农药分散度与药剂性能的关系

第一节农药分散度与药剂性能的关系

概念：

1．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，因为：

（1）大多数原药难溶于水，分散性能差，有些蜡状原药不易粉碎。

（2）原药一般用量少，再先进的使用技术也不能将少量的原药均匀地分散到一亩地的面积上。因而，要使少量的原药用到一亩地大的面积上，必需改善其物理性状，提高分散度方可使用。

2．制剂(pesticide preparations)：经过加工的农药称制剂。制剂包括三个内容：①有效成份（active ingredient，缩写a.i.）；②含量；③剂型。如50％硫磷乳油。

3．剂型(pesticides formulations)：农药制剂形式的简称。如粉状物称粉剂；混溶的油状物称乳油。剂型主要表现农药本身的物理状态，也可反映可能的使用方法，如20%粉锈宁可湿性粉剂，外观状态是粉剂，使用方法：可以加水喷雾。

同种药剂它可有许多制剂。如：辛硫磷有50％乳油、1.5％颗粒剂。

一、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、

分散体系＝分散介质（自然界固有）＋分散质（药剂）

Disperse system== dispersing agents + disperse phase (disperser)

农药使用中主要是为了获得良好的分散体系，才能得到良好的防治效果。分散体系主要与分散质和分散介质有关。自然界的气、液、固等分散介质是固有的，特定的，我们不能人为改变，只有改变农药（分散质）的性质，提高分散质的分散度，才能获得良好的分散体系，才能获得良好的防治效果，提高农药有使用性能。

分散度（dispersity）：药剂的分散性能。其表示方法有两种：

1．分散质的直径(disperser)：直径越小，分散度越高。

2．比面：颗粒总体积（V）与颗粒总表面积（S）。即：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。分散度越高，就意味着雾滴越细，粉粒细度就越细。

例如：把1厘米的立方体，分割成100微米的立方体（1cm=10000um）（1cm3→100cm3）总表面积S就由原来的6 cm2增加到6×102 cm2

颗粒个数就由原来的一个增加到106个。

一般农药中：溶剂（溶质呈分子或离子状）的颗粒直径小于0.01 um;

胶悬剂的颗粒直径为0.01---0.1μm;

烟剂的颗粒直径为0.1---0.2μm;

乳剂的油珠直径为0.1---10μm;

粉粒的粉粒直径为25μm。

因而以上药剂分散度依次为：溶剂＞胶悬剂＞烟剂＞乳油＞粉剂。

（略讲）一个物质（即农药）总表积增大（提高分散度），将会给药剂的物理性质、运动性能、与靶体的撞击性能以及化学反应性能带来一系列的变化。如：提高了分散度就可以：（1）提高药粒或雾滴与生物靶体的撞击机会和撞击频率；

（2）加速药剂的溶解度和气化速度；

（3）扩大药剂与生物靶体的覆盖面积和覆盖度；

（4）增加药剂在空气中的漂浮力。

二、分散度对药剂性能的影响：

1．增加覆盖面积：分散度大，覆盖面积大，尤其是杀菌剂的保护剂，分散度大可增加保护面积；如杀虫剂对蚜螨类等活动性小的昆虫进行触杀防治时可增加触杀防治面积；如使用触杀型除草剂，药剂分散度高，覆盖均匀，均可提高防治效果。

2．提高药剂在受药表面的吸附性：

固体农药要吸附到物体表面上，表面对药粒的吸引力必须大于地心对它的吸引力，而吸引力的大小与颗粒的大小有关。颗粒大，重力大，地心引力大，在受药表面易滚落。分散度的提高就可使颗粒的吸引力增加，吸附性能提高，增强在受药表面的沉积率。

3．能够改变颗粒的运动性能：

病虫危害往往隐蔽在作物的株冠层内部为害，杂草常在作物的株冠层的荫蔽之下生长，药剂要喷到病虫杂草等生物靶体上，必须能穿透作物的株冠层。

药剂从喷粉（雾）器喷出后，由于分散度的影响，可以有以下三种运动状态：

（1）药剂中的大颗粒受地心引力的影响，颗粒呈抛物线隆落；

（2）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；

（3）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，可以向植物的各层次扩散，但沉积效果差，颗粒沉降速度慢，药剂尚未沉积即被上升气流所带走，影响沉积。

以上分析可看出：药剂颗粒若能在植物表面上沉积，必须具备足够的能量，这种能量就是能够穿过侧风气流，而不被侧风气流所带走。因此，必需考虑以下两种因素：

①药械送风速度要快，加速药剂的送风速度；

②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，否则在生物体上易滚落。

如果是重量适中的颗粒，加上药剂所具有湿展性和植物叶片表面的毛、刺、突起而产生的截留作用，就可在植物表面上沉积。

因此，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。

4．分散度对药剂理化性能的影响：

农药的理化性质主要是指：溶解性、气化速度、化学反应速度、吸附性能等，这些是药剂的固有性质，也称药剂的表面能，药剂的这些表面能可随着分散度的提高而显著增强。药剂的这些理药性质可从不同的角度加以利用，若为了加速药剂分解，提高气化和反应速度，可采取提高分散度的方法；反之为了使药剂缓慢释放，可以降低分散度，增加药剂的粒度，如颗粒剂。

