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摘要:本文通过对木质素磺酸盐的研究,对其在农药制剂加工中的应用进行了详细的分析,希望为相关农药制剂的优化提供技术参考。
关键词:木质素磺酸盐;农药制剂;应用
木质素磺酸盐早在1970年以后,在加工粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、水分散粒剂等产品中都能见到它的应用;尤其是在加工可湿性粉剂、水分散粒剂(包括WG的顶级产品DF)中,选用木质素磺酸盐起着十分有效的分散作用,并作为有效分散作用的研究对象。由于木质素磺酸盐分散剂不仅有着优良的分散作用,而且又能够生物降解,是一种绿色环保的分散剂产品;也考虑到它有无法估量的资源优势,价格相对廉价,尤其在农药WP和WG的加工中十分受到欢迎,并有广阔应用前景。
1木质素磺酸盐简述
木质素磺酸盐(Lignosulphonates)是一种木质化的造纸废液,是磺化加工的原料,经过缩合,转化,除糖等反应的重要产品,专门用于化工市场。选择木质素磺酸盐,很多人都不知道如何鉴别和检测,以下先介绍一下木质素。
天然木质素存在于木材中,木质素的生物合成简要地说,是由二氧化碳和水通过光合作用经由D-葡萄糖、莽草酸、酪氦酸、对-羟基肉桂酸、香豆醇到松伯醇和丁香醇,最后由香豆醇、松伯醇和丁香醇的3种化合物单元组成,经脱氢聚合反应生成结构十分复杂的交联网状无定型酚类高分子聚合物的木质素。
木材(是纤维素工业的主要原料)主要由3种化学上的化合物(纤维素、半纤维素和木质素)组成的;其组成比例,纤维素约占50%以上、大约10%的半纤维素和超过30%的木质素。木质素被认为是地球上最有价值和资源最丰富的天然聚合物。它是通过上述三种类型的苯丙基单体(香豆酚,松油醇和丁香酚)的脱氢聚合反应制得的。
很多年以来,国内仅有很少数厂家进行木质素回收来生产木质素磺酸盐,而大多数厂家是利用造纸厂的废液,采用碱式或亚硫酸盐的制造方法生产木质素磺酸盐(主要为木钠和木钙)。这些产品有很多未经脱糖提纯,因此国内生产的木质素磺酸盐,品种单一、产量小、平均分子量低、分散性能差别大、使用量大。木质素磺酸盐在农药剂型产品中的分散剂常用牌号有M-9和M-14等,但这些产品的性能与国外同类产品相比有很大差距。在国外,美国Mead-Westvaco公司、挪威Borrgaard公司和加拿大Reed公司是世界上生产和销售木质素磺酸盐产品最大和最主要的公司。而Mead-Westvaco公司和Borrgaard公司的木质素磺酸盐产品早在上世纪80年代末进入国内,广泛应用在油田、水泥、水处理、染料等领域作减水剂、絮凝剂和分散剂使用;上世纪90年代后进入农药领域作为分散剂使用。
2农药剂型产品中的应用
2.1可湿性粉剂中应用
在国内外,可湿性粉剂(WP)无论在生产和销售数量上都仅次于乳油,成为剂型产品中占第二位的重要剂型;而在国外发达国家其销售额都占整个剂型的20%以上。
加工WP的优点:①加工产品成本低;②对作物毒性低;③可以制成高含量(90%)的产品;④在许多方面具备适用性;⑤用于多孔植物时,耐久性好。在加工WP时,必须添加优异的分散剂。它的功能是与水混合。在润湿活性成分颗粒之后,可以防止颗粒在喷雾罐中积聚或积聚,并确保在喷雾过程中颗粒保持悬浮在水中。由于上述突出的优点,木质素磺酸盐通常是家用木质素磺酸盐产品首选。由于其分子量低(4,000左右),对许多加工的农药WP的产品,提供的静电斥力和空间位阻能力不足,因此得到的WP产品与国外同类产品有很大差距;虽说价格较为便宜,但是得到的产品分散性能较差,悬浮率也低(有的农药品种一般低于80%),从而导致产品的药效降低。
