农药用表面活性剂的发展

农药用表面活性剂的发展

学生：王菊

学号：SA12019088

农药可以用来杀灭昆虫、真菌和其他危害作物生长的生物，农药的广泛使用大大提高了农作物的的产量及其的带来的经济效益。随着我国农业飞快速发展，农药在农业生产中起着越来越重要的作用，各种不同类型的农药不断投向市场，对农药及其相关领域的科研工作也在快速的发展之中。通常农药不能直接用于病虫害的防治，而需将其加工成具有各种特定物理化学性能的农药分散体系，称之为农药剂型。表面活性剂在农药加工中起着湿润、分散、乳化增溶等作用，已成为农药制剂中不可缺少的组分之一，又通常称为助剂、乳化剂、分散剂、辅助剂等。加强农药用表面活性剂的研究,不但具有现实意义而且还具有重要的理论意义。本文将通过农药表面活性剂的作用、作用原理、农药用表面活性剂的注要种类及研究进展和存在的问题四个方面作详细介绍。

一、农药用表面活性剂的作用

表面活性剂是一类能显著降低溶剂表面张力的物质。其分子结构有着共同的特点, 即它的分子都是由非极性的憎水基与极性的亲水基两部分构成。两部分的结构与性能截然相反的分子碎片或基团处于同一分子的两端, 并以化学键相连接, 形成了一种不对称的、极性的结构。因而赋予该类物质既亲水, 又亲油, 但又不是整体亲水或亲油的特性。使其能起乳化、分散、增溶、洗涤、润湿、发泡、消泡、保湿、润滑、杀菌、柔软、拒水、抗静电、防腐蚀、消蹼等一系列作用。

表面活性剂在农药加工中起着湿润、分散、乳化增溶等作用，已成为农药制剂中不可缺少的组分之一，又通常称为助剂、乳化剂、分散剂、辅助剂等，它们可以是多种表面活性剂的复配物。表面加工成适当剂型的农药通常需要在其中加入表面活性剂作助剂,表面活性剂具有界面功能,可优化制剂的物理性能及化学稳定性,增加制剂品种，扩大应用范围；还可使喷雾液滴粘附于作物或昆虫的表皮上,通过润湿、铺展、渗透等作用发挥出农药的药效。农药用表面活性剂应具有以下特点：对原药不分解；能大大降低制剂的表面张力；对水、酸、碱、盐、热稳定；对作物、人、环境无伤害等。表面活性剂往往很难适应各类农药加工的需要。表面活性剂的加入，大大降低了溶液的表面张力，增强了药剂在植物或害虫体表的润湿、展布以及附着力，增加农药在植物表面的滞留量、延长滞留时间

和提高对植物表皮的穿透能力，从而提高药效。本文详细介绍了农药用表面活性剂的作用机理、主要品种、研究进展和存在的问题，并展望了其今后的发展趋势。

二、农药用表面活性剂的作用机理

1. 在两相界面的吸附

表面活性剂分子在溶液表面吸附时取代了溶液-空气界面的水分子，使得溶液分子的的受力不均衡程度降低，溶液的表面张力或表面能降低，有利于溶液在油状界面（如植物表面或昆虫表皮的蜡质层）的润湿和铺展。在固体表面吸附时，表面活性剂分子的疏水部分吸附在固体表面上，亲水部分朝外，使固体的疏水表面变成亲水表面，由对水不润湿变为对水润湿。表面活性剂分子在固体表面上的吸附还可降低固体界面能，促进固体颗粒的分散并阻止已分散的固体颗粒发生团聚。当在油水分散体系中加入表面活性剂，表面活性剂分子也可在油水界面发生吸附，降低油水界面能，促进油滴在水中的分散并阻止已分散的油滴发生聚并。

表面活性剂的另一重要性质就是在水溶液内部能自发地形成胶束。随表面活性剂浓度增大，胶束增大，胶束的形状由球状、棒状向层状变化。表面活性剂分子水溶液中所形成胶束内核造就了一个疏水微空间，从而可将憎水性药物液体或溶液溶解在其内，因此，胶束的形成对农药的剂型加工具有重要意义。

