秦敦忠以高分子表面活性剂为基质的高浓度悬浮剂体系稳定性的研究

主要内容•高浓度度农药悬浮剂体系和“失稳”现象•高分子表面活性剂“构效关系”•一些成熟的高浓度悬浮剂体系•结论体系和“失稳”现象分析南京擎宇•悬浮剂体系基础理论•“失稳”现象与分析•减少“失稳”的可能方式农药悬浮剂（SC）体系加工南京擎宇•SC组成：原药、润湿分散剂、助乳化剂、防冻剂、增稠剂、杀菌剂、水等；•SC加工工艺流程：增稠剂消泡剂杀菌剂原药助剂防冻剂水助剂溶解原药分散砂磨混合釜农药悬浮剂加工工艺流程图辅料混合农药悬浮剂体系基础理论南京擎宇•农药悬浮体系的润湿农药粒子的形态农药加工提纯工艺和干燥形式是颗粒形态是重要影响因素农药悬浮剂体系基础理论南京擎宇农药粒子润湿提高润湿效率：粒子间的间距越大，润湿效率越高；原药的预粉碎可有效减少农药粒子尺寸；合适的润湿分散剂可降低液固接触角，增强砂磨过程中颗粒间的润滑作用。Washborre润湿效率公式农药悬浮剂体系基础理论南京擎宇影响吸附因素：润湿分散剂浓度、溶剂、原药特征官能团、原药粒子晶型状态和大小；影响空间位阻因素：分散剂吸附的厚度与牢度、溶剂化链伸入水相的自由度吸附作用：离子对作用（静电力）、lewis酸碱作用、氢键力作用、极性基团的相互作用、疏水基团间的相互作用（色散力）空间位阻：润湿分散剂在农药颗粒表面的覆盖率、吸附层厚度、牢度和分子链在水相中的伸展程度，影响空间位阻大小。农药悬浮体系分散---外力作用下，分散剂逐渐取代润湿剂的过程农药悬浮剂体系基础理论南京擎宇农药悬浮体系的稳定颗粒粒径越小，体系沉降速度越低，越稳定；颗粒粒径越均匀，奥氏熟化可能性越小，体系越稳定；润湿分散剂在农药颗粒表面的覆盖率、吸附层的厚度、吸附层的牢度、及在连续相中的伸展程度可有效地降低奥氏熟化程度指的是由于农药粒子与水之间存在一定的溶解度，且大颗粒的溶解度低于小颗粒，结果是小颗粒消失，而大颗粒长大。奥氏熟化STOCKS公式伯尔纳限度—堆积密度南京擎宇把等体积的球体整齐地放入箱子里，最多能占据箱子的多大空间呢？1611年，天文学家开普勒推测，74%；1998年，美国密歇根州的托马斯·海里斯教授利用计算机证明开普勒的猜测是对的；1950年，英国伦敦大学的伯纳尔利随机试验，最大64%，伯尔纳限度时球体状态：正四面体形状，圆球在四面体的顶点，相邻球之间距离远小于球的直径，高浓度悬浮剂体系要求颗粒表面的包覆的表面活性剂具有弯曲功能和较强的吸附牢度。高浓度SC“失稳”现象及分析南京擎宇现象原因分析可解决方式无法配料，干水用量较少，颗粒间隙小，常规润湿剂无法狭小润湿颗粒间隙采用合适的、具有润湿与分散功能于一体的助剂，提高润湿过程分散剂对颗粒表面的吸附研磨过程中粘度变大分散剂不易变形，吸附不牢，易从颗粒表面脱落；原药中有低熔点、高沸点物质采用润湿与分散复合功能的助剂，尤其立体结构高分子表面活性剂，提高吸附牢度、吸附层厚度，增加颗粒间润滑；提高原药含量。研磨过程中泡沫多润湿分散剂类型选择不对；采用具有一定抑泡功能的润湿分散剂；添加少量抑泡剂。过量的有机硅消泡剂易引起体系不稳定，分层淅水。原药纯度、在各种辅料中的溶解度、润湿分散剂种类均影响体系的稳定性高浓度SC“失稳”现象及分析（续）南京擎宇现象原因分析可解决方式研磨后体系粘度大助剂体系选择基本正确，但需加入具有润湿和降低粘度作用的分散剂添加采用亲油性较好的润湿分散剂，控制粘度在200～400mpa.s热贮分层、絮凝分散剂包覆不致密，“裸露”颗粒表面太多，易形成奥氏熟化；增稠剂类型或添加量不对采用立体结构高分子表面活性剂，提高吸附强度和厚度，降低“裸露”面积；更改增稠剂类型，或增加添加量研磨后热贮膏化或粘度增大防冻剂选择不当；防沉降剂选择不当；润湿分散剂选择不当。