《农药制剂分散剂的前世今生》 前世篇
在多种农化剂型的加工中，有效成分往往会因为下述原因难以分散，从而在存储的稳定性和使用的便利性上产生问题。
- 原药本身具有粘性
- 粉粒的絮结性
- 油水两相的界面张力太大
解决之道除了改善加工机械的性能外，另一重要手段就是添加合适的分散剂。
身为植保人，对于农药制剂分散剂的使用或许得心应手，但你知道分散剂技术发展至今，经历了哪些阶段和重要节点吗？
感兴趣的同学，敬请认真阅读禾大特别推出的系列科普文。
在配制农化制剂时，配方师们发现：在胶体分散中，如果颗粒足够大就会存在颗粒与分散介质的分层现象。
为了生产出理想的悬浮剂产品，满足农户遇到的各种挑战性的使用环境，农药制剂配方师们始终在寻求更有效的配置解决方案
而分散剂的技术，也在科学家们孜孜不倦的钻研中，经历了三个阶段：
- 早期发展阶段
- 成熟阶段
- 差异化阶段
早期发展阶段：1950-1975
在农化产品的发展初期，配方师多使用粉剂、乳油和可湿性粉剂等简单体系，遇到的主要问题是如何保持颗粒与颗粒之间的分离和流动性，这一阶段主要使用的分散剂有：
- 脂肪酸三乙醇胺
- 木质素
- 萘磺酸盐
这些多为建筑领域、油漆和涂料、颜料分散剂，并非专为农药设计的产品。农药行业的先辈们将这些分散剂引入了农药制剂加工行业。
- 硫磺可湿性粉剂
- 鱼藤酮可湿性粉剂
- 代森锰锌可湿性粉剂等
应运而生，解决了结块等流动性和均匀分散等使用便利性问题。
随着分散剂技术更广泛地应用于农业领域，因为固体有机物颗粒的表面性质更为复杂多变性以及对产品性能需求的不断提高，需要新的材料来确保农化制剂的分散稳定性，促使分散剂的技术步入了成熟阶段。
成熟阶段：1975-2000
随着配方体系研究的深入，农化产品转向高效环保、更便于使用的新剂型。
液体制剂向水基化发展，悬浮剂、悬乳剂和胶囊制剂兴起，同时固体制剂从粉剂向颗粒剂转变。最早水基化并应用于农药的悬浮剂有：
1. 硫悬浮剂
2. 石硫合剂
3. 波尔多液
4. 碱式硫酸铜悬浮剂等
新剂型的出现带来了农化专用分散剂的需求，具有空间位阻稳定特性的聚合物开始被应用于农化领域。含固体农药的悬浮剂类产品，常用以下几类分散剂：
- 木质素磺酸钠
- 萘磺酸钠甲醛缩合物
- 聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物
 |
 |
 |
非离子聚合作用发现于20世纪50年代中期，第一批市售嵌段共聚物随后问世。
市售ABA嵌段聚醚进入市场后，被迅速应用于农药悬浮剂的开发，有效的提高了悬浮剂的稳定性与药效。
如今，合成方法上的进步增强了聚合物的设计能力，能够定制不同功能和可变分子量的嵌段共聚物。
我们可以在EO/PO/EO嵌段共聚物合成过程中控制三个变量：
- 亲水基（EO）的分子量
- 疏水基（PO）的分子量
- EO:PO的比例
结构上的变化使疏水性/亲水性的相对物理/空间关系具有更大的灵活性，更适合需要乳化或分散的特定应用。
对于农药制剂来说，红圈区域中高分子量表面活性剂往往可以利用空间位阻稳定机制来确立制剂稳定性。
图1 数据来源：R. Herbert和G. Lindner。 "水悬浮剂中的共聚物性能"，在ASTM研讨会E35.22上发表。休斯顿，2006年
在上图所示实验中，为12种常见市售ABA嵌段共聚物（编号A-L）配置三种浓度的水悬浮剂，并测试常温下的粘度数据，得到一系列实验结果:
1. 在480克/升的低浓度下，未观察到聚合物对粘度产生实质性影响。
2. 浓度为600克/升时，可以观察到ABA嵌段共聚物表活在分散性上开始出现差异。
3. 当浓度提高到720克/升，在如此高负载的情况下，Synperonic PE/F68和PE/127仍可使悬浮液保持低粘度，使制剂保持在理想的状态。
图2 分散剂添加量为1%w/w；@720 g/L 配方
该研究还同时指出，加工制剂时的温度条件对粘度也有所影响，为了获得稳定的最终产品，需要选取对应温度下性能更佳的分散剂，其EO/PO/EO的组成也会有所不同。
在图2中我们可以看到，Synperonic™PE/F68和PE/127在标准加工温度下表现良好（图2蓝线所示），但在温度小于20度时粘度会上升，意味着在气候寒冷的地区加工可能会面临挑战。
在更宽泛的温度范围内，AB嵌段共聚物(Atlas™ G-5000)的性能优于ABA嵌段共聚物。
由此启发，我们发现不同的共聚物可以混合使用，以克服温度带来的不利影响。为了便于使用，禾大还开发了液体版本：Atlas™ G-5002L。
实验涉及产品：
Synperonic™ PE/F 127
Atlas™ G-5002L
在许多制剂中，如果分散剂可被分散相充分吸附，便可有效发挥作用，但在以下的应用场景中仍存在不足：
⚠ 生产加工时难以与制剂混合均匀
⚠ 悬浮剂体系无法兼容多种组分，产生絮凝等问题
⚠ 悬乳剂中分散剂和乳化剂的相互竞争固体表面锚固点
⚠ 增效剂的引入与分散剂产生冲突