2.在植物上的作用特性

植物的表皮由外生蜡（蜡质层）、表皮层及角质层组成，统称为表皮膜，它的厚度一般小于10um，承担着保护植物体的功能。表皮层由黏胶质层、纤维细胞壁与表皮细胞的细胞膜结合。农药要发挥作用就需要借助表面活性剂，首先，药液在叶面上形成最佳接触面积，降低表皮膜的抗御功能以促进扩散，提高细胞膜的渗透作用，进而溶化和解析外生蜡，借助溶解性和分配过程的变化来促使农药的渗入而致使农药发挥效用。根据表面活性剂对表皮的膜渗透作用，可将表面活性剂分为四类：湿润展着剂，增大接触面积，增加渗透量；液滴内部改良剂；活化剂；复合剂。

三、农药用表面活性剂的主要种类

1.梳型表面活性剂

梳型表面活性剂这类活性剂一般具有“梳子”型结构，故而得名梳型表面活性剂。其结构大都在很长的疏水主链上连着许多聚氧乙烯醚支链。近年来，在水基化新剂型农药用表面活性剂的开发中，小分子量的烷基硫酸盐、烷芳基聚氧

乙烯醚正逐步为分子量较大的聚电解质所取代。分子量大的表面活性剂在原药界

面形成多点吸附，不易从原药界面脱附，表现出与原药间强的吸附力和良好的水

稳定性，在水基化新剂型农药的开发中正逐渐受到重视。

梳型表面活性剂的主要优点是这类聚合物表面活性剂的相对分子质量一般

为20000

30000具有很长的疏水主链和很多亲水支链，亲水支链部分接入水相~

围绕在粒子周围起着屏障位阻作用，所以其在原药界面的吸附很牢固并且有很好

的水稳定性，这类聚合表面活性剂比常用的表面活性剂吸附能力大10倍，几乎不

能从粒子表面上脱离和转移，改善了农药制剂的热储稳定性。随着水基化新剂型

农药对乳油的取代，这类梳子型聚合物表面活性剂将有很大的发展潜力。

2. 生物表面活性剂

生物表面活性剂生物表面活性剂除了应用在以上行业中，在农业等其他领

域的应用也日益增加。如卵磷脂、淀粉动植物胶类等在农业中的主要作用是土壤

的改良。生物表面活性剂的渗透特性，促进了水分在堆肥颗粒中传输和分散，缩

短水分渗透到堆肥深层的时间，起到了一定的疏水作用，而且生物表面活性剂良

好的保湿性能，减缓了堆肥中水分的蒸发，有利于保持微生物的活性。生物表面

活性剂可作农药和动物饲料添加剂。

生物表面活性剂可以分为生物脂类、烷基多糖苷、木质素衍生物类等三个大类。其中生物脂类的甲基化聚氧乙烯脂肪酸和酯化聚氧乙烯甘油是德国卡欧哥尼斯公司开发的一类新型高效表面活性剂，是植物油的衍生物，是非离子表面活性剂，具有自乳化功能，能在水中扩散和溶解，毒性低、生物降解快，而且没有植物毒性，这类表面活性剂适合多种除草剂，对二甲戊乐灵、2,4-D、草甘膦、溴苯氰钾盐的茎叶都有明显促进作用。季铵葡萄糖苷简称（QAG)是一类新型的低泡阳离子表面活性剂，毒性低、易降解，具有湿润、扩散、吸附、减少水分蒸发等性能，能避免农药析晶，使其较长时间保持植物可吸收状态。由于脂肪胺聚氧乙烯醚类甘膦常用表面活性剂在草甘膦浓度高时会产生高黏度溶液或胶体而影响使用效果，而这类化合物含有葡萄糖刚性结构，因此不容易形成高黏度物，在草甘膦中具有很好的应用前景。烷基葡萄糖苷（简称APG）是一种植物源性绿色表面活性剂，它是由脂肪醇的醇羟基和葡萄糖的半缩醛羟基在酸性催化剂作用下脱水而生成的非离子型表面活性剂，由于以可再生性植物为原料合成，不仅性能温和、无毒，并且能完全生物降解，具有极好的环境友好性，是传统表面活性剂烷基酚、脂肪胺聚氧乙烯醚类最有希望的替代产品之一，与石油化工产品相比，具有可持续发展性，因此被誉为继肥皂、LAS、AEO、AES 之后的新一代绿色表面活性剂。生物类表面活性剂作为一种新型的表面活性剂，引起了越来越多研究者的广泛关注。我国生物表面活性剂起步较晚,无论是在技术还是在品种数量