农药学原理课件--第三章 农药加工原理

热贮54, 14d, <10%
3. 特点 优点： （1）药效高，0.1-10um油珠，分散度扩大10-15倍； (2）使用方便； （3）性质稳定，不易分解 （4） 加工容易，不产生三废
缺点：耗用有机溶剂，需用水稀释
另外，水乳剂（浓乳剂）EW，stock emulsion
水包油型，不透明的乳状液 组成：原油+乳化剂+分散剂+防冻剂+水，经匀化工艺制成 特点：不是用或少使用溶剂、成本低于乳油
粒剂
1. 组成 原药：ai，一般1-5%，15%
载体：矿土、珍珠岩、沸石
助剂：粘着剂、崩解剂（硫胺、氟化钙） 湿润剂/分散剂 着色剂： 杀虫剂 红色 杀菌剂 绿色 除草剂 兰色
2. 质量指标 大粒剂 5-9mm 颗粒剂 1.68-0.297mm, 10-60目 微粒剂 74um-297um, 60-200目
2. 分类和质量指标 喷粉粉剂：ai <2% 拌种粉剂：ai 20-70% 影响药效的因素（1）细度和分散度； （2）填料的种类和理化性质。
国外
粗粉剂 普通粉 微粉
细度
95%通过 98%通过 100%通过 320目筛 320目筛 320目筛
平均粒径 20-25
10-12
>5
(um)
<10um <20
2 表面活性剂的湿润作用
※ 降低固体与水的界面张力。表面 活性剂分子吸附于固体表面，定 向排列，降低界面自由能。当rSG, rLG不变时，rSL减小。
※ 降低水的表面张力，既 rLG减小。
四、乳化原理
大多数农药的有效成分为“油”，所以在制剂 加工或使用过程中都会遇到乳化问题。乳油制剂在 使用时要兑水稀释，这就需要把有效成分及有机溶 剂组成的混合物乳化分散到水相中。浓乳剂及微乳 剂在加工过程中也要把不溶于水的有效成分分散在 水中形成乳状液。
2. 质量指标 细度：99.5%通过200目筛，平均粒径25um以下； 湿润时间：1-2min 悬浮率：50-70%, >70%(高新产品） 水分： <3.5%, 稳定性：54, 14d, <10%
3. 特点 （1）不用溶剂和乳化剂； （2）包装运输方便，成本低，安全； （3）药效较好
1. 组成
乳油
粉剂(DP)
粒剂(GR)
直接使用
超低量液剂(油剂）（ULV）
不加水稀释剂型 烟剂(FU)
拌种剂（DS）
种衣剂（DS）
缓释剂
国外主要剂型 WP、EC、GR、SC、DP
我国剂型
主要以EC（40）、WP（16.5）为主
我国剂型发展方向：水基化、省力化
应发展WP （1）不用有机溶剂 （2）不用乳化剂 （3）可用软包装 （4）运输、贮存安全，加工成本低
原药：ai，一般20-80%
溶剂：苯、甲苯、二甲苯
乳化剂：十二烷基磺酸钙（阴离子）+阳离子混合乳化剂
助溶剂(甲醇、乙醇，2%左右）
2. 质量指标
ai： 20-80% ； 乳液稳定性：
342ppm硬水中，稀释200、500、1000倍， 30下静止，1h无沉降、悬浮
水分： <0.5%, 稳定性：冷贮 0下，7d, 析出<0.3%;
持效期 目标性 安全性
小结
常用情况下，在一定限度内，随着分散 度提高，其药剂性能得到提高；
但在某些情况下，适当降低分散度和控 制释放速度，更能达到合理使用。
三、 湿润原理
1 湿润角与湿润方程
rSG: 固-气界面张力 rLG: 液-气界面张力 rSL: 固-液界面张力
湿润方程：rSG= rSL＋rLG·cosθ
第三章 农药加工原理
一、农药加工的定义和意义
1. 农药加工（pesticide processing)
将农药原药（或母药）配制成商品制剂的生产 过程。
• 农药制剂（pesticide preparation）：由农药原 药（或母药）和助剂制成的可使用稳定状态的产品。 一种剂型可制成不同含量和不同用途产品。
较稳定 木屑 杀虫、杀菌 树叶
硝酸钾 硝酸铵
陶土 滑石粉
2. 质量标准 易燃，但无明火，烟浓而均匀。
农药受热漆画，在空气中冷却凝成微粒(0.1-2um)沉积在作 物上。
3. 特点 使用有局限性
其它剂型
1.可溶性粉剂(soluble powders) 水溶性农药原药+填料+助剂