5．提高液体药液的悬浮率和乳液的称定性：

可湿性粉剂固体原药的粉末是不溶于水的，只有提高分散度才能提高药剂的悬浮率，保证悬浮液的稳定性。乳液分散度提高就是提高乳化率，不致于产生油水分离现象。

（略）6．分散度与植物的耐药力：

植物对农药的耐药力往往也同药剂的分散度有关，但这种相关性较复杂。对于水溶性较强的药剂来说，粗的颗粒易引起药害，因药剂容易在露水中生成浓度高的药液；对于水溶性较弱的

药剂，细的颗粒溶解速度加快，反而也易引起药害，细药粒可在露滴中浓度迅速增高所致，但这又取决于药剂溶解度的大小。

假如露珠体积为1ml（1000ul），粉粒的重量（按ai计）为100ug，药剂为强水溶性，则露珠中可迅速形成10％高浓度溶液，这种浓度对于大多数农药都容易产生药害，若粉粒降低为1ug 微粒，则露珠中0.1％的浓度就可避免发生药害。

总之，分散度提高，一般说可以提高防治效果，但从环境保护、生态平衡、经济学的观点来年，提高分散度，就增加了药剂的漂移性，造成环境污染，增加农药的残留毒性，杀伤天敌，破坏生态平衡，造成浪费。当前农药使用的趋势就是适当控制农药的分散度，减少药剂使用次数和用药量，使药剂的有效成份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。使用农药的目的不是把害虫全都杀死，而是调节控制害虫,保护天敌，因而要树立环境、生态、经济学的观念。

近年来出现的微胶襄剂、颗粒剂、大粒剂、缓释剂等，就是在考虑到环境、生态、经济的观点上发展起来的新型剂型。

第二节农药辅助剂

辅助剂（assist agents of pesticide）：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，也称助剂。辅助剂一般没有生物活性。

一．种类：

1．填充剂（fillers, carriers）：用来加工固体农药（粉剂、可湿性粉剂，颗粒剂等）。作用：稀释原药，帮助原药分散，便于粉碎。如：加工粉剂、可湿性粉剂，颗粒剂等，常见的填充剂有滑石粉、粘土等。

2．湿展剂（wetting agents）：用来加工可湿性粉剂。作用：使药液易于在固体表面湿润与展布。如洗衣粉、纸浆废液、拉开粉等。

3．乳化剂（emulsifiers)：加工乳油、乳剂。作用：乳药作用（略）。如非离子乳化剂、土耳其红油等。

4．溶剂（solvents）：用来加工乳油。作用：溶解原药。如二甲苯、丙酮、苯等。

（略讲）以上几种是常用辅助剂，加工粉剂、可湿性粉剂、乳油等不能缺少。以下几种不是常用辅助剂而是根据不同药剂的性能和使用目的可加以选用。

（1）分散剂（dispersing agents)：农药中的分散剂有两种：①具有粘度很高的分散度，通过机械可将熔融的农药分散成胶体颗粒；②防止粉粒絮结的分散剂。

（2）稳定剂（stabilizers）：防止农药可湿性粉剂在贮藏过程中物理性质变坏。

（3）粘着剂（stickers)：可增加农药对固体表面的粘着能力，耐雨水冲刷，延长残效。如矿物油、明胶、淀粉等。

（4）防解剂：防止农药中有效成份在贮藏中分解。

（5）增效剂（synergists)：可抑制昆虫体内的解毒酶系，增加药效，延缓昆虫对农药的抗性。如：增效醚等。

（6）发泡剂：药剂中加入发泡剂，喷雾时产生泡沫，在植物表面产生，便于检查喷雾质量，有时也用于飞机喷雾，指示喷过的地块。

乳化剂和湿展剂除本身作用外，还可降低水的表面张力，有表面活性作用，也称为表面活性剂，这是本章的重点。

二．表面活性剂（surface active agent）的种类与使用原理

（一）表面活性剂对降低表面张力的作用

1．表面活性剂的表面活性现象

湿展剂和乳化剂除本身作用之外，还可降低水的表面张力，有表面活性作用，因而也称为表面活性剂。

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。

请观察下列现象：一烧杯装满清水，水面上撒一层粉末，再加一滴肥皂水，漂在水面上的粉末立即向边缘移动，这种现象称为表面活性现象。这是因为肥皂（高级脂肪酸钠盐），具有两亲性（R-COON a），即分子中有亲水的极性基（－COO N a）和亲酯的非极性基（R-），当肥皂加入水中后，非极性基插入油酯中，无油就插入气界中，极性基立即插入水界中，因此在水面上形成定向排列的分子层，呈胶囊状存在，而把浮在水面上的粉末推向杯壁。

表面活性剂具备的条件：（1）分子具有两亲性，（2）亲水力与拒水力平衡。二者缺一不可。请看下列两种物质：

（1）醋酸钠（CH3COONa），分子中有两亲性，但亲水力大于拒水力。

（2）硬酯酸钠（C18H35COONa），分子中有两亲性，但拒水力大于亲水力。

以上两种物质分子中虽有两亲性，但都不是表面活性，因为亲酯力与亲水力不平衡，CH3COONa极性基把分子拉入水中，C18H35COONa的亲酯基把分子拉入油中，两者均不能在油水界面上呈定向排列，没有表面活性作用。

