表面活性剂在农药中的应用

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冯耀平

先正达南通作物保护有限公司,江苏 南通,226010

摘要

表面活性剂是农药制剂中的重要的组成部分,随着农药新剂型的不断出现,新型、高效、环保型表面活性剂迅速发展,介绍了新型表面活性剂如有机氟表面活性剂、有机硅表面活性剂以及环保型绿色表面活性剂如烷基糖多苷在农药中的应用。


关键词

表面活性剂;有机氟表面活性剂;有机硅表面活性剂;烷基糖多苷;农药中应用

正文


1. 前言

表面活性剂在用量较低时即能显著降低溶液的表面张力,在临界聚集浓度以上可以自发组装形成各种类型的分子有序聚集体,从而在各种重要过程,如润湿、铺展、起泡、乳化、增溶、分散、洗涤中发挥重要作用[1]。表面活性剂在农药加工中通常作为助剂、乳化剂、分散剂、辅助剂等使用。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农皮的穿透能力,从而提高药效[2]

作为农药制剂中的重要的组成部分的表面活性剂,随着农药新剂型的不断出现,新型、高效、环保型表面活性剂迅速发展,本文介绍了新型表面活性剂如有机氟表面活性剂、有机硅表面活性剂以及环保型绿色表面活性剂如烷基糖多苷在农药中的应用。

2. 表面活性剂农药中应用

2.1有机氟表面活性剂在农药中的应用

有机氟表面活性剂主要是一种非常重要的特种表面活性剂,氟表面活性剂主要是指碳氢链疏水基上的氢完全或部分被氟原子取代的表面活性剂,从而具有许多普通表面活性剂不具有或者更优的性能。氟表面活性剂是迄今为止所有表面活性剂中表面活性最高的一种有很高的热稳定性化学稳定性[3-4]。氟表面活性剂虽具有特殊的性能,但由于价格高,在农药上一般都不应用,它们在农药上的应用历史几乎是空白。

近年来,随着高附加值农药的问世,人们亦考虑含氟表面活性剂在农药上的应用。氟表面活性剂作消泡剂使用如华乃震[5]在配制41%草甘膦异丙胺盐水剂时,就采用含氟表面活性剂(SF)作消泡剂;所制得的41%草甘膦异丙胺盐水剂的各项理化性质(包括消泡性能)都达到了美国孟山都公司41%农达水剂的水平。

2.2有机硅表面活性剂在农药中的应用

有机硅表面活性剂是随着有机硅新型材料发展起来的一种新型表面活性剂.在表面活性剂家族中可谓后起之秀。有机硅表面活性剂的疏水基团(Si-0-SiSi-C-SiSi-Si)比传统的碳链疏水性更强。具

有优良的降低表面张力的能力,是一类高效的表面活性剂,其结构式如图1所示。

图片17.png 

1有机硅表面活性剂的结构

农药用有机硅表面活助剂因其特殊的Si-O-SiSi-C-Si结构,能显著降低水溶液的表面张力有机硅表面活性剂可以作为农药的超级扩展剂使用。相对于传统助剂有机硅溶液可轻易湿润几乎所有种类的叶面,显著提高了在靶标生物的覆盖面。另外,有机硅表面活性剂因其较低的表面张力易于在疏水性叶面上铺展,而且相对于疏水性较差的常规农药用表面活性剂,有机硅助剂具有极强的耐雨水冲刷性能,能显著提高农药的有效利用率[6]

有机硅表面活性剂是20世纪60年代中期发展起来的新型农药助剂。它具有良好的湿润性、较强的黏附力、极佳的延展性、较高的气孔渗透率、良好的抗雨冲刷性[7]等优点,它广泛地应用于农药的喷雾改良剂、农药活性剂[8]等,在短短的几十年里得到飞速发展。1985年孟山都新西兰公司率先淘汰了毒性和环境污染较大的农药助剂2,4,5-,有机硅表面活性剂才开始在农业上进行商业性的推广应用。有机硅助剂在农药领域中的应用研究工作主要针对除草剂,当然,在杀虫剂、杀螨剂、杀菌剂、植物生长调节剂等方面也有研究[9]。据报道,已商品化的硅表面活性剂Silwet L-77((能增加吡氟草胺对猪殃殃的渗透作用,不仅性能优越而且用量低,可直接在制剂中作桶混助剂加入,阿维菌素残效期也比推荐使用的矿物油助剂的残效期要长[10]

2.3环保型绿色表面活性剂在农药中的应用

烷基糖多苷(APG),由天然或再生资源的原料如淀粉中的葡萄糖与脂肪醇反应得到非离子表面活性剂烷基多苷其结构式如图2所示。其烷基部分一般为直链、偶碳数,碳链长度为8~18个碳原子;糖苷的聚合度一般为1.0~3.0。作为主要原材料的烷基来源于天然油脂,糖苷来源于天然植物糖分,可以看出烷基糖苷是新一代真正的绿色、温和、环保型的表面活性剂。

图片18.png 

2烷基糖多苷(APG)结构式

烷基糖多苷易降解,生物降解性>98%APG具有不污染农作物和土地,吸湿性好等特点,适宜作农药乳化剂;可凋节土壤温度,对除草剂、杀虫剂和杀菌剂有显著的增效作用。APG的优良润湿力和渗透力,对于干农药成分配制成水剂和农业化学品在植物表面的铺展和吸收都十分有利。全球第一大除草剂草甘膦水剂,尤其是其铵盐和钾盐水剂为电离性更强的水溶性有机盐,添加了绿色、安全、环保的润湿增效助剂烷基糖苷。此外,烷基糖苷也是草铵膦水剂和百草枯水剂的高效润湿增效助剂[11]APG因其独特的绿色好饱优势,逐渐得到广泛应用如Henkel公司生产的在农业化学品中使用的烷基苷系列产品中,由于低刺激性和低毒性,已有3个品种PG2067PG2069PG2076)通过了美国环境保护署的认可,可作为“非活性成分”应用于农业和农业化学品的配制中。

3结语

表面活性剂是农药加工及应用中的重要材料,其对于农药发挥药效有着非常重要的作用。而随着人类对环境越来越高的要求,新的农药剂型会不断涌现出来,必然会要求新的表面活性剂或助剂的产生。新型、高效、环保型表面活性剂会迅速得到发展并在农药加工中得到广泛应用。

参考文献

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[2]邓坤学,黄启谷.农药用表面活性剂研究进展[J].化工进展,2009,28(12):2199-2204.

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[4]张杰,蔡敏杰,沈杨,沈雪明,盛小芬.中国农药表面活性剂的发展概况[J].化工管理,2020,07:87-88.

[5]华乃震.含氟表面活性剂在农药中的应用[J].世界农药,2014,30(2):45-49.[6]冯耀平,黄亚茹,葛赞,周大鹏.有机硅表面活性剂的研究进展[J].中国洗涤用品工业,2011,1:69-71.

[7]邓锋杰,曹顺生,温远庆.农药用有机硅表面活性剂的研究进展[J].化学研究与应用,2002,14(6):72-724

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[9]刘细平,徐妍,郭正,吴学民.有机硅表面活性剂及其在农药领域中的应用[J]. 2006第八届农药发展年会-农药可持续发展与结构调整:23-28.

[10]邓锋杰,曹顺生,温远庆.农药用有机硅表面活性剂的研究进展[J].化学研究与应用,2022,14(6):723-724.

[11]庞红宇.农药行业中有应用前景的糖基类表面活性剂[J].世界农药,2020,42(8):12-19.

 


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