粉剂：粒度 可湿性粉剂：悬浮率 液剂：湿润、展着性
使农药均匀分布、牢固地粘着、有较高 的沉积率。
2. 农药加工的意义
(4) 提高原药储存期的稳定，延长货架寿命； (5) 扩大使用方式和用途； (6) 高毒农药低毒化； (7) 控制原药释放速度； (8) 增效、兼治、延缓抗药性。
二、 农药分散与药剂性能关系
• 农药剂型（pesticide foumulation)：具有一定组 分、规格的农药原药（或母药）加工形态。
2. 农药加工的意义
（1） 赋形
• 赋予农药原药以特定的稳定的形态，便于流通和使用，以 适应各种应用技术对农药分散体系的要求。
• 农药剂型的“形态”与使用“形态”，有时一致，有时不 一致
农药剂型形态和使用形态
3. 特点 优点：使用安全方便 （1）高毒品种低毒化； （2）控制释放速度、持效长； （3）液态农药固态化； （4）减少污染，对天敌安全； （5）使用方便，工效高。 缺点： 防治对象有局限性，作用慢，有污染地下水的问题。
超低量油剂（Ultral low volume agent)
1. 组成
原药+溶剂
（一）药剂的分散体系与分散度
1. 分散体系
农药分散的手段
制剂中分散：加工 靶体上分散：施药
加工中
固
固， 液体
液体
使用中
2. 分散度
指药剂被分散的程度，用以衡量 制剂质量和喷洒质量的指标。
在连续分割的情形下，总体积不变， 而总表面积、总覆盖面积和颗粒数随 分割次数的增加而增加。
边长1cm立方体经2次分割后发生的变化
农药剂型缺陷
(1)影响撞击频率 农药效果: 取决于农药与生物靶标的接触机会
细度
用量
生物最佳粒径理论： 一个特定的靶标，必定 有一个最适宜 其捕捉的雾滴粒径范围
飞行昆虫：10-50um 叶面昆虫：30-50um 植物叶片：40-100um
（2）影响覆盖面积
（3） 影响粘附性能 （4） 影响沉积性能
常用的农药剂型使用后分散质的分散度 大小顺序依次为：
• 水剂（有效成分呈分子或离子状态，d<0.001μm） • 微乳剂(有效成分呈微小油珠状，0.01-0.1μm) • 烟剂(有效成分呈粒状，0.1-5μm) • 水乳剂(有效成分呈油珠状，0.1-10μm) • 水悬浮剂(有效成分呈呈粒状，1-10μm) • 可湿性粉剂(有效成分呈呈粒状，10-40μm) • 粉剂(有效成分呈呈粒状，10-74μm)
胶束是由表面活性剂分子的亲油基向内形成的一个 极小的非极性中心区(内芯)，亲水基则向外而成的球状 体。
胶束
被增溶物在胶束内存在的状态和位置 是固定的，大致可分为4种情况：
六、 分散原理
※ 吸附作用 分散剂分子（两亲结构）在固-液（水）界面上吸附。
①离子对吸附；②氢键形成吸附；③π电子极化吸附； ④憎水作用吸附 ※ 表面电荷 离子型分散剂（阳离子）→农药粒子带负电荷，相斥。 ※ 位阻障碍
实质是乳状液稳定原理
※ 界面张力学说。
表面能的增加相当于界面张力与新增 表面积的乘积
△E=γ·△A γ减小, △E就减小。
※ 吸附膜层学说
若E的亲水性大于亲油性，更多降低水侧界面 张力，即B侧界面张力大于A。B表面收缩力大，膜 层向B（油面）弯曲，形成水油珠，O/W型。
五、 增溶原理
某些物质在表面活性剂作用下，在溶剂中溶解度 显著增加的现象,称为增溶。具有增溶作用的表面活 性剂称为增溶剂，这种被增溶的物质称为被增溶物。
乳液或溶液
农药的使用形态
• 液体：溶液、悬液、乳液 • 固体：烟剂、粉剂、粒剂、大粒剂 • 气体：熏蒸剂 • 其他形态：毒饵、涂膏、粘胶、毒环、
毒绳等
（2） 稀释作用
能将高浓度的原药稀释至对有害 生物有毒，而对农作物、牲畜、鸟、 鱼类以及自然环境不造成危害的程度。
（3）优化生物活性
能使农药获得特定的物理性能和质量规格。
（二）分散度对药剂应用性能的影响
1 提高分散度对药剂应用性能的影响
• 增加覆盖面积； • 增强药剂颗粒或液珠在处理表面的附着性
（附着性与大小和重量有关，颗粒越大，重 量越大，易掉落）
• 改变颗粒的运动性能；
直径>10um,飘移作用（水平方向移动） 直径<1um, 布朗运动，可向作物深处扩散， 沉积到上、下、侧表面。