2．表面活性剂对降低表面张力的作用

表面张力（surface tension）：表面张力是液体内部的向心收缩力。

向心力可使液体的液滴缩小到最少的程度，向心力越大，液体形成的液滴就越少，喷雾就越不均匀。

表面张力的来源：处在液体内部分子从各方面受到相邻分子的吸引力而互成平衡，作用某分子的合力为零。所以液体内部均可任意移动。而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。

液体的表面张力越大，喷出的液滴就越大，分散度就越小，喷雾就越不均匀，要提高分散度，就必须降低表面张力，而降低表面张力唯一的途径就是加入表面活性剂，改变液体农药的性能。

例如：水的表面张力一般是73达因／厘米，当加入0.5％肥皂水时表面张力降低为27达因／厘米。

为什么要降低表面张力？我们首先(1)从流体物理学上分析：

农药在喷雾中就是要提高分散度，分散度的提高就是要把液体内部的分子移到表层以形成新的表面，即把液体农药形成细小的液珠，这就必须克服指向液体内部的吸引力而做功，消耗的功则转变成表面分子多余的自由能而贮藏在表面，这种分子表面多余的自由能称表面能（surface energy）

因此，液体形成的表面积越多，表面分子数就越多，消耗的功越多，表面能则越大。如用：δ表示单位面积所做的功（即表面张力，尔格/cm2）；

S表示增加的表面积（cm2）；

E表示自由能，那么：δ、S、E三者之间的关系为：

E=δ*S

即表面张力与表面积的乘积为自由能。

单位：δ达因/cm；尔格/cm2，是由E和S的单位所决定的。

1尔格=达因.cm

∴尔格/cm2=达因.cm/cm2

= 达因/cm ∵1尔格=达因/cm

E的单位理尔格;达因/cm

S: cm2

δ=E/S=尔格/ cm2=达因*cm/ cm2=达因/cm

(2)热力学上的自然变化法则告诉我们：表面张力越大越不稳定,必须向表面能小的稳定状态而自自动转变,这种转变就意味着表面积降低,表面分子数减少,小液珠合并成大液珠。

如何才能降低表面能，使形成小液珠稳定呢？有两种方法：

（1）物理方法：加大喷雾的内空气压对液体做功，可喷出较细的液珠，但从上述分析中可知，此法形成有液珠不稳定，不可取。

（2）化学方法：此法是从E=δ*S公式上分析得到的。从公式中我们可知：要使表面能降低（E须是较小的值），也必须降低δ和表面积S，即只有δ、S的值小，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，这根本不符合农药的使用原则。因此只有在δ寻找解决途径。如果降低δ，也能达到降低表面能的效果，而又使表面积不改变，岂不两全其美。

而降低表面张力最有效的方法就是加入表面活性剂，因为农药的原药是有机物质（油类物质），当加入水中后，与水不能互溶，而是呈小油珠漂浮在水面上，因表面活性剂是带有两性基团的有机物，进入液体药液中，非极性基与小药珠结合，极性基与水结合，在小油菜、珠表面形

成厚厚的吸附层，在小液珠与小液珠之间起阻隔作用，抵消表面能，小雾滴再发生碰撞也不会合并，田间可得到均匀而稳定的小雾滴，提高防效。

（二）表面活性种类：

1、离子型表面活性剂：

（1）阴离子型：在水中产生阴离子，与水中阳离子结合，

（2）阳离子型：在水中产生阳离子，与水中阴离子结合，因价格贵，使用的较少。

阴离子型主要有以下几类：

（1）羧酸盐类（即碱金属皂类）：通式：R－COON a（K），生产方法：动物油＋N a OH（KOH）皂化而成，如钠肥皂，在原药制剂中可加入0.1－0.2％。

优点：增加药效。

缺点：不抗硬水，分子中的K、Na可与硬水中的Ca、Mg离子发生交换。

（2）松脂皂：是环烃类脂肪酸钠盐。

生产：松香在碱性中熬制而成，碱性较强，不能与原药混用，可在果园中防越冬害虫时使用，如介壳虫。

优点：碱性可溶解介壳虫体壁上的蜡质；在液态农药上作湿展剂使用，用量0.1－0.3％；配制矿物乳油中作乳化剂。缺点：耗碱量大，不抗菌硬水。

（3）硫酸化脂肪酸类：通式：R－OSO3N a，如硫酸化蓖麻子油（土耳其红油）。生产：蓖麻油＋浓硫酸在20℃下反应，脱水，最后用N a中和PH值（PH＝4.5－6.0为宜）。与上两种相比：

优点：pH可根据需要调节；抗硬水能力强；可作乳化剂使用。

（4）磺酸盐类：通式：R-SO3Na（Ca）

主要有两类：①拉开粉

国外常用的乳化剂，国内属于仿造。优点：能溶于水，对酸、碱、硬水均稳定，展着性强，也可作湿展剂使用，用量：0.1－0.2％。

缺点：不抗硬水，分子中的K、Na可与硬水中的Ca、Mg离子发生交换。

②十二烷基苯磺酸钙（钠）

可作乳化剂作用，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，不能单独作乳化剂使用，主要与非离子乳化剂混合使用。

