第二章 农药的剂型与使用方法

第二章农药的剂型与使用方法目前农药加工的方向通过农药剂型加工的使用，要使农药最大限度地击中到生物靶体上（有害生物），最小危及环境和人类。DDT对棉铃虫的命中率：（R．JV．JOYCE,1980）71019101100＝）（实际使用量）公斤（（理论计算使用值）命中率＝ugug改进农药使用技术，降低田间农药使用量，大幅度提高化学防治方法的经济效益。国外农药剂型发展方向向高效能方向发展：如超低容量剂向有利于保护环境和对使用者安全的方向发展：如缓释剂、颗粒剂、微胶襄剂；剂型向多样化、针对性方向发展：大粒剂、薄膜除草剂、悬乳剂、旱田种衣剂、增效剂等；向省力的方向发展：剂型与制剂多样化、加工精细化等，如水分散粒剂、水乳剂、泡腾片剂等；为了提高药剂对靶标的命中率，减少环境污染：如静电喷雾技术、根区施药技术、对靶标喷洒技术及高精准技术如车载智能系统、窄雾滴喷头等。本章内容农药分散度与药剂性能的关系农药辅助剂农药的剂型农药的使用方法飞机化学防治第一节：农药分散度与药剂性能的关系概念：原药：未经加工的农药称原药。固体的原药称原粉，液体原药称原油。原药不能直接使用：大多数原药难溶于水，分散性能差；原药一般用量少，难以在田间使用。农药分散度与药剂性能的关系制剂(pesticidepreparations)：经过加工的农药称制剂。制剂包括三个内容：①有效成份（activeingredient，缩写a.i）含量：②药名：③剂型：如50％硫磷乳油。农药分散度与药剂性能的关系剂型(pesticidesformulations)：农药制剂形的简称。粉状物称粉剂；混溶的油状物称乳油。剂型可表现：农药本身的物理状态；反映可能的使用方法。农药分散度与药剂性能的关系（内容）农药的分散度与分散体系的概念分散度对药剂性能的影响农药有分散度与分散体系有概念农药的物态可分为气、液、固，各种农药的物态（即制剂）经过使用与自然界中的空气、水分、土类等分散介质相混合，就可形成各种分散体系。分散体系＝分散介质（自然界固有）＋分散质（药剂）Dispersesystem==dispersingagents+dispersephase(disperser)农药中各种分散体系分散介质(助剂）分散质（原药）气液固气混合气（仓库熏蒸）XX液雾（使用时造成的）乳油粉剂，可湿性粉剂固喷粉或烟剂（使用时造成）悬浮液粉剂BACK分散度（dispersity）药剂的分散性能。其表示方法有两种：分散质的直径(disperser)：直径越小，分散度越高。比面：颗粒总体积（V）与颗粒总表面（S）比面＝S／V颗粒越小，个数就越多，比表面积就越大，S／V比值就越大，即分散度就越高。分散度（dispersity）溶剂（溶质呈分子或离子状）的颗粒直径小于0.01um;胶悬剂：0.01---0.1μm;烟剂：0.1---0.2μm;乳剂（油珠直径）：0.1---10μm;粉粒（粉粒直径）：25μm。分散度依次为：溶剂＞胶悬剂＞烟剂＞乳油＞粉剂。BACK分散度对药剂性能的影响1．增加覆盖面积2．提高药剂在受药表面的吸附性3．能够改变颗粒的运动性能分散度对药剂性能的影响药剂从喷粉（雾）器喷出后，受分散度的影响，呈三种运动状态：大颗粒受地心引力的影响，呈抛物线降落；较小的颗粒受地心引力影响小，但受空气浮力影响大，在空间作风浪运动；颗粒在2μm以下的细微粒，由于空气浮力可使它不定向的改变运动方向，在空间作布朗运动，向植物的各层次扩散，但沉积效果差。分散度对药剂性能的影响分散度对药剂性能的影响药剂颗粒若能在植物表面上沉积，必须具备足够能量：穿过侧风气流，而不被侧风气流所带走。因此，必需考虑以下两种因素：药械送风速度要快，加速药剂的送风速度；颗粒不能过细，要有一定的重量，增加颗粒本身的动能，但颗粒的重量不能过大，否则易滚落。