农药水悬浮剂加工中助剂的作用原理
农药水悬浮剂

农药水悬浮剂农药水悬浮剂的开发摘要:农药水悬浮剂作为水基性农药剂型的代表,减少了有机溶剂用量,使用和贮运安全方便,环境相容性好,具有很广阔的发展前景,成为国内外农药剂型研究的热点。
本文对农药水悬浮剂的定义,稳定性机理,配方组成,加工工艺以及质量控制等进行了简单综述,对农药水悬浮剂的开发研究具有一定的启发意义。
关键词:水悬浮剂,配方组成,加工工艺,质量控制。
1农药水悬浮剂概述长期以来化学农药为农业增产和农民增收作出了突出贡献,但是由于人类对化学农药的不合理使用,使农产品中农药残留量增加,环境污染严重,同时危及人类健康和生命。
进入21世纪,随着人们环保意识和安全知识的不断增强,研究和开发“水性、粒状、缓释、多功能,省力化和精细化”的农药剂型已成为国内外的热点。
环境相容性好的水基性农药制剂越来越受到人们的关注,这类制剂主要包括水悬浮剂(Suspension concentrate,SC)、微囊水悬浮剂(Capsule suspension,CS)、水乳剂(Emulsion,EW)、微乳剂(Micro emulsion,ME)以及水剂(Aqueous solution,AS)等[4],具有节约有机溶剂,减少环境污染,对人畜相对安全,成本较低等优点。
农药水悬浮剂由于其良好的环境相容性、药效高、成本低和加工使用安全,在水基性制剂中脱颖而出,具有很大的发展潜力。
农药悬浮剂是农药制剂中发展历史短,并处在开发完善中的一种新剂型,现在已经成为基本加工剂型之一。
悬浮剂(Suspension concentrate,简称SC)又称水悬浮剂,浓悬浮剂,胶悬浮剂,是在助剂(润湿分散剂增稠剂、结构调节剂和消泡剂等)作用下,将不溶于水或难溶于水的原药分散到水中形均匀稳定的分散体系。
该剂型可与水任意比例均匀混合分散,几乎不受水质和水温的影响,使用方便。
根据物理性状,悬浮剂又可分为两类[3]:一是浓缩悬浮剂(SC)由不溶于水的固体原药分散在水中制成,是最常见的悬浮剂品种;二是悬乳剂(SE),分散相由两类原药组成,一类为先以有机溶剂溶解并乳化了的原油或不溶于水的固体原药,另一类为可直接悬浮(不需有机溶剂溶解)的固体原药,共同分散在水中,制成具有油相、固相和连续水相的多悬浮体系。
助剂在农药悬浮剂中的作用

粒/溶液界面形成的双电层所产生的排斥力而起作用;非离子型表面活性剂和大分子分散剂,则由于它吸附于原药颗粒的表面并形成较密集的吸附层以/位阻0的相互作用使粒子相互排斥;此外,某些高分子电解质,在原药颗粒上吸附,使颗粒之间既存在/位阻0排斥力,又存在静电作用的排斥力。
分散剂在悬浮剂中的抗絮凝作用与其在原药粒子上的吸附量、吸附层的厚薄以及吸附的稳定性等密切相关。
在某些情况下,阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂混用,可以改变吸附层的厚度,从而提高悬浮剂的物理稳定性。
要保持农药悬浮剂的物理稳定性,还要控制悬浮剂中大、小结晶由于具有不同溶解度而引起的奥氏(Ostwald)熟化使晶体长大,加剧颗粒沉降,促使胀性沉淀的生成。
选择适当的分散助剂,使之吸附在原药粒子表面,也可以抑制晶体的生长。
在农药悬浮剂中,农药原药与分散介质密度不同,使得原药在重力的作用下发生沉降,并导致沉淀物结块。
加入尿素或蔗糖,增大介质的密度,减少原药与介质的密度差,可有助于保持悬浮剂的悬浮稳定性;使用天然的或合成的大分子物质(如聚乙烯醇、黄原胶等),适当增加介质的粘度,也可以减少沉降率。
但必须注意,很多聚合物溶液在流动性质上属非)牛顿溶液,且与悬浮液的颗粒能够相互作用有时会影响悬浮液稀释时的自然分散;悬浮液的粘度亦可能会随温度和聚合物的降解而变化。