2、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）n H】，极性基为聚氧乙基。

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：R- 称聚氧乙基烷基苯基醚

环氧乙烷+烷基酚：R-O（CH2CH2O）n H 称聚氧乙基烷基醚

环氧乙烷+脂肪酸：ROO（CH2CH2O）n H 称聚氧乙基脂肪酸醚酯

非离子型表面活性剂，在水中不产生离子，那么它进入水中，是如何表现亲水作用的？因为在无水状态下，分子呈锯齿型，在水溶液中，分子呈曲折型：

曲折型的分子使亲水性较强的醚键朝外，疏水的乙烯基朝内，水分子可通过氢键与聚氧乙基的醚基相联结，因氧的电负性很大，可以吸收水中的氢离子形成氢键，虽然氢键很弱，但许多氢键连成一束，亲水性就增强了。

非离子型表面活性剂加入水中后,多余的表面活性剂分子以胶束状存在,依表面活性种类不同,胶束的形状各有不同:

其优点：①pH为中性，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。可用于各种农药乳油的加工。

3、混合性表面活性剂：生产上常用的是阴离子＋非离子型混合。阴离子主要是十二烷基苯磺酸钙。

单一的乳化剂在配制乳油时,对农药的原药和有机溶剂有适应性的选择,即乳化剂的有机性和无机性与农药的有机性和无机性的相称。

水溶性和酯溶性的相称，也称亲水亲油平衡值，简称HLB值。比值大，水溶性强，比值小，油溶性强。

生产实际中，有机合成的农药水溶性弱，有机性强，或者是水溶性强有机性弱，但农药使用上要求有机性强，水溶性也要强。但合成的农药根体达不到这个要求，只能用乳化剂进行调整。

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。

任何一个单一的乳化剂都满足不了农药使用上的要求，只有把非离子型和十二烷基苯磺酸钙混合使用，才能满足农药使用上有机性强和水溶性强的需求。因此，混合型乳化剂比单一乳化剂对农药和溶剂的适应性广。

4、天然表面活性剂：

（1）含有大量皂素的化合物：皂素化合物经水解可得到糖苷和糖类衍生物，可作为湿展剂使用，用来加工固体农药，如WP。如北方的皂角含皂素10%，南方的茶枯（油茶树果实炸油后的残渣）含皂素13%，西南还有无患子果，含皂素24.4%。

（2）纸浆废液：造纸工业的废液，含有大量木质素类的衍生物（木质素磺酸钙，五碳糖和六碳糖），可加工WP作湿展剂使用，加工矿物乳油作分散剂使用。

（3）动物废料的水解物：屠宰厂遗弃的皮、毛、骨、角等动物的废弃物，经加热后的胶状液体，易溶于水，碱性强，硬水中稳定。

天然表面活性剂，除具有表面活性剂作用外，还有粘着作用，可造成幼小虫体气孔堵塞，窒息死亡。

（三）表面活性剂应用原理：

1．农药加工业上的应用原理：

在农药加工中，由于加入表面活性剂形成了农药中常见的物态：

（1）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。乳油加入不中后常呈这种物态。

乳浊液的状态有两种：

①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。

②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。

若形成水包油型的乳浊液，必须使表面活性剂分子水溶性大于脂溶性，即降低水的表面张力的能力适当大于降低油表面张力的能力。因为：

①一般乳化剂的用量要过量，这样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。因此，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螨后，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，而使乳浊液处于稳定状态。

因此可见，乳浊液的稳定性取决于表面活性剂分子形成的吸附膜的厚度及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，抗硬功夫水能力差，主要是肥皂中的Na+易被水中的Ca++（或Mg++）起置换作用，形成钙或镁肥皂，降低了肥皂的分子数，使吸附膜厚度降低，分子排列松散，因而乳浊液不稳定。

混合型表面活性配制形成乳浊液稳定，这是因为：十二烷基苯磺酸钙脂溶性强，分子一部分在油水排列满后，另一部分分子存在于油中；而非离子型表面活性剂的水溶性强，分子除在油水界面上排列外，大部分活性剂分子存在于水中，因此，当油珠互相碰撞时，水中和油中多余的活性剂分子均可加以补充。从分子的立体结构看，混合型表面活性剂在油水分离界面上，所形成的定向排列分子层更紧密，更严实，因此稳定性更强。

（2）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。因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，才可形成稳定的悬浮液。

2．表面活性剂在液态农药上的应用原理：

液态农药喷于受药表面上，可以形成以下三种现象：

∠θ＞90O∠θ=90O∠θ＜90O

液体在固体表面的接触角用θ表示。

∠θ＞90O ：液体在受药表面上不湿润，不展布；

∠θ=90O：液体在受药表面上只湿润，不展布；

∠θ＜90O：液体在受药表面上即湿润又展布。

∠θ=0O：液体与固体互溶。

一般∠θ=30O时左右是较理想的喷雾效果，液体农药在受药表面湿润展布较为适宜。农药使用中提高喷雾的效果就是缩小液体在固体表面的接触角，而缩小∠θ最肝效的方法就是在液体农药中加入表面活性剂。因此，在液态农药上表面活性应用的原理就是通过表面活性来缩小∠θ，其原因是：

