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农药制剂和表面活性剂的互动开发与创新(上)

  一、 农用表面活性剂与农药剂型

  人们习惯于将农药制剂所用的表面活性剂称为农用表面活性剂。顾名思义,它的诞生和发展与农药制剂紧密相联。农药制剂的发展推动了农用表面活性剂的创新,而农用表面活性剂的创新又为农药制剂的进一步发展提供了条件。

  农用表面活性剂的创新包括3个方面:

  ①将其他行业使用的某种表面活性剂引入到农药制剂中使用,从而解决了一系列共性的配方技术。

  ②把某种表面活性剂按系统化或序列化开发出一系列类同产品,以满足农药制剂的多种特殊要求。

  ③ 研发投产全新结构的农用表面活性剂产品,为农药制剂的科技创新配套。

  到目前为止,农用表面活性剂伴随着农药制剂的发展共经历了3个发展时期:传统农药制剂期;环境友好农药制剂发展期;以药物传递技术为主导的农药制剂期。以下分而述之。

  二、 传统农药制剂期的农用表面活性剂

  2.1 传统农药制剂期的剂型结构

  20世纪40年代末到70年代初,世界农药工业处于发展初期,即是传统农药制剂期。这一时期的主要农药产品有:有机磷类、有机氯类、氨基甲酸酯类和早期的拟除虫菊酯类农药等。加工的剂型主要为乳油、水剂、粉剂及可湿性粉剂。加工时,通常按原药物化性质(主要为熔点、水中的溶解性能和稳定性等)来选定剂型。对于高熔点的药物往往制成粉体制剂,溶于水且水中稳定的药物制成水剂,其余则制成乳油。

  加工中对制剂技术的基本要求是:分散、润湿和稳定。

  2.2 农用表面活性剂发展初期的产品群

  农用表面活性剂工业正是为满足这一时期的要求而设立和发展的。农用乳化剂在这一时期发展很快,研发并投产了多个系列的产品群。主要有:

  (l)以各种结构的烷基芳烃基为亲油基团,如烷基苯基、烷基酚基和三苯乙烯酚基等;以不同聚合度的聚氧乙烯醚为亲水基团所构成的多个系列的农用非离子表面活性剂。代表性品种有:壬基酚聚氧乙烯醚——农乳100号和苄基酚聚氧乙烯醚——农乳300号、400号,三苯乙烯基酚聚氧乙烯醚——农乳600号,烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物——农乳700号。

  (2)通过对个别烷基苯亲油基团的磺化进而开发了阴离子型的农用乳化剂、润湿剂,其中最具历史意义的是十二烷基苯磺酸钙系列阴离子乳化剂,如农乳500号。

  (3)将脂肪醇、脂肪酸和个别植物油的聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂引入农药制剂,并进一步进行序列化开发,如脂肪醇聚氧乙烯醚——农乳200号等。其中最突出的是蓖麻油聚氧乙烯醚(EL乳化剂序列)。

  (4)引入了萘磺酸盐类和木质素磺酸盐类等阴离子表面活性剂,作为分散剂和润湿剂等为农药固态制剂配套,进而开发多个系列品种。

  这一时期表面活性剂对农药制剂发展的突出贡献在于:

  (1)赋予有机磷类和拟除虫菊酯类等农药的乳油在田间用水稀释时具备自发乳化的功能,实现了原药的高度分散和润湿。

  (2)实现了六六六等固体农药制剂由粉剂升级为可湿性粉剂,赋予制剂遇水润湿、分散、悬浮的功能,显着改善了药粉的飘移和药液的流失。

  (3)建立了农用表面活性剂领域的基本产品框架,为今后的发展奠定了基础。

  2.3 此时期的农药制剂具有以下技术特点:

  ① 乳油以轻芳烃为溶剂,被乳化成农药的芳烃溶液。

  ② 水不进入制剂组分(除水剂外)。

  ③ 制剂产品的物化形态处于热力学稳定状态。

  ④ 仅在短期内(田间应用时)对制剂的乳化性能(乳油)、悬浮性能(粉体制剂)提出技术要求。

  2.4 根据农药制剂的需要,对表面活性剂体系开发的技术思路主要包括:

  ① 以各种原药乳油的配制为中心,开发配套的乳化剂。

  ② 以阴离子表面活性剂(钙盐)为基点,根据活性物化学结构特点开发了多个系列的非离子表面活性剂,构成阴、非离子相匹配的农用乳化剂系统。

  ③ 微粒乳化层空间结构设计思路为:阴离子HLB≈8,位于乳化膜内沿;非离子位于乳化膜外壁和里层(指第二非离子)。此结构使制剂具有优秀的自发乳化性能。

  ④ 与固体制剂配套的分散剂、润湿剂主要从其他行业引入,如萘磺酸盐类、木质素磺酸盐类。(中国农资导报网)

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