药剂的分散度并不是越大越好，理想的分散度应该是即能穿过侧风气流，又能在受药表面沉积。分散度对药剂性能的影响4．分散度对药剂理化性能的影响5．高液体药液的悬浮率和乳液的称定性当前农药使用的趋势：适当控制农药的分散度，减少药剂使用次数和用药量，a.i缓慢从制剂中释放出来，增加农药使用的目标性，避免漂移，减少污染和残留毒性。返回第二节：农药辅助剂概念辅助剂种类表面活性剂（surfaceactiveagent）的种类与使用原理辅助剂与农药混合后能改变药剂的理化性能，提高分散度，便于使用一类物质统称为农药辅助剂（assistagentsofpesticide），也称助剂。辅助剂一般没有生物活性。辅助剂种类常用辅助剂：填充剂：加工固体农药。作用：稀释原药，帮助原药分散，便于粉碎。如填充剂有滑石粉、粘土等。湿展剂：加工可湿性粉剂。作用：使药液易于在固体表面湿润与展布。如纸浆废液、拉开粉等。乳化剂：加工乳油、乳剂。作用：乳药作用。如非离子乳化剂、土耳其红油等。溶剂：用来加工乳油。作用：溶解原药。如二甲苯、丙酮、苯等。辅助剂种类根据不同药剂性能和使用目的可加以选用辅助剂：分散剂：①将熔融的农药分散成胶体颗粒的分散剂；②防止粉粒絮结的分散剂。稳定剂粘着剂：防解剂：增效剂：发泡剂表面活性剂（surfaceactiveagent）的种类与使用原理表面活性剂对降低表面张力的作用表面活性种类表面活性剂应用原理表面活性剂对降低表面张力的作用表面活性剂的表面活性现象表面活性剂对降低表面张力的作用表面活性剂的表面活性现象表面活性剂：一类物质分子能在一种液体的表面进行定向排列，这类物质称为表面活性剂。如：湿展剂和乳化剂表面活性现象：表面活性剂具备的条件：具有两亲性亲水力与拒水力平衡表面活性剂在液面上的单分子层亲水基拒水基表面活性剂对降低表面张力的作用表面张力（surfacetension）：表面张力是液体内部的向心收缩力。表面张力的来源：液体表面的某分子的吸引力是指向液体内部，并与液面垂直，指向液体内部的即为表面张力。表面张力来源表面张力为什么要降低表面张力？液体的表面张力越大，液滴大，分散度小，喷雾不均匀，要提高分散度，必须降低表面张力。降低表面张力的途径是加入表面活性剂，改变液体农药的性能。为什么要降低表面张力？从流体物理学上分析：液体形成表面积（S）越多，表面分子数就越多，消耗的功（E）越多，表面能（E）越大。三者关系如下：E=δ·Sδ表示单位面积所做的功（即表面张力，尔格/cm2），表面张力与表面积的乘积为自由能。E—尔格；S—cm2；δ—尔格/cm2∴1尔格=达因/cm；∵δ—达因/cm降低表面张力的途径E=δ·S要使E降低，必须降低δ和表面积S，才能得到较小的E值。但S降低，总表面积降低，就意味着颗粒或雾滴增大，防治效果差，不符合农药的使用原则。如果降低δ，可达到降低E的效果，又使S不变，喷雾效果不变。表面活性种类离子型表面活性剂非离子型表面活性剂混合性表面活性剂天然表面活性剂离子型表面活性剂羧酸盐类（即碱金属皂类）：R－COONa（K）生产：动物油＋NaOH（KOH）皂化制剂用量：0.1－0.2％优点：增加药效。缺点：不抗硬水，分子中K、Na可与硬水中的Ca、Mg离子发生交换。松脂皂：环烃类脂肪酸钠盐生产：松香在碱性中熬制而成，碱性强，不能与原药混用，可在果园中防越冬害虫时使用。优点：可溶解介壳虫体壁上的蜡质；作湿展剂使用，用量0.1－0.3％；矿物乳油中作乳化剂。缺点：耗碱量大，不抗硬水。离子型表面活性剂硫酸化脂肪酸类（土耳其红油）：通式R－OSO3Na生产：蓖麻油＋浓硫酸在20℃下反应，脱水，最后用NaoH中和PH值（PH＝4.5－6.0为宜）。优点：pH可根据需要调节；抗硬水能力强；可作乳化剂使用。磺酸盐类：通式：R-SO3Na（Ca）①拉开粉：优点：溶于水，对酸、碱、硬水均稳定，展着性强，作湿展剂用，用量：0.1－0.2％。缺点：不抗硬水。