国为液体在固体表面形成的接触角与液体的表面张力有关，若一液滴若能在固体表面湿润展布，主要受三个力的影响：

液体与物体表面接触都存在着一定的界面张力，一液滴在表面趋于稳定，三个力可暂时平衡。

r1：气液界面张力（液体的表面张力使液滴沿切线方向移动）；

r2：气固界面张力，展布与反展布的关系，r2力可使液滴从P→左移动；

r3：液固界面张力，渗透与反渗透的关系，湿润与反湿润的关系，r3力可使液滴从P→右移动；

P：液体、固、气三者交点为P。

假如液滴在固体表面展布稳定时，三个力关系如下：设∠θ=30O

r2=r3+r1cosθ（r1在r3方向上的分力可用cosθ表示）这个公式可推导如下：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

)

(3

2

r

r

r

∵：若cosθ函数值大，（r2大，r3小和r1要小），

∴：∠θ才能小。

上式可以看出，余弦函数值cosθ越大，∠θ才能越小，理想的余弦的函数值应接近1，这才是喷雾湿润效果所要求的，公式可以看出，要得到较大的余弦函数值，就必须使r2大，r3小和r1小，才能使∠θ缩小。但r2是气固界面张力，大气和植物的叶片性质是一定的，我们不能人为改变，只有降低r3、r1，也可使r2增大，可有助于液体的展布，r1和r3均与液体表面张力有关，只有当加入表面活性后，即可降低表面张力， r1、r3液固界面张力也随之降低。这就是表面活性在液态农药上应用的原理。

表面活性剂应用原理研究：近期在国外有新进展，通过表面活性剂对除草剂活性作用的探索，证明表面活性并非单纯地降低表面张力，而且适当使用表面活性剂，对药剂还有以下影响：（1）促进药剂对植物的渗透作用：因非离子表面活性剂可以诱发细胞渗透性能改变，促进除草剂渗入植物体内，但增加了药害。

（2）对药剂具有增溶作用：阴离子和非离子型表面活性剂均可使除草剂在水中的溶解度提高达8-9倍，提高药剂的水溶有性，有助于植物体吸收和输导。

第三节农药的剂型

1．粉剂（Dustable Powder简称DP）

粉剂是由农药原药、填料经混合、粉碎再混合至一定细度的粉末状制剂。有些粉剂在加工中根据需要添加少量助剂构成。由于稀释剂（填料）占制剂组成的绝大部分，所以对粉剂质量影响较大。粉剂常用的填料有粘土、陶土、滑石粉等。

粉剂粒子细度、喷粉性和分散性是其主要物理性能。

我国质量标准为：粉粒细度95%以上通过200筛目（筛孔内径74μm），平均粒径20 ~25μ、pH 5~9，水分含量<1.5%。

粉剂中有效成分含量一般在10％以下。低浓度粉剂供喷粉使用，高浓度粉剂供拌种、制毒饵、毒谷或土壤处理用。

粉剂具有成本低，使用方便，撒布效率高、不需要水，节省劳力等特点。特别适宜于水源供应困难地区和爆发性病虫的防治。其缺点是易产生飘移，污染环境或对周围敏感草坪草产生药害，粉剂的药效一般也不如液体制剂（如乳油等）高。粉剂可以通过添加黏着剂、抗飘移剂、稳定剂等改进其性能。

2．可溶性粉剂或水溶性粉剂（Soluble poweder）

A可溶粉剂的特性可溶性粉剂是指在使用浓度下，有效成分能迅速分散而完全溶解于水中的一种新剂型，其外观大多呈流动性的粉粒体。可溶性粉剂有效成分含量高，不能直接喷洒使用，需对水喷雾。

