные дефолианты хорошо растворимы в воде. Удельная масса их рабочих растворов находится в пределах 1013,5-1026,8 кг/м³. Рабочие растворы их достаточно устойчивы в течение 15 суток, при этом потери хлорат-иона не превышают 0,970%, что вполне соответствует оптимальным срокам приготовления и применения растворов дефолиантов.

Предварительные токсикологические исследования показали, что предложенные дефолианты по параметрам острой токсичности при пероральном применении относятся к группе малотоксичных веществ IV класса опасности.

Агрохимические и биологические испытания предложенных дефолиантов на средневолокнистом сорте хлопчатника показали высокую дефолиирующую эффективность на растения и биологическую активность на сосущих вредителей. Степень опадения листьев составила более 86-87%. Дефолианты значительно стимулировали раскрытие коробочек, на 12-й день этот показатель составил 88-89%. На 14-й день после обработки наблюдается 100%-ое уничтожение сосущих вредителей.

Изучение влияния предложенных дефолиантов на масличность семян хлопчатника показало, что они практически не влияют на накопление масла в семенах и на состав жирных кислот.

Экономический эффект по стоимости обработки 1 га посевов хлопчатника дефолиантами на основе хлората магния и ацефата и дефолианта на основе хлорат-хлорида магния, этанола и циперметрина составляет 5319,6-5646,4 сум по сравнению с жидким хлорат магниевым дефолиантом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. С целью создания физико-химических и технологических основ получения дефолиантов, обладающих инсектицидными свойствами, впервые получены данные по растворимости компонентов в восьми системах, включающих воду, хлораты натрия и магния, карбамид, трикарбамидохлорат натрия, ацефат, ацетамиприд, этанол и циперметрин из которых следует, что в данных системах не наблюдается химическое взаимодействие, компоненты систем сохраняют свою индивидуальность, а следовательно свою физиологическую активность. Особенностью изученных диаграмм растворимости является то, что компоненты системы оказывают высаливающее действие друг на друга, на основе результатов...