在表面活性剂行业中,农药表面活性剂是一个重要的领域。我国是世界上农药生产大国,2005年原药就突破年产百万t,除了大量出口原药及其部分不用助剂的农药制剂外,近半的农药原药需加入表面活性剂或助剂而制成各种不同的剂型,年加工制剂达到l50多万t。农药表面活性剂作为乳化剂、分散剂、润湿剂、渗透剂和增溶剂等广泛应用于加工乳油、微乳剂、水乳剂、可湿性粉剂、悬浮剂、可溶液剂、水分散粒剂和水剂等农业上使用最多的农药制剂。对充分发挥农药的药效、安全经济的达到杀虫、除草、杀菌等目的起到重要作用。
表面活性剂在农药加工制剂中的应用,影响着农药的使用效果,农药表面活性剂的发展影响着农药工业的发展。尤其世界各国近年来高度重视农药对安全环保的影响,强调发展环境友好型绿色农药和相关的制剂,因而农药表面活性剂的发展也必须适应这一新的要求。本文对我国农药表面活性剂的发展作一探讨。
1我国农药表面活性剂的发展概况
我国的农药表面活性剂工业有着50年的历史,半个世纪以来,随着我国石油化工和农药工业的发展而迅速发展。从以下几组数据对照可以显示我国农药表面活性剂的发展情况:
1964年,我国建成第一套年产700吨农药乳化剂生产装置,目前具有1000t/a以上生产能力的农药乳化剂装置超过20套:南京太化的农药表面活性剂生产能力可达4万t/年。
70年代,我国农药乳化剂生产企业仅此l0家,目前有近百家。
1983年,用作农药表面活性剂的非离子型和阴离子型仅有20多个品种,混合型不足l00个;而如今非离子型品种有上百个,阴离子型品种有30多个。混合型多达500多种。
80年代初,我国农药表面活性剂总产量在1.3万t左右,2007年总销量约为5万t;.其中南京地区占全国的一半以上。
30年前,农药表面活性剂主要是乳化剂,用于配制乳油。目前在水乳剂、悬浮剂、微乳剂、可湿性粉剂、水分散粒剂、可溶液剂、油悬剂和水剂等几十种剂型中,也大量应用。
近十年中,我国农药表面活性剂进展较大的还表现在以下几个方面:
(1)开发新品种:尽管苯乙基苯酚聚氧乙基醚、烷基酚聚氧乙基醚等酚醚仍然是农药表面活性剂中主要的非离子型品种,烷基苯磺酸钙仍是主要的阴离子型品种。而非离子型改性制得的阴离子型已有多个产品研制开发出来,南京太化研制的这类品种已经作为许多水基型农药制剂专用助剂配方中的主要组分。产量也在增加。
其他一些新的表面活性剂如有机硅表面活性剂、双子类表面活性剂、高分子表面活性剂和含氟表面活性剂等的开发研究均有较大进展,并在农药制剂中应用,但此类产品的大量推广尚有个过程。
(2)配方研究工作:农药制剂配方和农药表面活性剂配方的研究取得较大的成效。近年来,针对一些高毒农药的禁产禁用而出现的替代农药加工制剂专用助剂的配方研究,针对发展环境友好型农药制剂加工,加大水基型制剂专用助剂配方研究的力度,针对农药加工中使用溶剂的要求变化,针对农药制剂出口应考虑执行国际标准等问题,配方研究工作不仅受到助剂生产企业的特别关注,而且农药企业、科研院所、大专院校等都在研究配方。南京太化每年都有100多种农药新制剂配方筛选出来,目前南京太化已技术贮备各类农药制剂配方1500多个,农药乳化剂及助剂配方400多个型号。近年来已生产供货的乳油用乳化剂就有300多个型号,水乳剂、微乳剂等水基型制剂用助剂有120多个型号,生产的悬浮剂专用助剂可用于加工60多种悬浮剂制剂,可湿性粉剂专用助剂可加工30多种制剂,并开展了油悬剂、可溶液剂、水分散粒剂及其专用助剂的研究。
(2)产品的质量:农药表面活性剂的一些主要品种,经过几十年的科研和生产实践,对其结构与质量的关系基本掌握,因此产品的质量比较稳定。各企业都有相关的技术标准,农药企业对助剂的质量要求也愈来愈严格,并按标准验收。新开发的非离子型改性表面活性剂的应用,其用量少、性能更优异。企业对质量的重视还表现在将产品标准逐步与国际标准靠近。南京太化查阅与收集了l999年至2008年5月联合国粮农组织(FAO)发布的59种农药的l l5个制剂标准,其中翻译了包括乳油、可湿性粉剂、悬浮剂、水乳剂、可溶液剂、水分散粒剂等85种制剂的标准。公司的技术标准逐步与国际接轨,凡出口农药表面活性剂产品或为农药企业出口配套的产品按CIPAC方法及执行联合国粮农组织(FAO)或世界卫生组织(WHO)的标准。例如用在出口拟除虫菊酯类农药的专用乳化剂,就有36个品种采用FA0的标准,以达到符合国际上的质量要求。
2当前农药表面活性剂发展面临的一些问题
(1)虽然我国生产农药用表面活性剂的能力很大,但仍有一部份从国外进口。主要原因是近年来世界石油价格不断上升,造成大部分化工原料成倍涨价,甚至涨到10年前的三倍。例如国内环氧乙烷价格的攀升,加上生产非离子型的其他原料价格也波动很大,一度造成国内生产不及购买进口产品合算。如NP-10这一品种进口量就较多。环氧乙烷作为生产非离子型表面活性剂的主要原料,近年的高价现象,影响了表面活性剂的发展,使许多非离子型生产企业面临亏损的局面,也加重了农药加工企业的负担。