选用高分子表面活性剂，实现多点多层次吸附，减小“裸露”颗粒面积；选择适宜防冻剂，降低分散剂或颗粒在连续相中的溶解度；更换防沉降剂，减少诱导结晶的可能性；选择高分子表面活性剂，降低原药在低分子助剂中的溶解度。减少“失稳”的方式采用具有高分子表面活性剂，实现多点多层次吸附，减少“裸露”的颗粒表面，增强颗粒间的润滑，降低体系粘度，减少原药在表面活性剂中的溶解度；2采用兼具润湿与分散功能的表面活性剂，提高助剂的作用性能，减少单一润湿剂的用量，降低原药在低分子润湿剂中溶解而引起的奥氏熟化风险；3合适的具有抑泡功能的润湿分散剂可有效减少加工过程中的泡沫产生量，也可加入抑泡剂而不采用消泡剂，有利于体系稳定。高分子表面活性剂“构效关系”南京擎宇磷酸酯类分散剂化学结构单点吸附不牢固、空间位阻小、“裸露”的颗粒表面大，具有较大的颗粒与连续相接触的机会，表面活性剂用量比较大ROCH2CH2OPOOTEAOTEA磷酸酯类分散剂作用方式磷酸酯类润湿分散剂或乳化剂“构效关系”“梳型”高分子表面活性剂结构与作用方式梳型高分子分散剂化学结构梳型高分子分散剂作用方式梳型高分子分散剂作用实现多点锚固（离子对作用、酸碱作用、氢键作用，极性基团相互作用和疏水基相互作用），吸附强度高，多层吸附，“裸露”颗粒表面小，能够在溶剂中伸展，空间位阻大。类双子型高分子表面活性剂结构与作用方式(PO)n(EO)mSO3COO(PO)n(EO)mSO3--COO(PO)n(EO)mSO3-类双子型分散剂化学结构类双子型分散剂作用方式类双子型分散剂双点吸附、空间位阻相对较大，用量相对偏少梳型/双子型配对作用南京擎宇配对使用，形成多点多层次吸附，吸附牢度好，吸附层厚，有效减少梳型表面活性剂吸附所形成的空穴，减少“裸露”的颗粒表面，提高颗粒间的润滑、降低奥氏熟化的可能性，空间位阻大，提高体系分散稳定性高分子表面活性剂质量结构“梳型”“类双子型”外观黄色透明粘稠液体黄色透明液体黄色透明液体粘度（mpa.s,25℃)20690188019000pH值（1%水溶液）7.27.17.2平均分子量280004230分子量分布系数1.351.15适用范围适用易膏化体系，润湿分散剂特别适用高含量体系，分散润湿剂适用除草剂，低泡。部分成熟高浓度SC实例-1克/升敌草隆悬浮剂高分子分散剂小分子分散剂敌草隆（97%）63.9%敌草隆（97%）63.9%SP-SC31%NP-102%SP-27283%600#磷酸酯胺盐6%SAA2%黄原胶0.05%黄原胶---尿素3%尿素3%甲醛1.0%甲醛1%去离子水～100%去离子水～100%粘度(mpa.s,25℃)381粘度(mpa.s,25℃)配料困难，无法砂磨粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）380粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）吡蚜酮悬浮剂高分子分散剂小分子分散剂吡蚜酮（95%）26.3.0%吡蚜酮（95%）26.3.0%NP-104%SP-2728（梳型）6%600#磷酸酯胺盐2%黄原胶0.15%黄原胶---乙二醇5%乙二醇5%苯甲酸钠0.5%苯甲酸钠0.5%去离子水～100%去离子水～100%粘度(mpa.s,25℃)232粘度(mpa.s,25℃)有弹性的胶配料困难粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）232粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