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表面活性剂在农药基本剂型中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-07-02  浏览次数:545
核心提示:1.在农药乳油中的应用工厂中生产的农药,未经加工成型之前称为原药。固态的原药称为原粉,液态的原药称为原油。绝大多数的农药是

1.在农药乳油中的应用

工厂中生产的农药,未经加工成型之前称为原药。固态的原药称为原粉,液态的原药称为原油。绝大多数的农药是油溶性的,不能直接在农业上使用,为了使少量农药能够均匀地喷洒在大面积农作物上,最常用的方法之一就是把原药配制成乳油后使用。乳油是农药基本剂型之一,是由农药原药、乳化剂、溶剂、助溶剂配制成的透明油状体,加水能形成相对稳定的乳状液,稳定度要求在99.5%以上。乳油可分为O/W型和W/O型两种乳状液,O/W型一般选用亲水性较高的乳化剂,W/O型一般选用亲油性较高的乳化剂。绝大多数农药乳油属于O/W型乳油。

农药乳油的发展与表面活性剂的发展有着密切的关系。表面活性剂即乳油中的乳化剂,是农药乳油中的重要组成成分。早期的有机合成农药滴滴涕,用肥皂或硫酸化(或磺化)蓖麻油作为乳化剂,配成的乳油黏度很大,流动性能差,乳化分散性能不好,乳化剂的用量也很大。20世纪40年代中期,醚型非离子表面活性剂如烷基酚聚氧乙烯醚、苄基联苯酚聚氧乙烯醚等,在农药乳化剂中已占有主要地位,但也存在许多缺点。1955年发现了油溶性的十二烷基苯磺酸钙与非离子表面活性剂复配的混合型农药乳化剂。这种混合型乳化剂不仅用量明显减少,而且具有良好的自动乳化分散性能,适用范围广。只要选择不同种类、不同聚合度的非离子表面活性剂,即可用于配制各种农药乳油。

乳油的优点是:乳油加水稀释成乳剂后,原油被分散成很小的液珠,因此可均匀地大面积施用,由于乳油中含有乳化剂,使乳油较容易在农作物、病菌和虫体上润湿、黏附,并且药剂容易渗透到他们体内,可以获得良好的防治效果。由于乳剂受风雨的影响较小,所以药效期较长。乳油在加工制作和加水稀释使用时,原药不会像粉剂那样飞扬而对操作人员造成危害。乳油的使用也很方便,加水稀释成乳状液后即可用喷雾器或其他工具进行喷洒。

2.在可湿性粉剂中的应用

可湿性粉剂是加入水中后能被水润湿的粉状制剂。可湿性粉剂由农药原药、填料、润湿剂、分散剂、稳定剂组成。填料要有很强的吸收性,将原药吸收后形成的固体易于被粉碎,通常用黏土、硅藻土、二氧化硅作填料。这些填料使农药原药在贮存过程中能保持一定的热稳定性,而且填料本身在水中有良好的悬浮性能,无絮凝现象。由于很多有机农药都是疏水性物质,不能被水润湿,因此在可湿性粉剂中要加入润湿剂,润湿剂要达到使可湿性粉剂在1~2min内即能被水润湿的标准。为使药粉能很快在水中分散,还要加入一定量的分散剂,使药粉加水稀释后有良好的、较长时间的悬浮性能,要求可湿性粉剂的悬浮率要达到70%以上。

可湿性粉剂的润湿好坏决定于选择合适的润湿剂及浓度。润湿剂应选择水溶性好的固体润湿剂,而不是液体润湿剂。这是因为:固体润湿剂可以减少填料的液体载荷;能使表面活性剂较好地分布,而不吸收在填料内部。常用的润湿剂是阴离子表面活性剂烷基苯磺酸钠和非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚。

分散剂应选择分散能力强的表面活性剂,例如某些嵌段或接枝聚合物表面活性剂;高分子分散剂,特别是分子或链节上有较多分支的亲油基和亲水基,并带有足够电荷的高分子。

研究表明,使用同样的农药原药制成不同剂型会有不同使用效果,一般配成乳油比可湿性粉剂的药效好。这是因为可湿性粉剂颗粒较粗,使药剂的分散沉积和覆盖能力受到影响,而且药剂的溶解、扩散、渗透能力也不能很好发挥,所以可湿性粉剂加工的颗粒细度一般要求达到5μm,并配合使用分散剂使悬浮率达到70%左右才能取得良好的药效。