B组成:制剂由原药、填料和适量的助剂(黏着剂、稳定剂、助溶剂、抗结块剂、分散剂)组成。

可溶性粉剂有效成分含量一般多在50％以上，有的高达90％。由于浓度高，贮存时化学稳定性好，加工和贮运成本相对较低。

B 特点：可溶性粉剂剂型加工过程中不需要有机溶剂，不会因溶剂而产生药害，减少了环境污染，在防治蔬菜、果园、花卉以及环境卫生方面的病、虫、草害颇受欢迎。

D质量要求:可溶性粉剂要求细度均匀、流动性好、易于计量、水中溶解迅速、有效成分以分子状态均匀地分散于水中。

E可溶性粉剂的加工方法

可溶性粉剂的加工方法有喷雾冷凝成型法(热熔喷雾法)、粉碎法和干燥法。

3、可湿性粉剂（wettable powder，简称WP）：

组成加工：原药＋载体＋湿展剂＋分散剂混合，在机械下粉碎至一定的细度。湿展剂的用量为8－10％，分散剂用量为1－4％，加水喷雾使用，不能作为喷粉使用。

我国可湿性粉剂的质量要求是：悬浮性、分散性、湿润性和贮藏期的稳定性。

质量标准是：颗粒粒径小于74微米，悬浮率大于70％，PH＝5－9，水分含量小于2.5％，湿润时间1分钟。

日本：颗粒粒径小于46微米，悬浮率大于75％，PH＝6－8，水分含量小于2％，湿润时间1分钟。

美国：颗粒粒径小于44微米，悬浮率大于80％，PH＝6－8，水分含量小于2％，湿润时间1分钟。

可湿性粉剂的质量要求：

（1）悬浮性：药粉粒在水的介质中所保持的悬浮时间。悬浮性用悬浮率表示，即药粉粒在水中沉降速度越慢，悬浮率越高，质量越好。

影响可湿性粉剂在水中悬浮率在因素可用下列公式表示（因粒子的沉降速度服从于斯托克可定律stokes）：

粉剂颗粒在水中的沉降速度与水的粘度和比重成反比，与颗粒的比重和半径成正比。故要提高WP悬浮率，关键在于粉粒的细度和填充剂的适宜比重。

（2）分散性：WP粉剂悬浮于水中，分散成个体微粒的能力，能力越强，分散性越好。

但药粒很细，表面自由能大，容易发生团聚现象，因此要在WP中加入分散剂，克服离子间的引力。

（3）湿润性：WP被水湿润的能力，一般用全部粉剂被水所湿润的时间表示，一般以一分钟全部湿润为好。

（4）贮存期稳定性：WP贮存期稳定性较差，随贮存期延长，ai含量下降，物理性能变坏（主要是高温的影响，可使原药软化，粉粒结团，湿润性变坏，悬浮率降低）。

4、乳油和乳剂（Emulsifiable Concentrate 简称EC）：

组成加工：原药＋溶剂＋乳化剂，按比例混合搅拌均匀，加水喷雾使用。

溶剂的用量为2－3％。一类对多数农药溶解度较大的物质，如甲苯、二甲苯、丙酮等。

乳化剂的用量：应根据原药的含量及溶剂的性能而定，若配制有机磷原药，混合型乳化剂用量为3－8％，若原药水溶性大可降为2－3％。

助溶剂：若原药极难溶解，还可用助溶剂，这是一类水溶性相当强的物质，如甲醇、苯酚、乙酸乙酯，用量是2-5%。

乳油和乳剂的区别：乳油是单相液体，外观呈互溶的透明状液体。乳剂是两相液体，外观呈不透明的乳浊液。

我国乳油和乳剂的质量要求是：稳定度在99.5％以上，正常条件下贮存不沉淀、不分层，PH＝6－8。

乳油在水中的分布状态：乳油是加水使用的，外观上看，乳油加水均形成乳浊液，但由于原药的性质不同，形成的乳浊液也不同，可分为以下几种：

（1）可溶解乳油：乳油加入不中后，呈分子状态溶解在水中，乳化剂对原药有溶解作用，外观呈透明状，如DDV、乐果。

（2）可溶化性乳油：原药水溶性较大，当乳油加入水中后，一部分原药溶解在水中，另一部分以极小的油珠分布在水中，油珠直径小于0. 1μm.乳化剂在水中起扩散作用和乳化作用,外观呈半透明或带有萤光色的液体,大多数有机磷药剂呈这种状态。

（3）乳化性乳油：原药以极小的液珠分散在水中，乳油加水后呈典型的乳浊液，根据油珠直径可分为三种状态：

①油珠直径0.1-1μm，属于胶体颗粒，外观呈蛋白光，乳液较稳定；

②油珠直径1-10μm，外观呈牛奶状，乳液有一般的稳定性；

③油珠直径大于10μm，乳液静置一段时间有乳油和沉淀，稳定性差，使用中易产生药害。

矿物乳油：40-60年代广泛使用的杀虫剂剂型，主要以粘稠状的矿物油堵塞昆虫气孔，造成物理损伤，但对作物不安全。

加工方法：将矿物乳油用水溶预热到60-70℃，加入到浓乳化剂中（肥皂液），机械搅拌，外观膏状，稀释后使用。

优点：不易产生抗药性，使用主要与合成的杀虫剂（神经毒剂）混用，可延缓神经毒剂的抗药性。缺点：药害。

5.微乳剂（Micro Emulsion简称ME）。

微乳剂一般是由农药原药、乳化剂、水组成，根据情况也加入少量的有机溶剂。微乳剂中乳化剂的用量比乳油多，为把10％的有机农药微乳化需加入20％左右的乳化剂，因此该制剂中农药有效成分的含量一般不能太高。微乳剂以水为主要基质，如5％氯氰菊酯微乳剂含乳化剂15％，含水近80％。

微乳剂具有如下特点：①不可燃，便于贮存和运输；②以水为主要基质，对容器要求不高；

③由于不含有二甲苯、苯等溶剂，减轻了制剂的毒性，也减轻了对环境的污染；④由于乳状液粒子比乳油小，药效较高。微乳剂是用较大量的乳化剂和辅助剂把农药油溶液分散到水中，使油珠的细度达到0.01~0.1μm，微乳剂的外观已接近透明或微透明液。由于油珠如此细微，对某些生物表皮和膜具有很好的通透性，从而显著提高了药剂的效力，因此，该剂型具有很好的发展前途。但微乳剂的成本较高，目前还只是在价格较高的农药上采用。如阿维菌素、氯氰菊酯等。

6．水剂（Aqueous Solution简称AS）

水剂是由水溶性的农药原药溶于水中而制成的。使用时兑水可供喷雾、泼浇或灌根等。水剂加工成本低，并且对环境安全。但是农药的物理性质比较适宜于加工成固态制剂的，则最好加工成可溶性粉剂这种剂型，在使用时再加水配成喷洒液，可减少包装费用与运输费用。水剂中农药有效成分易水解，而且湿润性不好，制备使用时还需加少量湿润剂，效果才更好。我国已应用的有5%井冈霉素水剂，5%菌毒清水剂等。

