离子型表面活性剂

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C.污垢悬在水中或随泡 沫浮到水面后被去除, 洁净表面被活性剂分子 占领。
4.表面活性剂性能参数-亲水亲油平衡值 (hydrophile-lipophile balance)
Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来衡量表面活性 物质的亲水性。 对非离子型的表面活性剂,HLB的计算公式为:
HLB值=
界面现象的本质
表面层分子与内部分子相比所处的环境不同 体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力 是对称的,各个方向的力彼此抵销;
但是处在界面层的分子,一方面受到体相内相 同物质分子的作用,另一方面受到性质不同的另一 相中物质分子的作用,其作用力未必能相互抵销, 因此,界面层会显示出一些独特的性质。
2.表面张力(surface tension)
液体表面的最基本的特性是趋向于收缩 。 由于表面层分子的受力不均衡,液滴趋向于 呈球形,水银珠和荷叶上的水珠也收缩为球形。 从液膜自动收缩的实验,可以更好地认识这 一现象。 将一含有一个活动边框的金属线框架放在 肥皂液中,然后取出悬挂,活动边在下面。
由于金属框上的肥皂膜的表面张力作用, 可滑动的边会被向上拉,直至顶部。
1、填料(fillers, carriers)
农药加工时,为调节成品含量和改善物理 状态而配加的固态物质。使原药便于机械粉碎 ,增加原药的分散性,是制造粉剂或可湿性粉 剂的填充物质,如粘土、陶土、高岭土、硅藻 土、叶蜡石、滑石粉等。
类别








