表面活性剂在农药中的应用研究

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1、表面活性剂在农药中的应用研究摘要： 表面活性剂通过界面膜发生作用，改善农药加工和使用性能。 表面活性剂可以在各种类型的界面上发生吸附，改变界面状态，从而实现或改善界面物理化学特性，增强产品的功能。 在农药加工过程中，表面活性剂吸附于农药微粒表面形成不同的分散体系，起到乳化、润湿、增溶、消泡、起泡、稳定等作用；在农药使用过程中，表面活性剂可以改善药液在植物叶面或防治对象表面上的分布、附着、渗透等，提高农药剂量的有效转移，直接或间接地提高农药的有效利用率。 随着胶体化学、界面化学理论的引入，农药制剂加工的理论和农药应用技术理论的研究也在不断深入和完善，表面活性剂的开发研究也会随着农药加工和使用的要

2、求得到进一步发展。关键词：农药；表面活性剂；加工与应用研究。由于对农药使用技术理论和技术措施的研究严重不足，忽视对靶标生物行为研究以及普遍采用大容量、大雾滴喷雾技术等原因，我国农药有效利用率很低，由施药器械喷撒出去的农药只有20%30%能沉积在作物叶片上，远低于发达国家50%的平均水平，农药使用中的低效率，不仅浪费大量农药，还使大量农药流失到非靶标环境中，造成人畜中毒、环境污染、农产品农药残留量增加。原因除与我国农药用表面活性剂的品种数量和质量与发达国家相比差距大外，还与我们对表面活性剂与农药作用机理研究不足等有关。如何提高农药的有效利用率，降低农药在非靶标环境中的投放量，已成为农药学科亟待解

3、决的问题。表面活性剂为农药助剂中的重要组成，它的分子中具有亲水基和亲油基两极性基团。根据电子状态，亲水基又分为阴离子性、阳离子性、非离子性以及二离子性4类。表面活性剂可通过亲水、亲油的平衡，使溶液形成界面状态，并使其性质发生明显变化。表面活性剂由于其化学结构上的特点，具有吸附和结合2个基本性能，从而呈现了分散、乳化、可溶、起泡、润滑、湿润、洗涤等作用。以下就表面活性剂在农药中的特性做一阐述。1、表面活性剂在农药加工中的应用根据分子组成特点和极性基团的解离性质，将表面活性剂分为离子表面活性剂和非离子表面活性剂。 根据离子表面活性剂所带电荷，又可分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面

4、活性剂。 农药中常用的表面活性剂是阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂。表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB)是表示表面活性剂亲水亲油性质的值，是选择表面活性剂的重要参数，一般而言，H L B 值高的表面活性剂其亲水性强，在水溶液中的溶解度高，有利于叶片表面保持较长时间的湿润；HLB值低的表面活性剂其亲油性较好，有利于药液在叶面蜡质层的铺展，提高药液的渗透性。 根据HLB值，选择合适的表面活性剂能够提高叶面对农药的吸收。 每一表面活性剂都有一HLB值，农药有效成分被乳化也有一最佳HLB值，只有被选择的表面活性剂H L B值与被乳化组分的H L B 值相当，才能乳化良好。 但HLB值也存在不能预测表

5、面活性剂的用量、制剂的稳定程度以及不能同时兼顾分散相和分散介质的组成等缺陷。表面活性剂在水中溶解时，当水中表面活性剂的质量浓度很低时，表面活性剂分子在水- 空气界面产生定向排列，亲水基团朝向水而亲油基团朝向空气。 当溶液较稀时，表面活性剂几乎完全集中在表面形成单分子层，溶液表面层的表面活性剂质量浓度大大高于溶液中的质量浓度，并将溶液的表面张力降低到纯水表面张力以下。，随之产生较好的润湿性、乳化性、起泡性等。 如果表面活性剂质量浓度越低，而降低表面张力越显著，则其表面活性越强，越容易形成正吸附。 因此表面活性剂的表面活性大小，对于其在农药中的实际应用有着重要的意义。在农药加工过程中，农药分散体系

6、的稳定性是农药加工过程中非常重要的指标，表面活性剂吸附于农药微粒表面形成不同的分散体系，分散相的农药微粒之间存在排斥力和吸引力，当斥力大于引力，农药分散体系就稳定，当引力大于斥力，农药分散体系就聚沉，表面活性剂影响着农药乳油的分散、乳化、湿润、渗透等性能。 进而影响药效的发挥。 农药用表面活性剂多数为聚合物，分子质量大，子链较长，有的主分子链上还带有分支，成梳状结构，具有易形成空间网状骨架的可能性。 当乳油体系中存在游离的胶体微粒时，表面活性剂分子吸附于胶体微粒表面，使胶体微粒不易沉淀。 表面活性剂带有的电荷能改变环境的电动电位，使体系更趋稳定。 乳油被水稀释，产生水包油型乳状液。 表面活性剂

7、防止乳状液分层沉积或絮凝，从而保持所形成的乳状液呈稳定状态。表面活性剂在农药使用中对其有效利用率的影响2 表面活性剂在农药助剂中的应用农药喷雾后，雾滴沉积在植物叶片的表面上，会发生雾滴扩散和水分蒸发的动力学过程，造成有效成分的质量浓度逐渐升高，或沉积在叶片表面，或被叶片吸收，所有这些除与农药有效成分的化学性质有关外，还与植物叶片的结构、表面活性剂的结构与性质有关。表面活性剂具有乳化、分散、润湿和渗透等作用，在农药的施用中广泛地被用作添加剂。 表面活性剂可以改善药液在植物叶面的物理及化学特性，增加叶片对有效成分的吸收，使药液得到更有效的利用。 表面活性剂在植物叶面上吸附后，会与气孔和蜡质层发生一