2.2悬浮剂中的应用
悬浮浓缩物(SC)是一种安全,环保的水基剂型,因为它无尘,易于测量,对操作者和使用者以及环境均安全,并且粒径比WP细,因此具有更高的粒径以提高有效性,是替代WP的优良剂型之一,可用于分散颗粒的表面活性剂、分散剂。由于所用的木质素磺酸盐比其他分散剂具有更高的分子量,亲脂性基团缓慢扩散到颗粒表面并牢固地吸附在表面上。由于其具有更多的锚定点,因此当它吸附在颗粒上时几乎不会从吸附表面解吸,这可以确保SC具有良好的长期存储稳定性。
2.3水分散粒剂中的应用
水分散性颗粒是通过基于可湿性粉剂和悬浮剂的造粒技术加工而成,外观为自由流动的颗粒。该产品具有无尘,用水稀释时迅速分散或溶解,比其他剂型含量更高(高达90%),比常用的液体剂型和固体粉末产品(如可湿性粉剂)更方便使用等方面的优点。因此,自1990年后逐渐成为替代可湿性粉剂和部分悬浮剂而大规模发展起来的新剂型,被认为是21世纪农药加工领域中安全、环保和最吸引人的产品;尤其是在近年来,在国内外市场上WG已成为最受欢迎的产品。WG其产品性能与加入的分散剂品种有直接关系。
综观国内外加工WG使用的分散剂,最常用的、使用较多、成本较低、绿色环保和较有效的分散剂是木质素磺酸盐。木质素磺酸盐在水中溶解最快,还有利于颗粒的崩解,它與液体化肥的混用性也好,但它的分散持久性差。这种缺点可以与其他分散剂复配使用来解决。
3木质素磺酸盐对WG产品的性能影响
不同产地木质素磺酸盐产品对加工同一农药剂型产品的性能表现出有很大差异。这是由于木质素磺酸盐产品所具有的分子量大小、磺化度高低、改性的基团和位置不同,以及成盐的阳离子不同,从而引起其性能上的差异,这从下面例子说明。
张程等使用润湿剂(乙基萘磺酸盐+K12)12%和木质素磺酸盐8%,采用高速混合团聚造粒法,研究了不同产地木质素磺酸盐作分散剂对研制80%烯酰吗啉WG的性能,发现有很大影响。一般来说,在WG中对所选助剂好坏,主要是以产品稀释液的悬浮率高低来衡量,悬浮率高表明分散性好,农药有效成分利用率高,药效就好;反之则差。Mead-westvaco公司的系列分散剂加工的WG悬浮率普遍较高,一般都在90%以上,其中Mead-westvaco—D80的悬浮率达到98.42%。挪威Borresperer公司木质素磺酸盐产品仅Kinsperse126作分散剂的WG悬浮率最高,达到95.03%;而其他产品的WG悬浮率很低。国内木质素磺酸盐分散剂的WG悬浮率普遍较低,均在90%以下。国内同一厂家生产木钠比木钙作分散剂的WG悬浮率性能要好。
同时还看到,除了UltrazineNa之外,其余木质素磺酸盐作分散剂的WG,润湿性、崩解性和分散性次数的指标均较好。
4结语
木质素磺酸盐及其改性产品用在农药加工中,对各类农药有效成分都有良好的相容性;并对加工的WP、SC、WG等产品具有良好的分散性,且是一种在自然界中可以生物降解、资源丰富、价格较低廉的绿色环保分散剂。由于木质素磺酸盐及其改性产品的种类繁多,因此在选用木质素磺酸盐分散剂的品种上,应慎重考虑其对加工剂型产品的性能影响;一般来说,国外木质素磺酸盐产品的性能优于国内木质素磺酸盐产品。此外,木质素磺酸盐及其改性产品若与合适的其他类型分散剂复配使用,可以得到性能更好的剂型产品。
参考文献
[1]郭睿,宋博,郭煜,李云鹏,土瑞香,王映月,马兰.木质素磺酸盐接枝共聚物的合成及工艺优化[J].化工进展.2018(05)
[2]李志礼,邱学青,庞煜霞,欧阳新平,楼宏铭.高速混合法制备80%烯酰吗啉水分散粒剂[J].高校化学工程学报. 2009(03)
[3]杜有辰,刘跃群,朱炳煜,刘峰.不同种类木质素磺酸钠对制备二甲戊灵微胶囊性能的影响[J].应用化学. 2009(01)