）部分成熟高浓度SC实例-3克/升吡虫啉悬浮剂高分子分散剂小分子分散剂吡虫啉（97%）49.50%吡虫啉（97%）49.50%SP-SC31%NP-102%SP-27283%600#磷酸酯胺盐6%黄原胶0.05%黄原胶0.05%丙二醇5%丙二醇5%苯甲酸钠0.50%苯甲酸钠0.50%去离子水～100%去离子水～100%粘度(mpa.s,25℃)221粘度(mpa.s,25℃)435粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）230粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）热贮3h膏化，底部絮凝克/升三唑酮悬浮剂高分子分散剂小分子分散剂三唑酮（97%）47.0%三唑酮（97%）47.0%SP-SC29（双子）4%NP-104%SP-2728（梳型）2%600#磷酸酯胺盐2%黄原胶0.10%黄原胶0.1%尿素3%尿素3%甲醛1.0%甲醛1.0%去离子水～100%去离子水～100%粘度(mpa.s,25℃)232粘度(mpa.s,25℃)198粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）232粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）1h膏化有方形结晶苯嗪草酮悬浮剂高分子分散剂小分子分散剂苯嗪草酮（98%）61.2%苯嗪草酮（98%）61.2%SP-SC3（双子）1.7%NP-101%SP-2728（梳型）3.3%润湿剂1%SP-3060（磷酸酯）1%600#磷酸酯胺盐4%黄原胶0.05%黄原胶---尿素3%乙二醇5%AQ0.02%AQ0.02%去离子水～100%去离子水～100%粘度(mpa.s,25℃)326粘度(mpa.s,25℃)923粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）342粘度（mpa.s,25℃）（54℃，14day）泡沫多，2小时不流动莠去津·特丁津·乙草胺SE配比名称含量添加量莠去津97.0%19%特丁津96.8%19%乙草胺95.0%22%SP-2728分散剂1%SP-3060分散剂2%有水钙盐70%0.7%600#0.8%SP-63R助乳化剂2%SP-NT助乳化剂2%乙二醇3.5%水～100%其它助剂热贮14天粘度（mpa.s,25℃）800g/l敌草隆SC1%3%2%431720g/l百菌清SC1.7%3.3%0～1%821*720g/l苯嗪草酮SC1.7%3.3%1%34250%莠去津+5%甲基磺草酮4%1%336500g/l扑草净3%0.5%323600g/l吡虫啉SC1%3%0230500g/l醚菊酯1.7%3.3%272500g/l除虫脲1.7%3.3%25950%苯丁锡SC2.7%1.3%2%25650%甲基硫菌灵1.3%2.7%269500g/l三唑酮SC4%2%0232500g/l四螨嗪4%2%451430g/l戊唑醇SC1.3%2.7%023830%吡蚜酮SC06%02386%甲维盐SC5%3%4%206“失稳”现象难以配料、泡沫多、加工过程粘度增加，热贮过程易絮凝、易膏化、易结晶。高浓度农药SC“失稳”原因包覆不牢、“裸露”表面大、润湿分散剂选择不匹配；原药中低熔点高沸点成分高。高分子表面活性剂作用特征实现多点锚固（离子对作用、酸碱作用、氢键作用