现代农药的伴侣—农药乳化剂.doc
《现代农药的伴侣—农药乳化剂.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《现代农药的伴侣—农药乳化剂.doc(7页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、现代农药的伴侣一农药乳化剂沈向明 (金陵石化有限公司化工二厂 南京210038)摘要本文从人口一粮食一农药的密切关系及农药乳化剂协助农药发挥药效 等方面论述了农药乳化荆的意义。从乳化、润湿、渗透、分散、增溶、起泡、消泡作用 等方面总结了它的基本特性,从技术装备、研究开发、配方设计、环境友好等方面分 析了其现状j从高效、水性化、生物源等方面预测了其发展趋势。揭示了随着现代 农药工业的飞速发展,农药乳化剂将发挥愈加重要的作用。关键词农药乳化荆作用特性现状发展1为什么农药乳化剂如此重要711农业的稳产高产离不开农药 我国是农业大国,农业一直是关系到国计民生的重要行业。随着全球经济一体化进程的加快及我
2、国现代化建设的飞速发展,农业的优化改良显得迫在眉睫。要在19亿亩的耕地上解决13亿人口的吃饭问 题,即用占世界7的耕地养活占世界22的人El,稳产高产就显得格外重要。农药是现代农业的孪生姐 妹,是农业稳产高产的重要手段之一。农药的发明及工业化是二十世纪重大科技成果之一,而农药工业水 平的日新月异更使越来越多的人享受着现代文明所创造的丰硕成果。正是由于人口(见表1)一粮食二_农药(见表2)的密切关系,决定了农药工业必然持续发展的趋势。 表1世界人口增长预测(美国人口普查局报告)单位:亿1990芷1995年 2000年2010盔2025拄2050芷535761727678袭2世界农药销售额单位:亿
3、美元19751980 1985 199019911992 19931994 1995 200097 124159 264268 252 253 278 303 365根据我国农业部门统计。由于使用农药,我国平均每年挽救粮食2500万吨、棉花40万担、蔬菜800万 吨、果品330万吨减少直接经济损失约300亿元。农药在农田灭鼠、仓储防蛀、卫生防疫、园林绿化等方 面也发挥着越来越重要的作用。 ,12发挥农药药效离不开农药乳化剂t农业上使用的农药实为农药制剂,它是农药原药(活性成份)和助剂按规定配方经加工而制成的产品。 农药助剂主要是载体和表面活性剂。液体制剂的载体主要是芳香类有机溶剂,固体制剂的载
4、体主要是含 丰富比表面的多7L物质。不管何种制剂。绝大多数都需要加入各种表面活性剂,发挥乳化、分散、粘着、润 湿、渗透等一系列作用,它们泛称为农药乳化剂。大多数原药是以C、H官能团为主要骨架的有机化合物,在价廉易得的芳香类有机溶剂如甲苯、二甲 苯中有良好的溶解性,而在水中溶解度很小。在使用时,为了有效分布于靶标以施展良好的药效,需用水 稀释几百倍到数千倍后均匀施撒。原药及溶剂分散在水中后,需具备一定的稳定度,使得在施药期间不富 集或分层,即要求油(原药及溶剂)均匀地分散于水中,该多相体系(乳状液)须具备最低的稳定度(油珠直 径以O5mm左右为宜)。农药乳化剂的加入就实现了上述目的,它可使原药分
5、散于水中后,进行简单混合。 一391(搅拌或晃动)就形成具备最低稳定度的乳状液,在施药期间不沉淀、不上浮、不富集。我国有超过一半的 农药加工成乳油,农药乳化剂是农药乳油中不可缺少的组分,是决定乳油质量的一个关键因素。在可湿性 粉剂、悬浮乳剂、uLv制剂等剂型中,它也对制剂质量和应用效果起到十分重要的作用。在其它液体制 剂,尤其是已成发展趋势的水性化剂型中,农药乳化剂的作用亦显得举足轻重。一般说来,农药乳化剂应 具备如下基本特征:1)适应农药品种多,用量少,并能配制含量较高的制剂;2)与原药、溶剂及其它组分有着良好的互溶性,在低温时不分层、析出结晶或沉淀;3)对水质、水温、活性成份的浓度变化等具