将氧化物(如二氧化硅、氧化铝)或膨润土等加入悬浮液中在特定的条件下,(如pH、电解质浓度等),介质中形成三维胶体网络,亦能阻止悬浮液中原药颗粒的沉降。
若将氧化物或膨润土与聚合物混合作用,抗沉降的作用有可能变得较为持久。
无疑,农药悬浮剂的贮存稳定性与原药粒子的粒度密切相关[3]。
粒度较粗,粒度分布范围较宽,悬浮剂粘度会明显下降,且容易引起致晶体生长,加速沉降,造成分层和结块。
然而,在悬浮剂制备过程中,添加适当的助剂,尤其是表面活性剂,可湿润农药原药,从而有助于研磨;有时还可将不溶的有效成分置于表面活性剂胶束中增溶;并可避免研磨过程中泡沫形成,而提高工效;或者避免物料变得过于粘稠甚至生成糊状物而使研磨无法进行。
助剂在农药悬浮剂中的作用

助剂在农药悬浮剂中的作用助剂在农药悬浮剂中发挥着多重作用。
农药悬浮剂是一种含有悬浮剂的液态制剂,用于稳定农药颗粒的悬浮状态,便于施用和增强农药的效果。
助剂在农药悬浮剂中的主要作用包括增稠作用、分散作用、抗沉降作用和增强附着作用等。
首先,助剂通过增稠作用增加了农药悬浮剂的黏稠度,使得悬浮颗粒更容易悬浮在液体中,不易沉淀。
增稠作用是通过助剂的粘度和流变特性来实现的,其原理是利用助剂颗粒间的相互作用力增加悬浮液的黏稠度和粘度。
增稠作用可以减少液体和固体颗粒之间的摩擦力和沉降速度,有助于保持悬浮颗粒的分散状态,提高农药的长时间悬浮性和光稳定性。
其次,助剂通过分散作用改善了农药悬浮液的颗粒分散度和稳定性。
分散作用是指助剂能够将农药颗粒均匀地分散在液体中,防止颗粒之间聚集和沉淀。
助剂通过表面活性剂的作用,降低了农药颗粒之间的相互吸引力,使颗粒更容易分散在液体中。
分散作用可以让农药活性成分更均匀地分布在悬浮液中,并在施用时能够更好地与作物接触,提高农药的吸收和利用率。
此外,助剂还具有抗沉降作用,可以防止农药颗粒在悬浮液中的沉降和析出。
抗沉降作用是由于助剂的吸附、交联或包裹作用,使农药颗粒形成稳定的胶体颗粒,防止颗粒之间的互相沉降。
抗沉降作用可以延长农药在悬浮液中的停留时间,减少农药的损失和浪费,提高农药的利用率。
最后,助剂还可以增强农药在作物表面的附着作用。
农药施用后,助剂能够形成一层保护膜,将农药颗粒牢固地附着在作物表面上,减少农药的损失和流失。
增强附着作用可以提高农药的作用时间和覆盖范围,减少农药用量和施药次数,达到更好的防治效果。
综上所述,助剂在农药悬浮剂中发挥着增稠、分散、抗沉降和增强附着等多重作用。
它们能够提高农药的悬浮性和分散度,减少颗粒的沉降和损失,增强农药在作物表面的附着力,从而提高农药的施效率和防治效果。
助剂的选择和使用对于农药悬浮剂的性能和效果具有重要的影响,需要根据农药的性质和使用环境进行合理调配和应用。
农药新剂型中助剂的研究与开发

4
总第 1 6期 2 0 1 0 2年 第 2期
安
徽
化
工
农 药 新 剂 型 中 助 剂 的研 究 与 开 发
陈蔚 林
( 安徽 省 化工 研究 院 , 肥 合
20 4 ) 3 o 1
农药助剂是农药制前 中不可缺少的重要组分 , 它在 农 药剂 型配 制 和 赋 予 活 性 成 分 最 佳 效 力 方 面 发 挥 着 重
具有很好的扩散性能 , 以使 其在使用时直接扔到水 田里
靠 其 自身 扩 散 能力 在 一 定 范 围 内均 匀扩 散 达 到 防 除 目 的, 发挥 药效 。 选择 合 适 表 面活性 剂 , 化分 散 活性 成 分 乳
3 悬 浮 剂 的 助 剂
