新型绿色农药微乳剂的研发(附件)
随着人们环保意识的增强和经济可持续发展对环保的要求，进行农药微乳剂的研究对农业生产具有重要意义。本课题采用凹土颗粒部分取代传统的表面活性剂，研制更低成本、更加绿色环保的新型农药微乳剂。通过对表面活性剂种类的选择和用量进行试验，配制以凹土和表面活性剂复配的高效氯氰菊酯微乳剂配方。最后通过不同时间对乳液的析水/析油率的观察，并用光学显微镜和对粒径进行测量，研究乳液的稳定性。关键词 微乳剂，表面活性剂，凹土，农药微乳剂
目 录
1 引言 1
1.1农药微乳剂的简介 1
1.2新型绿色农药微乳剂的配制技术 1
1.3影响微乳液形成及稳定的因素 2
1.4表面活性剂在微乳形成中的作用 3
1.5选课的目的和意义 5
2 实验部分 5
2.1仪器与药品 5
2.2实验步骤 6
2.2.1实验准备 6
2.2.2相图的绘制 6
2.2.3分散液和乳液的制备 6
2.2.4农药微乳液的制备 8
2.2.5测试与表征 8
3 结果与讨论 9
3.1微乳剂三相图 9
3.2单独用表面活性剂稳定乳状液 10
3.2.1乳液类型 10
3.2.2乳液液滴尺寸 11
3.2.3乳液的稳定性 15
3.3由表面活性剂和凹土混合稳定的乳液 18
3.3.1乳液类型 18
3.3.2乳液液滴尺寸 18
3.3.3乳液的稳定性 22
3.4凹土与表面活性剂（未加甲苯）的水分散液 25
3.5凹土分散液和混合乳液的Zeta电位 27
3.6农药微乳剂的温度影响 28
3.7经济效益与环境保护 29
3.7.1经济作用 29
3.7.2环境保护作用 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 引言
1.1 农药微乳剂的简介
1943年，Hoar和Schulman[1] *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
第一次报道了另一种分散体系：把大量的表面活性剂混合到水和油中，可以自发地形成W/O型或者O/W型分散体，这是一种透明或半透明的体系，分散相点是半径大小为10100nm（0.010.1um）的球形。该体系是热力学稳定的，一直被称为亲水的油胶团或亲油的水胶团，也被称为溶胀胶束或增溶胶束，直到1959年，“微乳液”一词正式诞生。
与普通乳液相比，微乳液热力学稳定，是透明或半透明的均相体系。它具有制备简单，稳定性高，粘度小，易流动等特点[2,3]。 微乳液已广泛应用于人类生产和生活的各个领域，例如在药物负载[4,5]，食品加工[6,7]，材料合成[8,9]，反应催化[10]和混合物分离萃取[11]等方面。
农药微乳液是一种以微乳为基础的液体制剂，可以有效解决非水溶性农药应用。它物理稳定性良好，不用或少用有机溶剂，使用安全[12]。但是，加工微乳液需要使用大量表面活性剂，并会对环境造成一定的危害，这样使得微乳剂的使用大大受限[13]。所以，通过探索微乳液的制成和稳定原理，少用表面活性剂或研发非表面活性剂微乳液[14]，这样不仅能降低微乳剂的成本，还对生态环境的保护有重要意义。
1.2 新型绿色农药微乳剂的配制技术
微乳液的三个基本组分由有效组分，乳化剂和水组成。为了达到较好的效果，满足微乳液制品的质量标准，添加适量的增效剂、稳定剂、溶剂和助溶剂。根据农药微乳液的组成和类型，为了达到最稳定的系统状态，可以选择适当的制备工艺。[15,16]。
（1）直接法。将乳化剂混合在去离子水中，接着将油溶性农药混合到水相中，就形成水性农药微乳液中的透明油。（如图1)
图1 直接法示意图
（2）可乳化油法。将乳化剂溶解于农药原药和有机溶剂配制的油相中，形成透明溶液，再将油相加到水中，或将水相加入到油中，然后一直搅拌，可以形成透明的O/W型农药微乳液或W/O型农药微乳液。（如图 2)
图2 可乳化油法示意图