碳酸盐

硫酸盐

磷酸盐

氧化物
植物性物质
合成惰性物
高 分 子
特 种





离子型表面活性剂
(1).阴离子表面活性剂 羧酸盐 RCOO-
例如: 肥皂中的表面活性成分硬脂酸钠等 磺酸盐 R-SO3-
例如: 洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠(ABS)等 硫酸酯盐 R-OSO3-
磷酸酯盐 R-OPO32-
离子型表面活性剂
(2).阳离子表面活性剂 具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点
R-CONH(C2H4O)nH
OH
OH
常用作起泡剂、增粘剂
O(C2H4O)yH
(4)多元醇OH 型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物
Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类 具有低毒的特点,广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
混合型表面活性剂
某一品种乳化剂单剂对乳油中的原药及有 机溶剂有适用性的选择,即不具有广泛的适应 性,往往仅适合配制一定种类农药的乳油。若 采用混合型乳化剂,往往可扩大对原药及有机 溶剂的适应性范围,降低乳化剂用量和提高乳 油质量。混合型乳化剂多为非离子型乳化剂与 阴离子型乳化剂中的混配。
根据需要,可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例 如:HLB值在2~6之间,可作油包水型的乳化剂;8~10之 间作润湿剂;12~18之间作为水包油型乳化剂。
HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| |
石蜡 W/O乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 | |————| 聚乙二醇
洗涤性能良好,常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强,对纤维有保护作用
(3) 卵磷脂类 属天然表面活性剂,常用作食品添加剂
非离子型表面活性剂
非离子表面活性剂
亲水基多为聚氧乙烯基构成,由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。 稳定性高,与其他类型表面活性剂相容性好,可混合使用
可抑制或减缓农药有效成分分解;有的具有抗 凝作用,又称抗凝剂,能防止农药制剂在贮藏 过程中物理性能变坏,如粉状制剂结块、乳剂 分层等。
8、增效剂(synergists)
本身无生物活性,但能抑制生物体内解毒 酶,与某些农药混用时,能大幅度提高农药毒 力和药效的助剂,对防治抗性害虫及延缓抗药 性等具有重要意义。
三、表面活性剂的应用
表面活性剂的用途极广,主要有五个方面:
1.润湿作用 2.起泡作用 3.乳化作用 4.增溶作用 5.洗涤作用
三、表面活性剂的应用
• 表面活性剂在农药中主要用作乳化剂、润湿剂、
分散剂、稳定剂、增效剂等
• 乳化作用和润湿作用是应用最多的领域 • 促进药剂对植物的渗透作用
对药剂具有增溶作用
使用较多的品种有木质素磺酸盐、NNO(奈 磺酸甲醛缩合物)、纸浆废液和茶枯粉等。
6、粘着剂(stickers)
能增加农药对固体表面粘着性能的助剂。因 药剂粘着性提高而耐雨水冲洗,提高持效性。 如在粉剂中加入适量粘度较大的矿物油,在液 剂农药中加入适量的淀粉糊、明胶等。
7、稳定剂(stabilizers)
(1) 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH
俗称平平加系列,具良好湿润性能
(2)烷基酚聚氧乙烯醚 RT-w(Ce6eHn 4)-O(CO2H4O)nH O
Sp俗an称 OP系列,化学性质稳定,抗氧化性能强O C R
O
(3)聚氧乙烯烷基酰胺 O
O
CR
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
4、溶剂(solvents)
是溶解农药原药的 溶剂,多用于加工乳油 ,要求毒性低、不易燃 、成本低、来源广。常 用的有苯、甲苯、二甲 苯等。
5、分散剂(dispersing agents)
能降低分散体系中固体或液体粒子聚集的物质 .从这个意义上说分散剂、乳化剂、溶剂、悬浮 剂、载体、填料、抗结块剂等都属于分散剂。
随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可呈现 棒状、层状或球状等多种形状。
胶束的形状和大小
球状
胶束的作用
乳化作用 泡沫作用 分散作用 增溶作用 催化作用
6.表面活性剂分类
常用的分类方法:按表面活性剂分子的化学结构 和它在水中的离解状态来进行分类。
表面活性剂
阴 离 子
阳 离 子
两 性
非 离 子
增效磷
杰效利 三硅氧烷助剂
CH3 O CH3 Si
CH3
CH3 O
Si CH2 CH2
CH3
Si CH3 CH3
CH2 O
CH2
CH2
On R
R = H, CH3
二、表面活性剂
表面活性剂是指能显著降低水的表面张力的一类物质
表面活性剂从结构上看均为两亲分子,即同时具有亲 水的极性基团和憎水的非极性基团。
O/W乳化剂
5.表面活性剂的特性:临界胶束浓度 ( Critical Micelle Concentration)
在表面张力对浓度绘制的 曲线 上会出现转折。继续增 加活性剂浓度,表面张力不再 降低,
CMC
表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为 临界胶束浓度。
临界胶束浓度 (critical micelle concentration)
第二节 农药助剂
一.助剂种类概况 二.表面活性剂的作用、种类与应用 三.表面活性剂在农药加工与使用中的应用
一 、助 剂(adjuvants)
农药制剂加工或使用中,用于改善药 剂理化性质的辅助物质。不管这些助剂组 分在最终产品中是否存在。即是说生产农 药制剂的工艺所需要的助剂如防尘剂、润 滑剂、抗静电剂等都属于助剂的范围。
最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。
液体内部分子所受的力可 以彼此抵销,但表面分子受到 液相分子的拉力大,受到气相 分子的拉力小(因为气相密度 低),所以表面分子受到被拉 入液相的作用力。
这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势,并 使表面层显示出一些独特性质,如表面张力、表面吸 附、毛细现象、过饱和状态等。
222 lll
22222222222 lllllllllll
F =(W1 W2 )g
= 2 l 22222222222 lllllllllllW1
WWWWWWWWWWWW222222222222
如果在活动边框上挂一重物,
使重物质量W2与边框质量W1所产 生的重力F与总的表面张力大小相 等方向相反,则金属丝不再滑动。
1.在粒剂或粉剂中的作用
对易分解的农药起防解作用 提高药剂在受药表面的附着性与沉
积量 提高有效成分在有水的情况下的释
放速度和扩展面积。
2.乳化作用和乳浊液
主要在乳油中起乳化作用:

