表面张力对农药制剂药效的影响20130821.ppt
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1、表面张力对农药制剂药效的影响,2013.8,报告内容,1、欧盟国家对农药制剂登记需要提供表面张力数据 2、表面张力的概念 3、表面张力对药效的影响 4、市售常见农药药液的表面张力及临界胶束浓度现状 5、结论与讨论,一、欧盟国家对农药制剂登记需要提供表面张力数据,二、表面张力的概念,表面层:在液体与气体、固体或不相溶合的另一种液体 的接触面上,形成的一个厚度约为分子力有效作用距离的薄液层,1、表面张力存在的现象,现象1,现象2,使液面收缩的张力就是液体表面张力,2、表面张力的三种定义,(1)从力的角度定义表面张力,AB平衡时,通过测F来确定f,实验表明:f与F方向相反, F的大小与液面的周界的长
2、度L成正比。 即:f=l 其中, 表面张力,大小等于液体表面收缩作用在单位长度上的力。 本实验中,金属丝框架AB正反两面具有两个液面,所以液面上分子的作用力在总长度2 l 边界上作用,f=2 l 故 =f/2l,(2)从外力作功的角度定义表面张力 由(1)可知,力f作用在AB上。要AB保持不再滑动时,须加一外力F,即:F= f=2 l ,假设AB 移动一距离x,则在这过程中,F所作的功为:W=x=2 l * x= S = W/ S 即等于增加单位表面积时,外力F所做的功。 (3)从能量的角度定义表面张力 E= W= S = E/ S 即等于增加单位表面积时所增加的表面能。,3、影响表面张力的因
3、素:,(1) 的大小与液体的种类和成分有关 一般的,易挥发的液体其值较小;熔化的金属值很大。,(2) 的大小与温度有关,(3) 的大小与液体所含溶质有关,有些溶质能使减小(如肥皂),有些溶质能使增大,表面 活性物质,现象(1)在水面上撒一些木屑,再在中间滴上一滴肥皂液 (2)在水面上撒些樟脑晶粒,4、表面张力产生的微观解释,(1)从分子力角度:,蒸汽,分子在a点、b点时完全不会受液体的作用;,分子在c点开始受到 指向液体的引力;,分子在e点时受到 的引力达到最大值,分子在g点时受到 周围分子的合的引力为零,表面层液体表面厚度AN=S(分子作用半径)的一层。,与液体内部相比,表面层少了一些吸引它
4、的分子,产生引力不对称,合力指向液体内部,从而产生表面收缩作用。,液体表面层中的分子 受到的引力指向液内,(2)从分子数密度:,分子作用半径,液体中分子的振动离开平衡位置向上、下两边的振幅是不对称的。OPOQ,导致表面层的分子分布 和液体内的分子分布如右图,表面层的分子数密度 小于液体内部,(3)从能量角度:,将液体内部的分子移到表面层中来, 必须克服指向液内的分子引力而做功。,表面层中的分子具有较液体内部的分子的更大的势能。,而表面越大,在表面层中的分子数就越多,整个表面层的势能就越大,但势能越小越稳定,所以液面有收缩趋势。,表面层中的分子具有 大于液体内部分子的势能,5、表面张力的测定,(
5、1)滴重法, 即流出液体的表面张力越大,液滴的体积也越大,一定量的液体流出的滴数就越少,即两种液体的表面张力之比,等于分别从同一根玻管流出滴数的反比。 1N1= 2N2 1, 2分别为两种液体表面张力, N1,N2为两种液体的滴数 。 (2)吊片法 F=Wg+ 2(a+b) =(F-Wg)/2(a+b) 该仪器的测量原理是将铂金板插入液体中,由高精度传感器感测平衡值,此平衡值通过电路软 硬件转化为表面张力值显示出来。,液体与气体相接触时,会形成一个表面层,在这个表面层内存在的相互吸引力就是表面张力,它能使液面自动收缩。 表面张力是由液体分子间很大的内聚力引起的。 处于液体表面层中的分子比液体内
6、部稀疏,所以它们受到指向液体内部的力的作用,使得液体表面层有收缩趋势,从而使液体尽可能地缩小它的表面面积。因此,在表面张力的作用下,液滴总是如下图保持球形,这就是我们常见的树叶和虫体上的水滴接近球形的原因。,三、表面张力对农药制剂药效的影响,表面活性剂可以调节液体的表面张力,表面惰性剂: 能使溶液表面张力增大的物质. 表面活性剂: 能使溶液表面张力降低的物质. 习惯上指溶入少量就能显著降低溶液表面张力的物质 表面活性物质的基本性质: 溶入少量就可使溶液的表面张力急剧降低; 当浓度达到一定值后, 浓度几乎不影响表面张力.,一些液体和表面活性剂水溶液(0.1%)20的表面张力,研究表面张力应该将制
7、剂的分散体系与使用过程的二次分散体系结合起来 根据农药生产和使用的特点,农药的分散体系可以区分为原始分散体系和二次分散体系。 原始分散体系是指农药有效成分在特定的分散介质中所形成的高浓度或较高浓度的可商品化生产的分散体系; 二次分散体系是指农药在使用时将商品制剂在液体或者固体介质中混合、稀释时所发生的再次分散现象所形成的新的分散体系。 提出二次分散体系的概念是为了说明商品农药制剂在加水稀释配置过程中所发生的分散体系的变化对农药使用可能带来的影响,以及在农药制剂加工时所应预先注意的问题。 二次分散体系中,在毒力空间内和沉积表面上,药剂沉积物与有害生物进行碰撞接触,其中液/固接触是最常见的形式,液
8、体表面张力的大小影响药效发挥的主要因素。,3.1、表面张力对药液湿润展布性能的影响,许多植物、害虫、杂草不易被水湿润,是因为该表面存在一层疏水的蜡层,需要在水中加入表面活性剂,以增加它们的亲和性。 表面活性剂是指那些具有很强表面活性、能使液体的表面张力显著下降的物质。 表面活性剂具有亲水基团和疏水基团。表面活性剂的分子结构特点是具有不对称性。整个分子可分为两个部分,一部分是亲油的非极性基团,叫作疏水基或亲油基;另一部分是亲水的极性基团,称为亲水基。两部分分处两端,形成不对称结构。 表面活性剂还具有增溶、乳化、润湿、消泡和起泡等作用。 在农药应用方面,表面活性剂主要是有降低液体表面张力,提高湿润
9、分散性的能力。,液体滴加到固体界面上会出现润湿现象,为了研究液体在固体表面的润湿作用, 将其分为沾湿(附着润湿)、浸湿(浸入润湿)和铺展(扩散润湿)三种类型 (1)沾湿过程就是当液体与固体接触后,将液-气和固-气界面变为固一液界面的过程。农药喷洒到植株上以后,以液滴的形式附着在植株上,两者间形成一定的接触面,这种润湿称为沾湿。 (2)浸湿过程是指固体浸入液体内,液体附着于固体表面并渗入其中。 (3)铺展过程是指气-固界面被液-固界面取代的同时,药液在植物或者杂草、昆虫、病菌表面扩展的过程。 农药喷洒到植株上以后,不仅要求能沾着在植株上,如能自动铺展,增加单位体 积药量能覆盖的面积,就能获得更好
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