7、粒剂（Granule 简称G）：

五十年代，在美国牧草地上常用DDT焰防根切虫，几年后发现DDT对牲畜后代有影响，合来改用颗粒剂，直接把药剂施于牧草根部，不污染叶片，减轻了对牛的影响，有人又把粒剂使用在禾本科的高秆作物上（高梁、玉米）防治喇叭口中的害虫，近年来粒剂又向块粒发展，用于深层施药，防地下害虫，粒剂不仅有杀虫剂，还肝除草剂、杀线虫粒剂，除草与杀虫复合粒剂，除草+化肥的复合粒剂，杀菌粒剂目前应用的较少。

组成加工：原药＋溶剂（或水）＋粒状载体（一定细度的矿土）。土壤处理、撒施、心叶施药或穴施。

（1）粒剂的特点：

（1）施药的目标性强，便于水田使用；

（2）包衣型颗粒剂可使高毒农药低毒化使用；

（3）粒剂飘移性小，不污染环境，残留毒性低；

（4）对害虫天敌影响小，可协调生防与化防的矛盾；

（5）可延长残效期。

（2）粒剂的分类：按粒径的直径可分为：

（1）大粒剂：平均粒径在1680微米以上，如日本杀虫脒大粒剂，平均粒径7000微米，每一颗粒达0.5左右；

（2）颗粒剂：直径在297－1680微米之间，通过10－48号筛目。

（3）微粒剂：直径在105－297微米之间，通过48－150号筛目。

（4）细微粒剂：直径在105微米以下，通过65－250号筛目。该剂型兼有粒剂及粉剂的特点，着药部位目标性强，又有良好的分散性能，如拌种防棉蚜的3％呋喃丹微粒剂，粒径为60－100号筛目，可很好地吸附在棉种的细绒毛上。

颗粒剂分类也有按载体来源进行分类：分为矿物性和植物性颗粒剂。

（3）粒剂的加工法：

（1）吸附法：在已粉碎的具有孔隙度的载体颗粒上，喷布经溶解了的定量原药，经载体吸附而成。特点：生产效率高，但在运输中易破粒。

（2）捏合法：一定细度的矿土＋原药＋少量水拌合成泥，在机械下压成条状再切成短棒状即成。优点：粒形规则，不易破粒。缺点：工效低，成本高。

（3）包衣法：以无孔隙度的砂粒为核心，其上喷布原药，拌匀外围用包衣剂包围。包衣剂多采用聚乙烯醇、液蜡。特点：遇水不解体，可使药剂的有效成分有控制地释放出来；高毒农药安全使用；可延长药剂的残效期，对作物安全。

吸附法和和捏合法若采用干燥的矿土作载体，制成的颗粒剂为解体型颗粒剂，遇水可解体，初效好，残交和差。若采用沸石、煤矸石作载体制成的颗粒剂为非解体型颗粒剂，遇水不解体，残效好，初效差，在使用中可根据需要来选用载体。

加工实例：

（1）3％呋喃丹微粒剂加工方法：以煤矸石为载波，与3％的30＃机油混匀，再加75％呋喃丹母粉，在机械下搅拌均匀，粒度为60－100号筛目。使用：与棉花种子拌种防棉蚜，有效控制期达55天。

（2）1．5％辛硫磷颗粒剂：将辛硫磷原油喷到煤矸石载体上，经吸附法制成。在玉米喇叭口期使用（用颗粒点施器施入玉米的喇叭口内）防玉米螟，4-8kg/hm2。

（3）3％甲基异柳磷颗粒剂：吸附法制成。主要用于土壤深层施药防地下害虫。

22.5-30kg/hm2。

山东省农药研究所研制的5%甲基异硫磷崩解型颗粒剂,采用细粉作载体,除具有一般颗粒剂的持点外,遇水能很快崩解,扩散,可提高药效。

8、缓释剂（Control release formulation简CRF或S(slow)RF）：

利用物理和化学的方法把农药贮存于加工品中，使农药的有效成分有控制地释放出来，达到经济、安全、有效、简便地使用农药。

其优点：

1.可以使高毒品种低毒化，避免或减轻高毒农药在使用过程中对人、畜及有益微生物的急性中毒和伤害；也避免或减轻农药对环境的污染；

2.可使农药减少在环境中的光解、水解、生物降解、挥发、流失等，使用药量大大减少，而持效期大大延长；

3.由于药剂释放剂量和时间可以得到控制，因而药剂的功能性得到提高。

缓释剂主要分为：物理型和化学型缓释剂。

（1）物理型缓释剂：利用封闭与渗透、吸附与扩散、溶解与解析等物理方法制成的缓释剂。主要有：

①微胶囊剂（microcapsule formulation）：以药剂为核心（固体、液体均可），外围包一层高分子化合物缩合的胶皮。

采用胶皮种类与厚度不同，药剂释放的速度不同，可根据使用加以调节，药剂可以通过囊壁缓慢地释放出来。常用的胶皮种类有：石蜡、明胶、聚乙烯醇、环氧树酯等。

凡是能够在药剂颗粒或液体的周围沉降，能够缓慢分解的物质均可作为囊壁材料。若药剂是液体的，囊壁材料必须能够阻击药剂的外渗。一般囊壁厚0.1μm，囊壁的强度和渗透性可用添加剂来满足，如可塑剂、填充剂、交联剂等。