（3）转相法。将有机溶剂、农药和乳化剂混合成均匀透明的油相，缓慢加入水相，连续混合形成油包水乳状液。加热使油快速转化为O/W乳状液，再冷却至室温，过滤，最后得到稳定的O/W农药微乳液。（如图3)
图3 转相法示意图
（4）二次乳化法。当农药系统中存在两种具有不同油溶性和水溶性的农药时，可以将农药溶液和低HLB乳化剂混合为油相，通过强力搅拌可以获得低于100纳米颗粒的油包水乳液，然后添加到高HLB乳化剂的水溶液中混合，得到O/W农药微乳液。(如图4)
图4 二次乳化法示意图
1.3 影响微乳液形成及稳定的因素
（1）表面活性剂。表面活性剂是微乳液形成和稳定性的关键因素。通常使用非离子表面活性剂（曲拉通X100），阴离子表面活性剂（SDBS）和阳离子表面活性剂（CTAB），或者将各种表面活性剂复合，而且复合表面活性剂形成的界面膜更紧密。研究表明，在不同程度上，表面活性剂的亲水亲油平衡数会影响微乳液的形成和稳定[17,18]。如果表面活性剂吸附在颗粒表面上，会改变它们的润湿性，这会改善或减少乳化剂。如果这种吸附导致颗粒之间发生聚集，就有可能使乳液变得不稳定。如果表面活性剂和颗粒具有相同的电荷符号，则存在两种物种将争夺油水界面的可能性，但其中一种可能占主导地位。
（2）助表面活性剂。助表面活性剂除了能改变表面活性剂与亲水性油之间的平衡，还能调节水油极性，一般是要和表面活性剂一起用的。助表面活性剂通常为异戊醇、2己醇、2辛醇、杂醇油、对壬基酚。由于表面活性剂的亲水基团较小，它的单层可以插层，形成胶束，这就会导致混合膜的临界聚集参数更大，也就更有利于微乳液的形成[19,20]。然而，如果助表面活性剂分子的疏水性或亲水性太强，就影响它在界面层中的分布，还有可能导致乳化效果不好。
（3）电解质。电解质离子可以使胶束的结构改变，从而影响微乳液的溶解性、稳定性、相行为和结构。在一定范围内，想要形成BC和O/W微乳液，适当加入电解质离子是不错的选择。把混合胶束形成双电层压缩一下，电解质离子会结合更多的离子与胶束，使表面活性剂之间的电性排斥减弱， 从而增加临界堆积参数，这就更容易形成胶束[21,22]。电解质离子不能明显影响非离子表面活性剂，而主要是在非离子表面活性剂的疏水基团上产生盐析或盐溶液，从而增加了微乳液的聚集数量。
目 录
1 引言 1
1.1农药微乳剂的简介 1
1.2新型绿色农药微乳剂的配制技术 1
1.3影响微乳液形成及稳定的因素 2
1.4表面活性剂在微乳形成中的作用 3
1.5选课的目的和意义 5
2 实验部分 5
2.1仪器与药品 5
2.2实验步骤 6
2.2.1实验准备 6
2.2.2相图的绘制 6
2.2.3分散液和乳液的制备 6
2.2.4农药微乳液的制备 8
2.2.5测试与表征 8
3 结果与讨论 9
3.1微乳剂三相图 9
3.2单独用表面活性剂稳定乳状液 10
3.2.1乳液类型 10
3.2.2乳液液滴尺寸 11
3.2.3乳液的稳定性 15
3.3由表面活性剂和凹土混合稳定的乳液 18
3.3.1乳液类型 18
3.3.2乳液液滴尺寸 18
3.3.3乳液的稳定性 22
3.4凹土与表面活性剂（未加甲苯）的水分散液 25
3.5凹土分散液和混合乳液的Zeta电位 27
3.6农药微乳剂的温度影响 28
3.7经济效益与环境保护 29
3.7.1经济作用 29
3.7.2环境保护作用 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
1 引言
1.1 农药微乳剂的简介
1943年，Hoar和Schulman[1] *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
第一次报道了另一种分散体系：把大量的表面活性剂混合到水和油中，可以自发地形成W/O型或者O/W型分散体，这是一种透明或半透明的体系，分散相点是半径大小为10100nm（0.010.1um）的球形。该体系是热力学稳定的，一直被称为亲水的油胶团或亲油的水胶团，也被称为溶胀胶束或增溶胶束，直到1959年，“微乳液”一词正式诞生。