悬 浮 剂是 将 固体 农 药 湿法 粉 碎 分散 于 水 中的制 剂 , 悬 浮剂 中的表 面 活性 剂 必 须具 有 润 湿作 用 、 化 作 用 和 乳 分 散作 用 , 面 活性 剂 对 于提 高 制剂 的稳 定性 发 挥 着 重 表 要 的作 用 , 主要 表 现 为 ① 增 加 分 散介 质 的 粘度 ; 降低 ② 分 散 介 质 和 分散 相 之 间 的 比重 差 ;⑧ 影 响分 散 相 的 粒 径 。一 般 为 阴离 子 表 面活 性 剂 、 离子 表 面 活性 剂 或 两 非 者 复配 , 如木 质 素磺 酸盐 、 萘磺 酸 盐 、 酸 甲基 氨 基 乙基 油 磺 酸盐 、 油酰 基 甲基 牛磺 酸盐 、 肪 醇 聚氧 乙烯 醚 、 脂 脂肪 醇 烷氧 基化 物 、 氧 乙烷 。环 氧丙 烷 嵌 段 聚合 物 以及 聚 环
苯 乙烯 基 苯 基 醚 、 氧 乙烯 基 烷 基 酯 等 等 , 单 一 或 两 聚 可 种或 两 种 以上 助剂 混 用 。 安徽 省 化 工研 究 院通 过几 个 泡 腾 片剂 项 目的攻 关 ,对 配 方 中表 面活 性 剂 也 进 行 了研 究, 配制 出几 种 适合 于 泡 腾 片剂 的助 剂 。
简述农药助剂的作用。

简述农药助剂的作用。
农药助剂是指用于农药中的辅助成分,其作用主要包括以下几个方面:
1.增效作用:农药助剂可以增强农药的杀虫、杀菌或除草等作用,提高农药的效果。
例如,增效剂可以提高农药的渗透性、吸附性和附着性,增加农药对害虫或病菌的杀伤力。
2.增稳作用:农药助剂可以增强农药的稳定性,减少农药的分解、挥发和光解等损失,延长农药的有效期。
例如,稳定剂可以减慢农药的分解速度,提高农药的存储稳定性。
3.增溶作用:农药助剂可以增强农药在水中的溶解度,提高农
药在作物表面的润湿性,增加农药与目标害虫或病菌的接触面积和接触时间,提高农药的吸收率和利用率。
4.减毒作用:在一些情况下,农药助剂可以减少农药对非目标
生物的毒害,降低农药对环境的污染风险。
例如,环境友好型助剂可以降低农药对非靶标生物的毒性,减少对生态系统的影响。
总之,农药助剂在农药使用中起着重要的辅助作用,能够改善农药的效果和稳定性,提高农药的利用效率,并减少不良影响。
第二章_农药制剂加工基本原理

分散剂的吸附方式
(1)离子交换吸附 (2)离子对吸附 (3)氢键吸附 (4) π电子极化吸附 (5)憎水作用吸附
18:07:56
2.表面电荷
在农用表面活性剂中有许多阴离子型分散剂,它们除具有
上述各种吸附性能外,还可使分散粒子上带有负电荷,并在
溶剂化条件下形成一个静电场。这时带有相同电荷的农药粒
18:07:56
(1)黏着(或附着)润湿
黏着润湿是指当液体与固体接触时,将原先液 体的液-气界面和固体的固-气界面转变为液-固界 面的过程。
Wa称为黏附功,其物理意义为将固-液接触单位面 积的液体自交界处拉开所做最小的功。Wa值愈大,固-液 界面结合愈稳定,液体在固体表面的附着愈强。
18:07:56
如果降低界面张力,也就降低了表面能,分散体 系就趋于稳定。乳化剂能定向排列在油一水界面上 ,其亲水基团向水相一侧,亲油基团向油相一侧, 形成界面保护层膜,从而使二相间的界面张力明显 降低。
18:07:56
五、农药加工与使用中的增溶原理
增溶是指某些物质在表面活性剂的作用下,其在溶 剂中的溶解度显著增加的现象。 增溶剂是具有增溶作用的表面活性剂及其复合物。
增溶作用的方式:
1.增溶于胶团的内核 2. 增溶于表面活性剂分 子的“栅栏”处 3. 增着于胶团的外壳
18:07:56
影响农药表面活性剂增溶作用的因素:
1.增溶剂的化学结构、性质及浓度——表面活性 剂的直链碳链越长,其胶束临界浓度越小,增溶 能力越大。
2.被增溶物的分子结构和性质 ——脂肪烃和烷基 芳烃的增溶量随本身链长增大而减小,环化使增 溶量增大,不饱和化合物的增溶量较相应饱和化 合物要大,极性增大其增溶量也增加。 3.有机添加物——表面活性剂的胶团在增溶了非极 性的烃类有机物之后,会使极性有机物的增容量增 加。反之,亦然。
农药悬浮剂的配方组成及其作用分析