油滴
水油
水滴
HLB值大于7时:O/W
HLB值小于6时:W/O
表面活性剂优先占领界面并按亲水亲 油性定向排列;
从洗涤作用理解表面活性作用
洗涤剂中通常要加入多种辅助成分,增加 对被清洗物体的润湿作用,又要有起泡、增白、 占领清洁表面不被再次污染等功能。
其中占主要成分的表面活性剂的去污 过程可用示意图说明。
A.水的表面张力大,对 油污润湿性能差,不容 易把油污洗掉。
B.加入表面活性剂后,憎水 基团朝向织物表面和吸附在 污垢上,使污垢逐步脱离表 面。
亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量
×20
石蜡无亲水基,所以HLB=0 聚乙二醇,全部是亲水基,HLB=20。 其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0~20之间。
HLB值的计算公式
• HLB=E/5
聚氧乙烯基分子量 E 乳化剂分子量 100
• ※ 仅用于聚乙二醇型非离子表面活性剂的计算
HLB值
(1)伯胺盐 R-NH3+
(2)季胺盐 CH3
|
季胺盐水溶液具有强杀菌 性,常用作消毒、杀菌剂
例如
C16H33-N+-CH3Br- |
CH3
十六烷基溴化铵(俗称1631)
(3) 吡啶盐 例如 C12H25(NC5H5)+
离子型表面活性剂
(3).两性表面活性剂
(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO-
界面产生同性电荷使分散质间产生排 斥力;
形成机械膜。吸附膜的厚度、分子排 列紧密程度直接影响到吸附膜的机械强 度。
• 乳化剂的筛选原则
1.乳化剂的HLB值与被乳化体系的HLB值匹配 2.乳化剂的分子结构与被乳化体系分子结构匹配
相似匹配----特征基团相似 互补匹配 ----特征基团互补
极性头
8-18C 长链烷基等非极性基团
1.表面和界面 (surface and interface) 界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,
若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间 的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为 液体或固体的表面。
常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液 界面,液-固界面,固-固界面。
表面活性剂浓度变大
C < CMC
分子在溶液表面 定向排列,表面 张力迅速降低
C = CMC
溶液表面定向排 列已经饱和,表 面张力达到最小 值。开始形成小 胶束
C > CMC
溶液中的分子的憎水 基相互吸引,分子自 发聚集,形成球状、 层状胶束,将憎水基 埋在胶束内部
胶束(micelle)
两亲分子溶解在水中达一定浓度时,其非极性部分 会互相吸引,从而使得分子自发形成有序的聚集体,使 憎水基向里、亲水基向外,减小了憎水基与水分子的接 触,使体系能量下降,这种多分子有序聚集体称为胶束。
水、含普通助剂和有机硅助剂的液滴在滴落到叶片上 时的表现。含有机硅的液滴很快展开。
3、乳化剂(emulsifiers)
不相混溶的两相液体的其中一相液体以极小的 液珠稳定分散在另一相液体中,形成不透明或 半透明乳浊液即乳化作用。起这种作用的助剂 称为乳化剂,如烷基苯磺酸钙,聚氧乙基脂肪 酸酯等。
混合型表面活性剂原理
被乳化系统的有机性强,酯溶性强; 非离子性乳化剂有机性强,亲水性强; 阴离子性乳化剂有机性弱,酯溶性强; 故两者混合可同时满足被乳化体系有机性和酯 溶性的要求。
天然物质表面活性剂
(1).含皂素的茶子饼、皂荚等 (2).亚硫酸纸浆废液等 (3).动物废料水解物(动物蛋白、 胶类)
这时
F 2 l
l 是滑动边的长度,因膜有两个
面,所以边界总长度为2l, 就是作
用于单位边界上的表面张力。
F =(W1 W2 )g
= 2 l 22222222222 lllllllllllW1
WWWWWWWWWWWW 222222222222
3.表面活性剂的表面活性现象
工业惰性物
名称
陶土 凹凸棒土 高岭土 活性白土
石灰石 石膏 磷灰石 硅藻土 河沙 玉米芯
白炭黑 硅胶
矿渣
WP
√ √ √ √


√ √
Powder
G












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2、润湿剂(wetting agents)
又称湿展剂,可以降低水的表面张力,使水 易于在固体表面润湿与展布的助剂,如茶枯、 纸浆废液、洗衣粉、拉开粉等。 润湿作用:液-固界面取代气-固界面的过程。
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