与普通乳液相比，微乳液热力学稳定，是透明或半透明的均相体系。它具有制备简单，稳定性高，粘度小，易流动等特点[2,3]。 微乳液已广泛应用于人类生产和生活的各个领域，例如在药物负载[4,5]，食品加工[6,7]，材料合成[8,9]，反应催化[10]和混合物分离萃取[11]等方面。
农药微乳液是一种以微乳为基础的液体制剂，可以有效解决非水溶性农药应用。它物理稳定性良好，不用或少用有机溶剂，使用安全[12]。但是，加工微乳液需要使用大量表面活性剂，并会对环境造成一定的危害，这样使得微乳剂的使用大大受限[13]。所以，通过探索微乳液的制成和稳定原理，少用表面活性剂或研发非表面活性剂微乳液[14]，这样不仅能降低微乳剂的成本，还对生态环境的保护有重要意义。
1.2 新型绿色农药微乳剂的配制技术
微乳液的三个基本组分由有效组分，乳化剂和水组成。为了达到较好的效果，满足微乳液制品的质量标准，添加适量的增效剂、稳定剂、溶剂和助溶剂。根据农药微乳液的组成和类型，为了达到最稳定的系统状态，可以选择适当的制备工艺。[15,16]。
（1）直接法。将乳化剂混合在去离子水中，接着将油溶性农药混合到水相中，就形成水性农药微乳液中的透明油。（如图1)
图1 直接法示意图
（2）可乳化油法。将乳化剂溶解于农药原药和有机溶剂配制的油相中，形成透明溶液，再将油相加到水中，或将水相加入到油中，然后一直搅拌，可以形成透明的O/W型农药微乳液或W/O型农药微乳液。（如图 2)
图2 可乳化油法示意图
（3）转相法。将有机溶剂、农药和乳化剂混合成均匀透明的油相，缓慢加入水相，连续混合形成油包水乳状液。加热使油快速转化为O/W乳状液，再冷却至室温，过滤，最后得到稳定的O/W农药微乳液。（如图3)
图3 转相法示意图
（4）二次乳化法。当农药系统中存在两种具有不同油溶性和水溶性的农药时，可以将农药溶液和低HLB乳化剂混合为油相，通过强力搅拌可以获得低于100纳米颗粒的油包水乳液，然后添加到高HLB乳化剂的水溶液中混合，得到O/W农药微乳液。(如图4)
图4 二次乳化法示意图
1.3 影响微乳液形成及稳定的因素
（1）表面活性剂。表面活性剂是微乳液形成和稳定性的关键因素。通常使用非离子表面活性剂（曲拉通X100），阴离子表面活性剂（SDBS）和阳离子表面活性剂（CTAB），或者将各种表面活性剂复合，而且复合表面活性剂形成的界面膜更紧密。研究表明，在不同程度上，表面活性剂的亲水亲油平衡数会影响微乳液的形成和稳定[17,18]。如果表面活性剂吸附在颗粒表面上，会改变它们的润湿性，这会改善或减少乳化剂。如果这种吸附导致颗粒之间发生聚集，就有可能使乳液变得不稳定。如果表面活性剂和颗粒具有相同的电荷符号，则存在两种物种将争夺油水界面的可能性，但其中一种可能占主导地位。
（2）助表面活性剂。助表面活性剂除了能改变表面活性剂与亲水性油之间的平衡，还能调节水油极性，一般是要和表面活性剂一起用的。助表面活性剂通常为异戊醇、2己醇、2辛醇、杂醇油、对壬基酚。由于表面活性剂的亲水基团较小，它的单层可以插层，形成胶束，这就会导致混合膜的临界聚集参数更大，也就更有利于微乳液的形成[19,20]。然而，如果助表面活性剂分子的疏水性或亲水性太强，就影响它在界面层中的分布，还有可能导致乳化效果不好。
（3）电解质。电解质离子可以使胶束的结构改变，从而影响微乳液的溶解性、稳定性、相行为和结构。在一定范围内，想要形成BC和O/W微乳液，适当加入电解质离子是不错的选择。把混合胶束形成双电层压缩一下，电解质离子会结合更多的离子与胶束，使表面活性剂之间的电性排斥减弱， 从而增加临界堆积参数，这就更容易形成胶束[21,22]。电解质离子不能明显影响非离子表面活性剂，而主要是在非离子表面活性剂的疏水基团上产生盐析或盐溶液，从而增加了微乳液的聚集数量。
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