与乳油相比,可湿性粉剂也有其优点。乳油在配制过程中要使用大量的有机溶剂,而配成可湿性粉剂不仅可节省大量有机溶剂,避免溶剂造成对环境的污染,而且可以节省乳化剂和包装。可湿性粉剂可使用软包装材料,用后的空包装容易处理,而乳油使用玻璃、金属、塑料等硬包装,用后的空包装处理难度要大得多,而且容易造成二次污染和中毒事故。从长远利益考虑,可湿性粉剂是重点发展的农药剂型。

3.在微乳液中的应用

微乳农药是利用表面活性剂的作用,将液态油性农药以超微细状态(粒径0.1~0.01μm)均匀分散在水中,形成透明或半透明的均相体。微乳液是一个自发形成的热力学稳定分散体系,表面活性剂是制备微乳液的关键组分。目前,关于微乳液的乳化剂选择还没有一套完整的理论依据,许多配方工作都以混合膜理论和加溶作用理论为基础并参照表面活性剂的HLB值和临界胶团浓度(cmc)进行综合考虑和选择,应注意以下几个方面。

(1)对非离子表面活性剂而言,因其亲水亲油性对温度非常敏感,当体系温度靠近三相区浊点线略低时,形成O/W型微乳液,升高温度,亲水性下降,体系变浑浊;当温度接近而略高于三相区的浊点线时,形成W/O型微乳液。因此,单独使用非离子表面活性剂制成的微乳液,温度范围窄,缺乏实用价值。改变表面活性剂中环氧乙烷链节(EO)平均数来调节亲水亲油性,分子中EO链节数分布越窄,三相区越小,形成微乳的范围越大。增加分子中非极性基团和极性基团的大小,使cmc下降而保持HLB值不变,可提高微乳形成的范围。

2)对离子型表面活性剂而言,其亲水亲油性对温度不敏感,可用加助表面活性剂的方法来调节,一般使用中长链的极性有机物,例如醇。C3~5醇易形成O/W型微乳液,C6~10醇易形成W/O型微乳液。此外,水相中加入盐可调节离子型表面活性剂的亲水性,有利于微乳的形成。

(3)非离子和离子型表面活性剂复配,可以扩大微乳的使用范围,目前在农药配制中常采用这种方法。有时以醇盐等作为调节剂,扩大微乳的使用范围。如苯乙烯酚聚氧乙烯醚和十二烷基苯磺酸钙的组合。农药微乳液由于不使用有机溶剂而具有生产贮运安全,对人畜、作物、环境危害少的优点,而且分散度高,渗透性好。

4.在水剂农药中的应用

农药原药溶解在水中,添加适宜的助剂而形成均一稳定的真溶液,这种制剂称为水溶液又简称水剂。水剂剂型中的活性成分是分子或离子状态,直径小于0.001μm,此剂型易加工,具有低药害,毒性小,易于稀释,使用安全方便等特点,且具有良好的生物效应。但大多数农药一般不溶或难溶于水,能加工成水剂的原药品种并不是很多。

为了改善水剂品质和提高药效,制备水剂农药需要添加适宜的助剂,但助剂不应与农药有效成分发生作用,也不能影响水剂的外观,即带来浑浊、分层、沉淀。选择水剂用表面活性剂一般应遵循以下原则:

(1)水剂农药用表面活性剂应该是低起泡性的或泡沫产生后能迅速消失的。在水剂中使用消泡剂时,消泡剂的选用应合理,不能影响水剂的稳定性及外观澄清透明性,且各种助剂是低毒、易降解的。

(2)在水剂农药中使用的乳化剂可以是阳离子型、阴离子型、非离子型的表面活性剂,也可以是非离子型与另外两种类型中的一类复配,其HLB值一般要求大于10,即亲水性的。同时应根据农药有效成分的结构和性能选用不同的助剂。

(3)水剂中助剂的用量必须在其表面活性剂的cmc以上,这样可形成稳定的胶团,有利于药液生物活性的发挥。一般加入助剂的量为喷雾液最终质量的0.1%~0.5%。助剂不仅能降低表面张力和接触角,增加药液对叶面的亲和能力,而且还能增强药液对植物体内的渗透能力。

任何助剂的选择都应考虑农药原药的生物活性,不同的水剂农药需采用不同的助剂。只有对水剂匹配适宜的助剂才能保证药液不会流失,又不会造成药液在叶面上不能完全铺展。

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