②十二烷基苯磺酸钙（钠）离子型表面活性剂优点：作乳化剂作用，pH为中性，不仅有良好的表面活性，且还有杀螨作用；脂溶性和水溶性都强。缺点：不能单独作乳化剂使用，主要与非离子乳化剂混合使用。非离子型表面活性剂在水中不产生离子，极性基为聚氧乙基【RO（CH2CH2O）nH】生产方法：环氧乙烷+高级醇（烷基酚，脂肪酸）加成反应而成。通式：环氧乙烷+高级醇：非离子型表面活性剂环氧乙烷+烷基酚：R-O（CH2CH2O）nH聚氧乙基烷基醚环氧乙烷+脂肪酸：ROO（CH2CH2O）nH聚氧乙基脂肪酸醚酯优点：①pH中性，可与任何酸碱性农药混用；②水中不产生离子，无离子交换作用，抗硬水能力更强；③有良好的乳化、湿展和分散性能。用于各种乳油的加工。非离子型表面活性剂的亲水作用醚键非离子型表面活性剂加入水中后，形成胶束形状：亲水基拒水基混合性表面活性剂阴离子＋非离子型混合阴离子主要是十二烷基苯磺酸钙非离子表面活性剂的特点是：水溶性强，有机性弱；十二烷基苯磺酸钙的特点是：水溶性弱，有机性强。天然表面活性剂含有大量皂素的化合物：经水解→糖苷和糖类衍生物，作为湿展剂。纸浆废液：含有木质素类的衍生物（木质素磺酸钙，五碳糖和六碳糖），作湿展剂使用。动物废料的水解物：皮、毛、骨、角等废弃物，经加热后的胶状液体，易溶于水，碱性强，硬水中稳定。表面活性剂应用原理农药加工业上的应用原理表面活性剂在液态农药上的应用原理农药加工业上的应用原理乳浊液：两相不相溶的液体，其中一相以极小的液珠均匀地分散到另一相液体中，形成不透明或半透明的乳浊液，这种作用称为乳化作用。乳浊液的状态有两种：油包水型（W/O）：水为分散相，油为为连续相，即水分散到油中，用药量大，在作物上喷药易产生药害。水油包型（O/W）：油为分散相，水为连续相，即油分散到水中，农药制剂中常采用的物态。水包油型和油包水型乳浊液怎样才能形成水包油型的乳浊液？必须使表面活性剂分子水溶性脂溶性，即降低水的表面张力的能力降低油表面张力的能力。原因：①一般乳化剂的用量要过量，表面活性剂分子多集中在水界面上，分子插入水面的部分多，进入油中的部分少。油珠表面形成了一层厚厚的吸附膜。②由于表面活性剂有较高的水溶性，分子在油水界面上排列满后，大量的活性剂分子存在于水中，在油珠发生碰撞时，可随时进入油水界面起补充作用，使乳浊液处于稳定状态。乳浊液在油珠上的吸附状态乳浊液的稳定性具备条件表面活性剂分子形成的吸附膜的厚度分子排列的松紧程度。离子型表面活性剂（如Na肥皂）配制的乳浊液不稳定：吸附膜厚度降低混合型表面活性配制形成乳浊液稳定。农药加工业上的应用原理悬浮液：以固体微粒稳定地悬浮在液体中，不沉淀、不漂浮，这种物态称为悬浮液。固体原药多为有机物，不易被水湿润，只有加入表面活性，降低水的表面张力，增加水和固体表面的湿润性，可形成稳定的悬浮液。表面活性剂在液态农药上的应用原理液体在固体表面的接触角用θ表示∠θ＞90O：不湿润，不展布；∠θ=90O：湿润，不展布；∠θ＜90O：即湿润又展布；∠θ=0O：液体与固体互溶∠θ=30O左右是较理想的喷雾效果液体在固体上接触角与液体表面张力有关一液滴若能在固体表面湿润展布，受三个力的影响r1：气液界面张力r2：气固界面张力r3：液固界面张力P：气、液、固交点表面活性剂在液态农药上的应用原理假如液滴在固体表面展布稳定时，三个力关系如下：设∠θ=30Or2=r3+r1cosθ（r1在r3方向上分力可用cosθ表示）表面活性剂在液态农药上的应用原理公式可推导如下：即r1分力受∠θ的影响∵r1在r3方向上的分力可用cosθ表示，即r1分力受cosθ的影响，受力可用直角⊿表示：cosθ=（斜边）邻边1)(32rrr若cosθ函数值大，（r2大，r3小和r1要小），∴∠θ才能小。表面活性剂在液态农药上的应用原理余弦函数值cosθ越大，∠θ才能越小，理想的余弦的函数值应