6、有较好的适应能力。制剂使用时自动或稍加混合即形成 适宜粒径的乳状液,具有经时稳定性。乳状液施用后,发挥良好的粘着、润湿和渗透作用,协助发挥活性组 分的药效;4)粘度低、流动性好、毒性小、闪点高,生产、运输、贮存、使用方便又安全;5)具有良好的物理及化学稳定性,在一定时间内无物理及化学变化,通常需两年以上的品质保证期。 农药乳化剂的分子结构中,既有亲水性基团,又有亲油性基团。对极性介质及非极性介质均有亲和性,即既有亲水性又有亲油性。 ,农药的作用过程一般遵循如下路径:农药溶于有机溶剂(油性)一稀释于水而形成乳状液(水性)一均匀施布于植物表面蜡质层(油性) 一作用于靶标一植物表皮、体内或病虫害的表
7、皮、体内(油性、水性)农药的作用过程经历了多次水性、油性介质的转换,农药乳化荆的意义就在于:既对油性介质具有良好的亲和性,又链接(分子间作用力)或包容(形成胶束)活性成份作用于水性介质,以充分发挥药效,达到杀虫、灭菌、除草和生长调节等目的。 农药制剂中还常加入润湿剂、分散荆、渗透剂、增粘剂、消泡剂等助剂,它们往往为表面活性剂,只是对亲油亲水平衡值作出调整而已,也属于广义上的农药乳化剂。用量少是农药乳化剂的基本特征之一,这往往给人们形成一个误解:农药乳化剂的用量只需达到制剂 按规定稀释后的最低稳定度即可,因而追求乳化剂的低用量以降低制剂的制造成本。对此作如下剖析:1)当药液喷洒到叶面后,水份蒸发
8、,乳液被破坏(破乳),油性成份(原药、溶剂、乳化剂)沉积在叶面上 以发挥药效。如果药液过于稳定,在叶面上不能及时破乳,容易随水流失,影响药剂的防治效果,因此要求 药液既稳定又不稳定,太过稳定会增加药剂流失。2)乳化稳定性是农药制剂的重要质量特征,即制剂用标准硬水(342ppm)稀释200倍,在30IC下 放置1小时,无浮油及沉淀。当这一要求上升为标准的时候,就要求乳化剂的用量需要一定的宽裕度,以 保证在质量保证期内,不管原药质量的波动、贮存条件的变化及其它因紊的改变,都能使乳化稳定性满足 此充分条件,否则判为不合格产品而造成不必要的损失。3)乳化稳定性合格不是发挥药效的必要条件。乳化荆除了具有
9、形成稳定乳状液的乳化作用外,在乳 状液发挥药效的过程中,还具有粘着、润湿、渗透等其它作用,这些作用对药效的发挥也十分重要。有时乳 化剂的用量往往要在满足乳化稳定性要求的两倍以上,才能发挥最佳的协同作用,充分发挥药效。以下几 类农药尤其明显:a、油性较弱,主要以内吸发挥作用的有机磷农药,3以下的乳化剂用量即可满足乳化稳定性。如果 加入渗透作用良好的乳化荆510,药效将得到明显提高,如乳化剂使用得当,药效可提高15ljA_k;b、某些具有高选择性,通过快速触杀或内吸发挥药效,带有环氧基(多苯环)的除草类农药,10的乳化剂用量即可满足乳化稳定性。如果要达到最佳的除草效果,乳化剂的用量须提高很多,如精
10、喹禾灵乳化 剂用量达到30,禾草克乳化剂用量达到18,才能充分发挥药效,达到速度快、除草率高之功效;c、药效试验证明:某些生物源制荆,乳化剂用量须至35以上,才能确保原药效果,如苦参减水剂,乳化剂用量不足时将明显影响药效发挥。2农药乳化剂特性21表面活性荆的特性农药乳化剂是典型的表面活性荆(SURFACE ACTIVE AGENT,简写SAA)。对SAA可作如下定义:一392SAA是一种具有表面活性的化合物,它溶于液体,特别是水中,在低浓度时即能在液气表面或其它界面上 定向吸附,显著降低表(界)面张力,它是两亲化合物,分子中至少含有一个对显著极性表面具有亲和性的 基团(以保证它在大多数情况下的
11、水溶性)和一个对水几乎没有亲和性的非极性基团。它具有一系列物理 化学、胶体化学和界面化学性质及派生性质(力学、电学、光学和化学等)。简言之,SAA分子由易溶于水的亲水基和不容于水而易溶于油的亲油基(疏水基)组成,只有在溶液 中才能表现一系列性质,可用图1作简单示意:图1表面活性剂结构示意图 根据有机化学结构理论,化合物的结构决定性质,SAA独特的两亲分子结构决定了它的基本特性。 I)在界面上定向吸附,分子星规则排列状态;2)在临界胶束浓度(CIVIC)后形成胶束。22农药乳化荆的特性农药乳化剂的基本特性也是降低表面张力,具体体现在乳化、润湿、渗透、分散、增溶、起泡、消泡作用等方面。 221乳化