农药悬浮剂的配方组成及其作用分析农药悬浮剂的配方组成及其作用分析悬浮剂作为一种常见的农药配方类型,在农业生产中发挥着重要的作用。
它具有悬浮性好、分散性强的特点,能够有效改善农药的使用效果和持久性。
然而,要制备出高质量的农药悬浮剂,并确保其作用的可靠性和持久性,关键在于正确选择和合理配比配方中的各种成分。
本文将对农药悬浮剂的配方组成及其主要成分的作用进行分析和解读。
一、农药悬浮剂的基本配方组成农药悬浮剂的基本配方组成通常包括以下几个关键成分:悬浮剂剂型基础液体、溶解液、分散助剂、润湿助剂、防止沉降剂以及辅助添加剂等。
1. 悬浮剂剂型基础液体:悬浮剂剂型基础液体是农药悬浮剂中的主要成分之一,其目的是提供适当的稠度和稳定性,以确保农药在悬浮状态下均匀分布并长时间停留于作物表面。
常见的悬浮剂剂型基础液体包括有机溶剂(如苯系溶剂、酮类溶剂等)和水。
2. 溶解液:溶解液是悬浮剂配方中的辅助成分之一,其作用是处理一些固体活性成分,使其转化为易于悬浮的微细颗粒,以提高悬浮液的稳定性和分散性。
常见的溶解液成分包括各种表面活性剂,如十二烷基苯磺酸钠等。
3. 分散助剂:分散助剂是农药悬浮液中不可或缺的成分之一,其作用是使悬浮剂中的固体成分进行初步的分散和均匀悬浮,从而防止农药成分沉淀并保持其分散状态。
常见的分散助剂包括聚丙烯酰胺、各种聚合物等。
4. 润湿助剂:润湿助剂是农药悬浮剂的重要组成部分,主要作用是增强农药在作物表面的附着性和透湿性,从而提高农药的吸收效果和作用速度。
润湿助剂的选择应根据作物表面性质和农药的特性进行合理搭配。
5. 防止沉降剂:防止沉降剂是保持农药悬浮液长时间悬浮状态的关键成分之一,它能有效抑制悬浮液中固体成分的沉淀,增加悬浮液的稳定性和持久性。
防止沉降剂的选择和搭配应根据农药的特性和使用环境进行合理调整。
6. 辅助添加剂:辅助添加剂是农药悬浮剂中的其他成分,其作用是增强悬浮液的稳定性和分散性,改善农药的使用效果和降低不良反应的发生。
助剂如何适应环保型农药制剂的发展

助剂如何适应环保型农药制剂的发展在当前的农业发展中,对于环境污染问题更加重视,因此要注意农业生产中农药的安全使用。
针对农药的助剂要考虑到环保问题,通过合理的使用降低对环境的影响。
标签:助剂;环保;农药;制剂在农业生产中,由于农药的不合理使用引发了环境污染问题,因此保证农药的安全性特别重点。
针对农药对环境造成的影响,也要意识到农药助剂存在的影响。
在农药制剂的生产中,需要保证助剂可以有效适应环保型农药制剂的要求。
1 助剂对环保型农药制剂的影响农药助剂的主要作用是作用为表面活性剂。
当前农药制剂使用的阴离子型表面活性剂有几十个品种,在近年来的发展中,出现了多种非离子型和阳离子型表面活性剂,增加了农药制剂的品种。
农药助剂的内容主要包括溶剂、载体、填料。
而溶剂是主要成份,由于使用量大,对农药的安全性和对环境影响起到直接作用。
在溶剂发展中,原有苯类有毒溶剂的用量已开始降低,逐步被重芳烃或溶剂油所取代。
所以为了有效保护环境,助剂的选择是关键。
在当前的发展中,水乳剂和悬浮剂构成了水基型环保型农药制剂的主要成份。
水基型制剂采用水部分和全部替代溶剂用于农药生产的制剂,但是这类剂型的工艺要求复杂,所以配方的选定和助剂配方选择存在多方面的技术要求。
农药虽然是有机化合物,但是主要成分难溶于水。
当前水溶性的农药的品种已成为农药的发展方向。
比如当前使用的除草剂草甘膦水剂主要采用了水溶性成份。
但是为了保证润湿性和渗透性能,还要添加表面活性剂,否则药效的作用难以实现。
水基型环保制剂的关键是保证乳化剂的效果。
所以要保证悬浮率,润湿分散剂的合理选择是基础。
2 环保型助剂的研究2.1 助剂对环境的影响分析表面活性剂对于环境产生的影响作用主要体现在生物活性与生物降解性。
生物活性的效果表现为毒性和杀菌效果。
许多离子型表面活性剂有杀菌效果,可以起到消毒的作用。