美国在1974年加工成了甲基1605的微胶囊剂，残效期双原来延长2-3倍，我国试制了马拉硫磷的微胶囊剂、辛硫磷微胶囊剂，在防治森林害虫中已取得良效。还有地亚哝，甲基1605，毒死蜱、菊酯类、昆虫性外激素、保幼激素的微胶囊剂等。

目前在各种缓释剂中，工艺较成熟、品种较多、生产量较大的仍然是微胶囊剂，简称CS，是指将有效成分（芯料）内包在囊壁物质中的微小球体制剂，直径几微米到几百微米，其芯料物质是液体、固体或混合物，可以通过囊壁缓慢释放。微胶囊化的杀虫剂（甲基对硫磷、杀螟硫磷、辛硫磷除虫菊酯等）、除草剂、杀菌剂和杀鼠剂已在发达国家广泛应用。

农药中一些易挥发、见光易分解、毒性高、残效期短的药剂可加工成微胶囊剂。

②塑料缓释剂（plastic formulation）：常见的是地膜覆盖除草缓释剂，将除草剂压到塑料薄膜中，防除薄膜地中的杂草。其加工方法有三种：

A．物理法：将药剂溶解或分散到塑料载体中，经物理作用压成塑料薄膜。药剂的释放是通过扩散或母体的化学生物降解而完成，把薄膜铺在土壤表面，杂草接触薄膜即可死亡。该法优点：工艺简单，缺点：药剂两面扩散，浪费药剂，污染环境。

B．化学法：奖药剂化学结合在已聚合的塑料母体上或药剂先与塑料聚合再进行共聚，通过化学或生物降解而将药剂释放出来。

C．物理化学法：将药剂聚合在某一载体上，然后将之涂在膜载体的一面，属于复合膜。优点：药剂在一面扩散，缺点工艺长。

我国主要有扑草净、氟乐灵、丁草胺、拉索等地膜。

③多层带剂（poly-stripe formulation）：将浸过农药的薄纸条和两层塑料膜粘合在一起，或把药剂喷在吸附性很强的一张纸上（或将纸放在药液中浸透凉干），两面覆以薄膜塑料，且留下孔洞，主要防治卫生害虫。

④纤维片缓释剂（fibrous sheet formulation）：利用纤维片、纸片吸收药剂，外面封一层塑料薄膜，但要留2%面积不封闭，释放药剂，残效期可达90天。

多层带剂和纤维片剂也可用于昆虫性外激素及不育剂。

⑤包衣型缓释剂（porous material formulation）：利用多孔性物质（锯末、煤矸石等属多孔，有很强的吸附性）具有吸附强的特点，喷上农药，以此为核心，外围用包衣剂包围。包衣型缓释剂，可延长残效期。

我国北方棉区加工的缓释油，用于棉花茎杆涂抹防蚜虫，收到很好的效果，如磷胺、氧乐果等。缓释油可用机油、动植物油等，药：油=1：5

（2）化学缓释剂：利用农药分子结构上的活性基团（-OH，-COOH，-NH2）与缓释剂上的活性基团形成不稳定的价键，使用过程中，这种价键即可固定农药，又能随时间延长药剂被解析出来，延长残效期。

例如乐果性质不稳定，当它与2-叔丁基-4-甲基苯酚等克分子混溶后，可产生新的化合物，水溶性小，可延长残效期，敌敌畏可与氯化钙制成络合物，可提高敌敌畏的稳定性。

化学缓释剂正处在探索阶段，对缓释剂的研究现在的趋势是探索缓释技术，使有效成份恰如其量的释放，释放速度与环境的关系等。

9、超低容量剂（Ultra low volume agent简称ULVA）：也称油剂（OS）

组成加工：原药＋油性溶剂混成的油状液体，也可加少量溶剂增加对原药的溶解，农药的有效成分为20－50％，使用时直接喷洒，不需稀释，主要用于超低容量喷雾。

超低容量喷雾的主要技术条件：

（1）药剂采用高效、低毒、低残留，对植物不易产生药害；

（2）原药和溶剂互溶成单相液体，流动性好，贮存不分层；

（3）挥发性低，比重大于1（1.3－1.6），尤其是用于飞机喷雾的超低容量剂；

（4）粘度小，易形成小雾滴；

（5）闪点高。以利安全。

一般可用柴油作溶剂，馏程温度300度。超低容量剂是70年代英国人研制的，我国研制出了25％辛硫磷油剂、25％马拉硫磷油剂、25%杀螟松油剂，主要用于飞机超低容量喷雾，防森林害虫。

10、烟剂（Smoke generator 简称SG）：

农药中只有在发烟温度下易挥发、蒸发或升华而又不大易分解，同时又能和通常使用的发烟剂组分在化学和物理上相容的原药才有可能配制成烟剂。另外，在某些气流相对运动特别大的环境和场所，本身就不适合使用烟剂，所以也就不需要配制烟剂。

B烟(雾)剂的分类