12、作用原药及有机溶剂不溶或微溶于水,加入农药乳化剂后,能以00550岬直径的微珠分散于水中,得到具有一定稳定度的油水分散体系(乳状液),这就是农药乳化荆的乳化作用。若单纯施于机械功,例如通过搅拌器、均化器、胶体磨等实现的乳状液十分不稳定,一旦静置下来,油 和水又明显的分开。如加入适当的农药乳化剂,只需稍作混合,乳状液也能达到较好稳定性。这是因为农 药乳化剂的亲油基包裹着油(原药或溶剂)生成界面保护膜。其非离子的亲水基与水形成氢键而强烈缔 合,阴离子的亲水基使分散的油珠带上负电荷,同性相斥,阻止油珠相互靠拢并聚集,非阴离子复配型乳 化剂使乳状液变得十分碜定。许多实验表明乳状液夕卜观与液珠大小存在一
13、定的关系(见表3)。表3乳状液外观与液珠大小的关系(稀释2001000倍)乳状液外观 透明 灰色半透明 蓝色半透明 蓝色荧光白色乳液蓝色浓乳液 奶白色乳液 液珠大小“m005 00501 0110111O101050222润湿及渗透作用 润湿、渗透作用是农药乳化荆的又一重要特性,在一定意义上说,比乳化作用还重要。因为乳化作用使得活性物均匀地施布于靶标,而活性物要发挥效用。必须通过润湿、渗透作用才能实现。靶标一作物茎 叶或害虫表面常有一层疏水性很强的蜡质层,与水不亲合,只有通过农药乳化剂的润湿和渗透作用,才能 充分地发挥药效,不管何种作用方式一触杀、内吸、胃毒或生长调节,都是这样。润湿是指药液通
14、过表面活性作用,在靶标上以固一液界面取代原来固一气界面的过程。界面张力降低愈多,固体表面愈易被润湿,润湿分粘着、铺展、浸渍三种类型。 影响润湿作用的因素很多,单就表面活性剂的结构来说,一般而言,分子量小的比分子量大的润湿性好,亲油基带支链的比不带支链的好,亲水基处于亲油基中间的比靠近末端的好,疏水基大的好。另外,表 面活性剂在液体中的浓度、液体的温度、粘度、电介质的多少以及被润湿表面的粗糙程度等都对润湿有影 响。渗透作用是药液穿过靶标表层并进入其内部的能力,尚未发现其与表面活性的直接关系,但与分子结构和定向吸附有关。223分散作用从广义上讲,所有农药在实际使用时,都是活性成分的分散体系。农药乳
15、化剂的分散作用就是促使油393性原药以细小微粒均匀地分散于水或其它液体中,并降低分散体系中油性微粒聚集的倾向。下表为主要分散体系类型:表4农药剂型分散体系分散相 连续相 分散体系类型剂型固体 液体 悬浮液 WP、F、DF、WDG液体 液体 乳状液 EC、F液体 液体 溶液 水剂、油剂、ULvF、溶液剂、静电喷雾剂气体 一液体泡沫 泡沫喷雾分散效果可用乳化作用来理解:通过吸附层及电荷的作用,阻止微粒聚集的倾向,提供体系的相对稳定性。224增溶作用增溶作用使油性物质在溶剂中的溶解度显著增加,前提是增溶剂的浓度高于临界胶束浓度,它包裹油 性物质形成胶束,极性基团伸向胶柬外部,与溶剂缔合。增溶不同于溶
16、解,体系是胶束溶液不是分子溶液。物质溶解后,溶剂的某些性质如沸点、冰点、渗透等 将发生较大变化,而增溶时,溶剂的这些性质很少受影响。增溶也不同于乳化。乳化作用形成的乳状液是热力学不稳定体系,时间长了终究要分层和破乳。增 溶作用形成的胶体溶液,是一个更加稳定的分散体系。两者往往同时发生,密不可分。增溶能力愈强,则其乳化和分散性愈好,助剂的用量低通用性也好。22,5起泡和消泡作用泡沫是空气被包围在表面活性剂液膜中的一种现象。除了农药发泡喷雾技术、田间喷雾用泡沫标志 剂外,大多数场合不希望发生泡沫,特别在制剂包装、田间稀释和施用时起泡是不利的。一般说来,阴离子起泡力强于非离子。阴离子中,烷基链越长,
17、其起泡性越强;芳核数越少,起泡性越 强。在聚乙二醇型非离子中,聚合度高则起泡力度弱。在助剂配方筛选时,常需选择起泡性低或不起泡的 助剂,甚至需加人具有消泡或破泡性能的消泡剂。3农药乳化剂现状及发展趋势31农药乳化荆现状截止到1999年底,我国已有符合国家管理要求的农药企业1968个,原药生产能力约72万吨,原药产 量约422万吨,居世界第二位(美国6002万吨),市场销售额达250亿元人民币,为农业高产增收作出了 巨大贡献。农药乳化剂也随之取得了长足的发展,生产企业跃超百家,主要有:金陵石化公司化工二厂(原 南京钟山化工厂)、沙市石油化工厂、旅顺化工厂、杭州万里化工厂、南京太平化工厂、深圳钟南
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 现代 农药 伴侣 乳化剂
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3860873.html