在当前农药助剂的发展中,对于表面活性剂的安全性更加關注。
表面活性剂的毒性会存在残留作用,对区域的水生生物会产生影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2009年中国农药制剂加工及专用助剂技术交流会报告农药水悬浮剂加工中助剂的作用原理路福绥庄占兴陈甜甜(山东农业大学农业化学制品研究所)报告提要:农药水悬浮剂为多相粗分散体系,热力学稳定性和动力学稳定性均很差,成为制约农药水悬浮剂研究开发的瓶颈。
农药水悬浮剂的热力学稳定性与其加工过程中使用的润湿分散助剂有关,研究农药水悬浮剂加工中润湿分散助剂的作用原理,对润湿分散助剂的研发和选择及解决农药水悬浮剂的热力学稳定性具有重要意义。
农药水悬浮剂的动力学稳定性可通过结构调节,建立适当的触变结构来解决。
农药水悬浮剂(Suspension Concentrate,SC)是指以水为分散介质,将不溶或微溶于水的固体原药、助剂经湿法加工制得的的多相分散体系。
一、农药水悬浮剂的特点及加工中存在的问题农药水悬浮剂以水为基质,具有分散颗粒小,界面积大,生物活性高,加工、使用安全,与环境相容性好等优点[1],是21世纪农药新剂型发展方向之一。
农药水悬浮剂外观为不透明悬浮体,其分散相粒径一般为0.5~5μm,平均粒径2~3μm,属于多相粗分散体系,热力学稳定性和动力学稳定性均很差。
农药水悬浮剂在贮存过程中,热力学自发变化的趋势是分散的药物颗粒聚结合并变大,分散稳定性变差;另一方面由于分散相与介质间的密度差,分散的药物颗粒在重力作用下沉降,导致产品轻则分层,重则沉淀结块而失去其悬浮稳定性,其有效成分难以从包装物倒出[2]。
农药水悬浮剂的分散稳定性和悬浮稳定性已成为制约其研究开发的瓶颈。
二、农药水悬浮剂加工中润湿分散助剂的作用提高农药水悬浮剂分散稳定性的主要措施便是在其加工过程中加入润湿分散助剂——润湿分散剂。
目前,在农药水悬浮剂的研发中常用的润湿分散剂主要有以下几种类型[3]。
(1)阴离子润湿分散剂在农药水悬浮剂的研究开发中常用的阴离子分散剂通常有烷基萘磺酸盐、烷基苯磺酸盐、芳基酚硫酸酯钠、萘磺酸钠甲醛缩合物、脂肪酰胺N—甲基牛磺酸盐,烷基丁二酸酯磺酸盐、有机磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物硫酸盐、木质素磺酸盐等。
(2)非离子润湿分散剂在农药水悬浮剂的研究开发中常用的非离子润湿分散剂有:烷基酚、芳基酚聚氧乙烯醚;脂肪醇聚氧乙烯醚,聚氧丙烯基环氧乙烷加成物、植物油环氧乙烷加成物及衍生物、脂肪酸聚氧乙烯醚等。
(3)超分散剂超分散剂是一类高效的聚合物分散剂,一般具有“梳子”型结构,在很长的疏水主链上连着许多聚环氧乙烷支链,其结构如图1所示[4]:图1.“梳子”型聚合物分散剂结构示意图。
例如:聚甲基丙烯酸酯为主链、聚氧乙烯为梳齿构成的聚合分散剂:CO 2MeCO 2(CH 2CH 2O)17Me CO 2Me CH 3CH 2CH 3n CH 2 C CH 2 C CH 2 C这类聚合物表面活性剂的分子量一般大于20000,因其具有很长的疏水主链和很多亲水支链。
超分散剂的结构特征在于以锚固基团及溶剂化链分别取代了表面活性剂的亲水基团与亲油基团[5]。
超分散剂其锚固基团能通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用以单点或多点锚固的形式牢固吸附于固体颗粒表面,其溶剂化链则可以通过选用不同的聚合单体或改变共聚单体配比来调节它与分散介质的相溶性,同时还可以通过增加溶剂化链的分子量以保证它在固体表面形成足够的空间厚度。
超分散剂具有特殊设计的分子结构,其分子构型有单端官能化聚合物、AB 嵌段型共聚物、锚固基团处于中央的BAB 嵌段共聚物以及以锚固基团为背、以溶剂化链为齿的梳形共聚物等。
