表面活性剂在农药中应用及进展

表面活性剂在农药中应用及进展

基础理论2009-10-13 21:06:10 阅读383 评论0 字号：大中小订阅

1 前言

早在1942年Zimmerman发现，在除草剂中加入表面活性剂可以提高叶面除草剂活性以来，引起人们极大兴趣，并收到了很大成效。如美国密西西比洲在1960年用在除草剂上表面活性剂量为64000磅，到1963年已增加到500000磅。表面活性剂用量剧增的主要原因是表面活性剂在除草剂中作用被广泛认识和重视的结果。

目前表面活性剂不仅用在除草剂方面而是用在农药所有剂型中。1993年世界上用于农药的表面活性剂消耗量约23万吨，占总表面活性剂用量的3.3%。美国用于农药的表面活性剂销售值约占其农药市场的6%。在1992年农药剂型中有一半使用表面活性剂，其中除草剂中大部分都使用表面活性剂。我国用于农药的表面活性剂约4万吨，其中表面活性剂用作乳化剂约占1/3。

2 表面活性剂用于农药

通常对水溶的农药一般是加工成可溶性浓剂（包括水剂），对不溶水的液体农药加工成乳油，对不溶水的固体农药则加工成粉剂、可湿粉剂和悬浮剂，另外还有为了直接使用的颗粒剂和种子处理剂。可是近来全球面临日益严重的环境污染压力和许多国家对农药安全性和环保制定出更为严格法规。农药制剂发展动向是有毒易燃的乳油和粉尘飞扬的粉状制剂正逐步被安全，水性和高效的水乳剂、水悬剂、微乳剂、水分散粒剂和微胶襄剂等机关报型所取代。

2.1 可溶性浓剂(SL)

所有剂型中最简单的是SL,即一种水溶的农药活性成分的液体制剂,只需在喷雾桶中用水稀释即可使用.具有低药害,毒性小,使用既安全又方便和药效高的特点,一直深受用户欢迎,可惜这类农药品种在农药中所占比例不多,通常聚氧乙烯壬基酚或牛脂胺乙氧基化物表面活性剂常用作SL 的生物增效和桶混润湿剂.

2.2 水悬剂(SC)

它是将不溶水的固体农药加工成微细颗粒(一般粒径小于5微米)依靠加入表面活性剂来分散悬浮在水中制剂.因它无粉尘,易计量,对操作者和环境很安全,粒径比可湿粉更细故药效更高,已成

为取代可湿粉优良剂型之一.常用的表面活性剂有润湿剂、分散剂和增稠剂等。

2.3 水乳剂（EW）

由于安全以及要求减少和甚至不用溶剂的原因，水乳剂已引起人们很大注意。它用水代替有机溶剂作为介质，与乳油相比，在制造安全性、成本、运输和使用上更多优点。为了防止液滴絮凝和分出乳油，常用于乳油的乳化剂不太适用。目前都选用分子量大的非离子表面活性剂和聚合表面活性剂制得稳定的EW。

2.4 悬乳剂（SE）

混合剂型是人们欢迎的，因为它很方便并确保用户使用各种农药成分的正确量，而又避免通常桶混时产生的不均匀性。它是用一种不溶水的固体农药和另一种不溶水的液体农药以水作为介质依靠表面活性剂制得一种悬浮混合分散液的制剂，一般可看作是SC和EW的组合。常用的表面活性剂主要有乳化剂、分散剂和增稠剂等。该制型不仅存在SC和EW剂型中粒子和油滴本身絮凝问题，还要在宽广范围内进行各种冷和热贮存试验是十分必要的。

2.5 微乳剂（ME）

它在热力学上是稳定透明的乳液，有很小的粒径（0.01-0.1微米），是真正接近于胶体溶液的单相系统。常用的表面活性剂是润湿和乳化剂，制备时一般需要两种不同类型表面活性剂，一种水溶的，通常是有很高的HLB值，可以是非离子或阴离子表面活性剂，分子中的亲渍工作，如美国特种化学品公司（ISP）开发出的Microflex-1 Malrix复合型表面活性剂，只要用该表面活性剂加入到某些农药活性成分中，再加水搅拌后即可方便制得ME。

2.6 水分散粒剂（WG）

它是一种综合性能俱佳的剂型，它与可湿粉和水悬剂相比更为安全和更有吸引力。主要是含量高，包装和使用更方便，无粉尘，加入到水中迅速分散形成悬浮液。常用表面活性剂有润湿剂、分散剂、抗结块剂，有时还要使用起崩解作用的表面活性剂。

3 表面活性剂在农药中作用

对大多数农药剂型产品表面活性剂是其重要的成分，它在农药剂型中起的最重要作用如下：

3.1 润湿

表面活性剂加入到农药剂型中通过降低液体和界面之间界面张力和接触角，增强液体展布和

渗透能力。它在制造时加入，使农药和填料固体粒子的分散进行有效地润湿，粒子间的空气被排代，否则相邻粒子上气泡残留在研磨后粒子表面会引起絮凝，导致降低悬浮液分散稳定性。当农药剂型产品在喷雾桶中与水混合时可以减少粉的润湿时间，改善水进入粉粒的渗透。通常分子量低比分子量高的表面活性剂有更好润湿性能。在可湿粉、SC和WG中最常用的润湿剂有十二烷基苯磺酸钠、十八烷基磺琥珀酸钠、聚氧乙烯烷基酚和聚氧乙烯脂肪醇。

3.2 分散

表面活性剂有强烈吸附在粒子表面的能力，在农药制剂加工时加入有助于粒子的分散和悬浮，并确保在喷雾桶中加水稀释时再分散，防止粒子的聚集。当选用离子型表面活性剂时，它吸附在粒子表面，提供电斥力，使粒子间相互保持分离状态即提供粒子电荷稳定作用；当选用非离子表面活性剂时，表面活性剂亲油部分吸附在粒子上，亲水部分伸入水相围绕在粒子周围，形成空间屏障即提供空间位阻稳定作用。这些都有助于防止农药粒子在剂型加工和贮存期间粒子的聚集。农药中常用分散剂有木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醋缩合物、聚氧乙烯烷基酚和EO/PO嵌段共聚物及梳型接枝共聚物。

3.3 乳化

表面活性剂在农药乳油中用作乳化剂是其最主要的应用。因为乳油一般以不溶水的溶剂为介质，乳化剂加入可将农药直接乳化进入水中形成O/W乳液，并可防止乳液的絮凝和分层，保持形成的乳液呈稳定状态。常用乳化剂品种很多，可是含有聚氧乙烯烷基酚或聚氧乙烯脂肪醇的非离子表面活性剂与油溶性的十二烷基苯磺酸钙组成的混合乳化剂通常能得到较好的乳液稳定性。有时还可加入少量的EO/PO嵌段共聚物表面活性剂来改善乳液的稳定性。在制备乳油用的乳化剂与用EW中的乳化剂是不同的。在EW中需要用有更强吸附能力的表面活性剂，以获得乳液的长期稳定性，对此高分子量表面活性剂和聚合表面活性剂是可用的。

3.4 增溶

当表面活性剂在水中浓度超过临界胶束浓度（CMC）时形成胶束。它使农药溶解在胶束的亲油部分中，增加了农药在水中溶解度，溶液的外观与原先一样，其体系仍是稳定的，长期不会产生分离。通常非离子表面活性剂比阴离子有更大的增溶程度。山梨（糖）醇单油酸酯及其乙氧基化物、甲基油酸酯等是常用增溶剂。

3.5 生物增效