粉剂
1. 组成
加工方法
直接粉碎法 母粉法 浸渍法
原药：（固体农药、液体原油）
填料：滑石［H2Mg3(SiO3)4]、叶蜡石、粘土
易于粉
碎，不变
分散性好，易做低浓度粉剂 硬，分散
良好，不
硅藻土、白炭黑、膨润土
易是有毒 物质分解。
吸附能力强，易做高浓度粉剂 助剂：抗凝剂、分散剂、稳定剂（多元醇、有机酸）
低毒农药 国外
对植物药安全 粘度要低 挥发性低 比重大于1（1.3-1.6为宜）
苯乙酮、乙二醇、环己酮 当前，我国主要用多烷基苯、混合醇
2. 特点 （1）不加水稀释直接使用； （2）必须用超低量器具； （3）事前应做药害试验。
1. 组成
烟剂（smoke generate, FU)
原药+燃料+助燃剂（氧化剂）+消燃剂（阻燃剂）
药剂分散度要求：即不是颗粒越小越好， 也不是越小越好
不同分散度的粉粒（雾滴）被 气流送向固体表面时沉积情况
大颗粒
小颗粒
风
茎
向
叶
侧向气流
雾滴的理论飘移距离与雾滴尺寸的关系
飘移的距离与雾滴细度有关。雾滴越细飘移距离越远， 从雾滴的理论飘移距离可以看出飘移距离几乎是以几何级
数猛增的。一般小于50um的细雾滴，飘移现象就比较明显， 而10um以下的超细雾滴就将发生比较严重的飘移
乳化→乳液→热力学不稳定体系→乳油加工
增溶→胶体溶液→热力学稳定体系→微乳剂加工
溶解→真溶液 →热力学稳定体系
表面活性剂就以数十个或更多的分子或离子结合成 一个聚合体，即所谓“胶束”
开始形成胶束时表面活性剂的最低浓度称作“临 界胶束浓度”。
只有增溶剂的浓度大于“胶束临界浓度”时才有增 溶作用。
• 提高药剂颗粒表面能； 表面能是指药剂的溶解、气化、化学反应
及吸合能力。
• 提高悬浮液的悬浮率及乳液的稳定性。
2 适当控制分散度对药剂性能的影响
“筛目”(mesh size):标准筛筛号数
200目筛:标准筛上每英寸宽度有筛线200条，每平
方英寸筛面上有40000个筛孔，颗粒直径<74um
适当降低分散度 控制有效成分的释放速度
20-50% 100%
5-10um最佳 ；<2um ，则由于团聚作用，附着力降低
3. 优缺点 优点：不耗用有机溶剂，包装运输方便； 缺点：沉积差，飘失量大。
可湿性粉剂
1. 组成 有效成分：不溶于水，20-70%
填料：吸附性较强，具良好的湿润性和悬浮性
助剂：湿展剂（烷基苯磺酸钠、钙）、分散剂、稳定剂等
剂型种类 粉剂
可湿性粉剂 乳油
颗粒剂 水剂
可溶性粉剂
剂型形态 粉状固体 粉状固体 溶液 粒状固体 溶液 粉状固体
使用形态 粉状固体 悬液 乳液 粒状固体 溶液 溶液
剂型种类 乳粉 油剂 微囊剂 烟剂 胶悬剂
通用油剂
剂型形态 粉状固体 溶液 粉状固体 固体 悬液 溶液
使用形态 悬液 溶液 悬液 固体 悬液
A 囊膜的表面积 h 囊膜的厚度 D 农药在囊膜中的扩散速度 K 农药在囊皮中和囊核中的分配系数 △C 囊内和囊外的浓度差
八、 农药的主要剂型
农药剂型可分为两大类
可溶性粉剂(WS) 乳油(EC) 可湿性粉剂(WP) 可加水稀释剂型 浓悬浮剂(SC) 微胶囊悬浮剂 水乳剂（浓乳剂）(EW) 微乳剂(ME)
分割前
第一次分割 第二次分割
颗粒边长(cm)
1
10 -2
10 -3
颗粒数（个）
1
10 6
10 9
总表面积(cm2)
6
6× 10 2
6× 10 3
总覆盖面积
1
10 2
10 3
（立方体的一面与靶标 表面接触）V(cm3)
总体积(cm3)
1Байду номын сангаас
1
1
比表面（S/V）
6
6× 10 2
6× 10 3
分散度越大，粒子越小，反之则愈大。
分散剂（阴离子、高分子）吸附在分散粒子上时亦 形成空间屏障。
七、 控制释放原理
所谓控制释放技术。就是根据有害生物发生规律，危害 特点及环境条件，通过农药加工手段，使农药有效成分按需 要的剂量，特定的时间，持续稳定地释放，以达到经济、安 全、有效地控制有害生物的技术。
利用高分子化合物与农药的相互作用，先设法使农药贮 备、而在适当时间又能不断地释放出来，这种利用控制释放 技术加工的制剂就是缓释剂。