润湿分散剂在农药水悬浮剂加工中所起的主要作用可归结为以下几个方面。
(1)改变药物界面的润湿性,降低药物颗粒界面间的吸引能农药水悬浮剂加工中所使用的润湿分散剂多数为表面活性剂,表面活性剂具有特殊的分子结构,即由亲水基团和疏水基团两部分组成。
在农药水悬浮剂加工中加入表面活性剂,表面活性剂分子的疏水部分在原药颗粒界面吸附,亲水部分朝向分散介质水,使药物界面由疏水变为亲水而易于在水中分散,如图2所示。
同时,表面活性剂分子在药物界面的吸附还可降低分散的原药颗粒界面的吸引能,减少药物颗粒间合并的趋势,从而提高农药水悬浮剂的分散稳定性。
疏水基 亲水基图2表面活性剂在农药颗粒上的吸附(2)静电排斥作用离子型分散剂在药物界面吸附,可使药物界面上带有电荷,并在药物界面周围形成扩散双电层,产生电动电势。
当两个带有相同电荷的药物粒子相互靠近时,由于扩散双电层重叠而产生的静电排斥迫使药物粒子相互分开,从而保持其分散稳定性。
如图3所示。
图3 带电颗粒的静电排斥示意图(3)空间稳定作用某些大分子分散剂能通过空间稳定作用提高农药水悬浮剂的分散稳定性。
其稳定机理一般认为是大分子分散剂在药物粒子界面上吸附并形成一个致密的吸附层。
这种药物粒子界面的致密吸附层会对粒子间的进一步靠近产生空间位阻作用,从而保持水悬浮剂的分散稳定性,如图4所示。
具有空间稳定作用的大分子分散剂需具备一定分子量(一般为5000—20000),以保证其吸附层具有一定的厚度。
另外其大分子链上需具有两类基团,一类是能在分散的农药颗粒上强烈吸附的基团,以保证大分子表面活性剂能在农药颗粒上形成稳定的吸附,另一类是具有良好水化作用的基团,以保证伸入介质水中的大分子部分具有良好的柔性,只有如此,才能产生有效的“位阻”,保持农药水悬浮剂良好的分散稳定性。
图4 空间稳定作用示意图三、润湿分散助剂在药物界面的吸附特性综上所述,润湿分散剂在农药水悬浮剂加工中的作用与其在药物界面上的吸附有关,因此深入研究润湿分散助剂在药物界面的吸附特性对解释润湿分散剂在农药水悬浮剂加工中的作用原理具有重要意义。
近年来,我们实验室研究了不同分子量MOTAS 分散剂(英国卜内门公司生产)和NNO (浙江省上虞市杜浦化工厂生产)分散剂在氟铃脲界面的吸附特性,其研究结果如下[5,6]:A d s o r p t i o n a m o u n t /(m g .g -1)Equilibrium mass concentration/(mg.L -1)A d s o r p t i o n a m o u n t /(m g .g -1)Equilibrium mass concentration/(mg.L -1)图5 不同分子量MOTAS 分散剂和NNO 分散剂在氟铃脲界面的吸附等温线吸附等温线接近Langmuir 型,采用Langmuir 等温吸附方程对图5中的数据进行拟合,求得吸附平衡常数k 和饱和吸附量Г∞,如表1所示。
表1 Langmuir 等温吸附方程的参数(kckc +=ΓΓ∞1) 分散剂k Г∞/mg.g -1 R 2MOTAS MOTAS(未分级) 0.00974 5.943 0.9935 <100000.00708 4.576 0.9968 10000-300000.00909 6.167 0.9708 >300000.01516 6.173 0.9791NNO NNO(未分级) 0.00446 4.623 0.9785 ≤100000.00321 4.266 0.9864 10000-300000.00629 4.629 0.9761 ≥30000 0.00630 4.935 0.9768由表1可见,随着分散剂分子量的增大,其在氟铃脲界面的饱和吸附量和平衡常数k 增大,表明分散剂随着分子量的增加在氟铃脲表面的吸附能力增强。