(2)表面活性剂的制备属于精细化工,使用的原料如环氧乙烷、环氧丙烷、苯乙烯、苯酚和甲醇等是易燃易爆有毒物质,工艺和设备要求都较高。在制备过程中,要确保产品的质量及收率,更要注意到安全和环保问题。近年来,国家发布了许多关于安全和环保的法律法规,提出了建成绿色企业和清洁生产企业的新要求,提高进入化工行业的门槛,规范企业的行为。表面活性剂行业与农药行业都面临优胜劣汰或重组。例如不具备生产污水处理的企业,装置不在当地规划的化工园区内,都将因安全和环保问题而关闭或搬迁。
(3)表面活性剂要适应环境友好型农药制剂的发展,有大量工作要做。不仅要解决水基型制剂的专用助剂,而且要逐步以生物降解较好的表面活性剂代替生物降解差的表面活性剂。在农药乳化剂中长期使用酚醚类非离子型,因其乳化性能优异一直是混合型乳化剂的主要组分,但因生物降解较差,已被欧盟列入禁用之列。我国农药制剂目前仍然是以乳油为第一大剂型,乳油用乳化剂仍是占据农药表面活性剂的最大份额。虽然乳油药效好,使用方便,但因大量使用溶剂影响环保而在近年被国家有关部门限制登记。性能与环保问题之间的矛盾,已影响着其发展,如果不能找出相应的平衡点,最终必须以符合良好的环保要求为目标。
3发展远景及应重视的工作
我国的农药表面活性剂行业与整个表面活性剂行业一样,其装置能力已位居世界前列,是生产大国,但不是生产强国。与发达国家的差距还表现在开发能力、工艺控制、检测手段及其对安全环保和应用效果的关注。我国用于农药加工的非离子型表面活性剂大都是三、四十年前开发的以酚醚、醇醚和油醚为主的老品种,阴离子型也主要是烷基苯磺酸钙这一主打品种,这些品种并不完全可应用于目前正在发展的例如水乳剂、水分散粒剂等新剂型。而且大部分由石油化工原料来制各,价格高及生物降解差等问题也不适应今后的发展趋势。
农药的发展要靠创新,同样农药表面活性剂的发展也必须创新。为了实现我国农药工业创新和发展,在国家十一五规划中提出了一些项目和措施,同时也在农药工业的十一五规划中对农药助剂的发展制定了相关的目标和计划。要与我国经济发展同步,要与我国农药工业的发展同步,同时也为了企业自身的经济效益,农药助剂企业已充分认识到本行业面临创新和发展的重要任务,规划着企业的工作方向和产品远景。南京太化近年就在技术开发上下了很大的功夫,2008年又提出了新的非离子型改性研究、天然原料代替合成原料或溶剂、生物农药制剂的配方研究等课题。
根据长期从事农药表面活性剂科研、生产及应用的实践,作者认为发展农药表面活性剂应重视以下几项工作供探讨:
(1)加速新型表面活性剂的开发研制:1)应多考虑采用天然原料以利于生物降解,例如以松香、植物油、天然脂肪醇为原料;2)新产品的结构也要有利于生物降解;例如以直链结构取代支链结构;3)新产品有优异或独特的性能,如表面张力低、润湿渗透性好、泡沫力小等;4)成本价格在应用时能承受。
(2)农药新制剂配方研究及专用助剂配方研究相结合:例如在农药环保型水基型制剂中,1)水乳剂是当前大家非常关注的环境友好型绿色农药制剂,但其制剂配方和专用助剂配方筛选难度大,许多农药原药尚未筛选出好的水乳剂配方,要从突破物理稳定性这一难点下手,正确选择表面活性剂是提高水乳剂的物理稳定性关键。2)悬浮剂以其良好的与环境相容性和安全性,成为水基型农药制剂中品种最多、吨位最大的农药剂型。当前,用于悬浮剂助剂的表面活性剂单体,已不再是以前常规使用的非离子型和阴离子型单体,采用非离子改性阴离子型其性能更优。因而其配方研究工作还需要进一步深入。3)水分散粒剂是由粉尘化的可湿性粉剂过渡到无尘化的农药新制剂。优点:环境安全性好,可将低浓度的可湿粉发展到高浓度,减少包装运输成本,是一个很有发展前途的品种,其高品质的助剂需要开发配套,并在时机成熟时推出。4)高浓度乳油因其去除或减少溶剂,可以明显地提高它的安全环保性,是应发展的农药剂型。与此相对应的专用助剂的配方研究也是助剂行业应予以重视的一项工作。
(3)要加强科研、生产和应用的结合,加强农药表面活性剂企业与科研院校及农药生产企业的结合、使科研项目更有深度、更有实用性,也使科研成果尽快转化为生产力,达到较好的经济效益和社会效益。
(4)产品标准要逐步与国标接轨,目前我国农药制剂的国家标准和农药表面活性剂的产品标准在指标和方法上均与国际标准(例如联合国粮农组织(FAO))有很大差距。农药制剂及农药助剂的出口受到一定的限制。要不断努力,使更多的专用助剂及制剂符合国外的要求。
5、要加大科研的投入:不仅要增强科研力量,加速培养和造就从事表面活性剂合成、农药制剂和助剂配方研究和分析检验方面的人才,同时在科研资金上确保与企业生产规模相对应。
我们深信,我国农药表面活性剂工业在全行业同仁的共同努力下,以科学发展观指导本行业,一定会创造更美好的前景。