8、定的相互作用。 表面活性剂也能引起气孔的运动。表面活性剂能够降低药液的表面张力，提高药液在叶片表面的润湿作用和药剂的渗透率，从而提高农药剂量的有效转移，直接或间接地提高农药的有效利用率。表面活性剂可以改善药液在叶片表面的润湿作用。当药液与叶片的接触角为0 时，液体可以在叶面完全润湿，此时药液的表面张力称为该植物叶片的临界表面张力。3 表面活性剂在农药乳化剂中的应用农药乳化剂是借助表面活性剂将液体或固体农药的有机溶剂溶液均匀分散,形成光学透明或半透明的分散体系 。该分散体系具有稳定、药效高、使用安全、环境污染小等特点。李丽芳等研究发现,通常非离子表面活性剂可单独形成微乳,但乳化效果不如阴/ 非离

9、子表面活性剂复配体系(如十二烷基苯磺酸钙/ 苯乙基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚) 。4表面活性剂在农药增效剂中的应用表面活性剂也可以应用在农药增效剂中。这是因为植物的叶、茎、梗的表面有一层很薄的疏水蜡膜,用一般表面活性剂乳化的农药乳液被施到植物的叶、茎、梗上后,湿润速度慢,铺展面积小。由于毛细孔效应,许多细小的孔隙农药渗透不进去,那些没有被农药湿润的部位病虫害仍能生存;同样因为除草剂不能渗入杂草的毛细孔中,对需要除去的杂草也无济于事。相关文献报道,在除草剂配方中加入少量有机硅表面活性剂(SilwetL277) 可使除草剂用量大大降低。因为SilwetL277 的表面张力很低 ，而一般的表面活性剂的表面

10、张力在30 m N/ m 以上。水溶液表面张力的大小与其在固体表面尤其是疏水表面的湿润能力、湿润速度有直接关系;表面张力越小,水溶液湿润固体表面的速度越快,湿润的面积越大。所以,在农药中添加SilwetL277 能促使农药乳液迅速润湿并渗透到植物的叶、茎、梗的每一个细小部位,使农药的作用发挥到最大。5表面活性剂在农药润湿剂中的应用表面活性剂也可以应用在农药润湿剂中。我国农药利用率较低,这是因为当农药直接喷洒到农作物上时,一些植物难以被喷洒液润湿,大量药液以水珠的形式从叶片上滚落,只有少量的药液粘着在叶面上。顾中言等研究了Tween280 (聚氧乙烯山梨糖醇酐单油酸酯) 、TX210(辛烷基苯酚

11、聚氧乙烯醚) 、农乳20202 (非离子和阴离子表面活性剂与溶剂的复配物) 和农乳26202B(非离子和阴离子表面活性剂与溶剂的复配物) 与水稻、小麦及苞菜等难以被药液润湿的植物表面持留量之间的关系15 。研究发现,必须根据不同的靶标植物,加强农药剂型研究,使推荐剂量药表面张力适度小于靶标植物的临界表面张力,药液中表面活性剂达到超过临界胶束浓度,增加农药在植物表面的持药量,以减少农药流失,降低用药成本。6 表面活性剂在农药悬浮剂中的应用表面活性剂在农药悬浮剂中也得到了应用。农药悬浮剂由于其热力学和动力学不稳定,一直是影响农药制剂质量的关键,高性能表面活性剂的使用是解决这一问题的关键。以30 %

12、的 醚菌酯悬浮剂为例,采用湿式超微粉碎法分别选择了烷基萘磺酸盐缩聚物、烷基萘磺酸盐缩聚物及其嵌段共聚物、烷基萘磺酸盐缩聚物与羧酸盐混合物 、烷基萘磺酸盐与阴离子润湿剂混合物 、脂肪醇聚氧乙烯醚 、烷基酚聚氧乙烯醚 和有机硅表面活性剂作为添加助剂,研究了其在不同温度储存时间对悬浮剂外观、细度、粘度、悬浮率、分散性的影响 。结果表明,高性能表面活性剂在农药悬浮剂中的合理应用,可较好地降低表面张力,明显提高悬浮剂的稳定性。结语：表面活性剂是农药加工和应用中不可或缺的重要材料。对于表面活性剂的选择，不仅要考虑到其与农药的配伍性，而且要考虑到增效、稳定、价格适宜、安全等因素，使其与农药一起喷洒到作物后，

13、能更好地发挥农药的作用。随着人类对环境越来越高的要求，人类对表面活性剂的要求也越来越严。一些农用表面活性剂尽管其价格较低、乳化性能很好，并已在国内外广泛应用，但是由于它们在自然界中很难生物分解，且对水生生物有不良影响，已在国内外禁止使用。故而开发安全、环保，又能促进和增加药效的表面活性剂是当今农药界的一项重任。参考文献：（1）邵振润, 郭永旺. 我国施药机械与施药技术现状及对策J. 植物保护, 2006, 32(2): 5-8.（2）屠豫钦. 农药使用技术标准化M. 北京: 中国标准出版社,2001: 160-189.（3）赵辉, 路福绥, 李培强. 不同因素对高效氯氟氰菊酯微乳液相图的影响J. 物理化学学报, 2006, 22(4): 475-480.（4）李丽芳,王开运,宋东升,等. 农药微乳液中阴/ 非离子复合表面活性剂作用机理J . 农药,2008 ,47(2) :100 - 102.（5）戴芳,曾光明,袁兴中,等. 生物表面活性剂在农业废物好氧堆肥中的应用J . 环境科学,2005(4) :34 - 37. 应化091班 刘淮东 23209108