MOTAS 在氟铃脲界面的饱和吸附量和平衡常数k 均大于NNO ,表明MOTAS 分散剂在氟铃脲表面的吸附能力强于NNO 。
根据饱和吸附量与其相对分子质量 间的关系(a kM =Γ∞),求得分散剂在药物颗粒界面的吸附状态参数α(α=1为垂直状态吸附;α=0为水平状态吸附;0<α<1为弯曲状态吸附)。
图6 分散剂在固体表面的吸附状态MOTAS 分散剂和NNO 分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附状态参数α值分别为0.3948、0.1318,说明MOTAS 分散剂和NNO 分散剂在氟铃脲表面的吸附状态介于垂直(α=1)与水平(α=0)之间,且小于0.5,应该属于弯曲状的多点吸附,其中NNO 分散剂在氟铃脲颗粒表面更接近水平状态。
我们采用X 光电子能谱法测定了MOTAS 、NNO 分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附层厚度,结果如表2所示:表2 分散剂MOTAS 、NNO 在氟铃脲表面的吸附层厚度分子量(Mw )吸附层厚度 /(nm) MOTAS NNO 未分级8.00 5.97 100003.09 1.65 10000-300008.78 6.14 30000 9.24 6.77由表2见,MOTAS 分散剂和NNO 分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附层厚度均随着分子量增大而增大,说明分子量增大较大的分散剂具有较好的“空间位阻”效果; MOTAS 分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附层厚度明显大于NNO , 这是MOTAS 分散剂对氟铃脲水悬浮剂分散稳定效果较好的原因之一。
我们还测定了不同分子量的MOTAS 分散剂和NNO 分散剂在氟铃脲颗粒界面的吸附对其ζ电位的影响,其结果如图7所示: 0200400600800100012001400160018002000-20-40-60-80P o t e n t i a l ζ (m v )Additive concentratin (mg.L )MOTAS <1W 1-3W >3W 0200400600800100012001400160018002000-20-40-60-80 NNOM :10000-30000M :>30000 M :<10000 P o t e n t i a l ζ (m v )Additive concentratin (mg.L )表3 不同分子量分散剂对氟铃脲表面ζ电位的影响由表3可见:随着分散剂MOTAS 、NNO 质量分数的增加,其ζ电位增大,达到一定值后,都有下降的趋势。
这可能是由于当分散剂在颗粒表面的吸附达到饱和时,吸附层的分子数不再变化,再增加分散剂的质量分数, 其反号离子进入扩散层,压缩双电层,使颗粒表面的ζ电位下降。
研究结果表明:MOTAS分散剂和NNO分散剂在氟铃脲界面的吸附均为单分子层吸附,且符合Langmuir吸附等温式,其饱和吸附量、吸附平衡常数k和吸附层厚度均随分散剂相对分子质量增加而增大。
MOTAS分散剂和NNO分散剂在氟铃脲表面的吸附状态属于弯曲状的多点吸附,其中NNO分散剂在氟铃脲颗粒表面更接近水平状态。
MOTAS分散剂和NNO分散剂在氟铃脲界面吸附后其ζ电位增大,且其吸附层厚度随着其相对分子质量的增加而增大,说明MOTAS分散剂和NNO分散剂吸附后能在氟铃脲颗粒界面形成一定厚度的保护膜,具有静电排斥和空间位阻双重作用,从而维持氟铃脲水悬浮剂的分散稳定性,相对分子质量较大的分散剂在氟铃脲界面形成的保护膜较厚,对氟铃脲水悬浮剂的稳定分散效果较好。