江苏剑牌农化股份有限公司 江苏 盐城 224700
关键词:木质素磺酸盐;农药制剂;应用
木质素磺酸盐早在1970年以后,在加工粉剂、可湿性粉剂、悬浮剂、水分散粒剂等产品中都能见到它的应用;尤其是在加工可湿性粉剂、水分散粒剂(包括WG的顶级产品DF)中,选用木质素磺酸盐起着十分有效的分散作用,并作为有效分散作用的研究对象。由于木质素磺酸盐分散剂不仅有着优良的分散作用,而且又能够生物降解,是一种绿色环保的分散剂产品;也考虑到它有无法估量的资源优势,价格相对廉价,尤其在农药WP和WG的加工中十分受到欢迎,并有广阔应用前景。
1木质素磺酸盐简述
木质素磺酸盐(Lignosulphonates)是一种木质化的造纸废液,是磺化加工的原料,经过缩合,转化,除糖等反应的重要产品,专门用于化工市场。选择木质素磺酸盐,很多人都不知道如何鉴别和检测,以下先介绍一下木质素。
天然木质素存在于木材中,木质素的生物合成简要地说,是由二氧化碳和水通过光合作用经由D-葡萄糖、莽草酸、酪氦酸、对-羟基肉桂酸、香豆醇到松伯醇和丁香醇,最后由香豆醇、松伯醇和丁香醇的3种化合物单元组成,经脱氢聚合反应生成结构十分复杂的交联网状无定型酚类高分子聚合物的木质素。
木材(是纤维素工业的主要原料)主要由3种化学上的化合物(纤维素、半纤维素和木质素)组成的;其组成比例,纤维素约占50%以上、大约10%的半纤维素和超过30%的木质素。木质素被认为是地球上最有价值和资源最丰富的天然聚合物。它是通过上述三种类型的苯丙基单体(香豆酚,松油醇和丁香酚)的脱氢聚合反应制得的。
很多年以来,国内仅有很少数厂家进行木质素回收来生产木质素磺酸盐,而大多数厂家是利用造纸厂的废液,采用碱式或亚硫酸盐的制造方法生产木质素磺酸盐(主要为木钠和木钙)。这些产品有很多未经脱糖提纯,因此国内生产的木质素磺酸盐,品种单一、产量小、平均分子量低、分散性能差别大、使用量大。木质素磺酸盐在农药剂型产品中的分散剂常用牌号有M-9和M-14等,但这些产品的性能与国外同类产品相比有很大差距。在国外,美国Mead-Westvaco公司、挪威Borrgaard公司和加拿大Reed公司是世界上生产和销售木质素磺酸盐产品最大和最主要的公司。而Mead-Westvaco公司和Borrgaard公司的木质素磺酸盐产品早在上世纪80年代末进入国内,广泛应用在油田、水泥、水处理、染料等领域作减水剂、絮凝剂和分散剂使用;上世纪90年代后进入农药领域作为分散剂使用。
2农药剂型产品中的应用
2.1可湿性粉剂中应用
在国内外,可湿性粉剂(WP)无论在生产和销售数量上都仅次于乳油,成为剂型产品中占第二位的重要剂型;而在国外发达国家其销售额都占整个剂型的20%以上。
加工WP的优点:①加工产品成本低;②对作物毒性低;③可以制成高含量(90%)的产品;④在许多方面具备适用性;⑤用于多孔植物时,耐久性好。在加工WP时,必须添加优异的分散剂。它的功能是与水混合。在润湿活性成分颗粒之后,可以防止颗粒在喷雾罐中积聚或积聚,并确保在喷雾过程中颗粒保持悬浮在水中。由于上述突出的优点,木质素磺酸盐通常是家用木质素磺酸盐产品首选。由于其分子量低(4,000左右),对许多加工的农药WP的产品,提供的静电斥力和空间位阻能力不足,因此得到的WP产品与国外同类产品有很大差距;虽说价格较为便宜,但是得到的产品分散性能较差,悬浮率也低(有的农药品种一般低于80%),从而导致产品的药效降低。
2.2悬浮剂中的应用
悬浮浓缩物(SC)是一种安全,环保的水基剂型,因为它无尘,易于测量,对操作者和使用者以及环境均安全,并且粒径比WP细,因此具有更高的粒径以提高有效性,是替代WP的优良剂型之一,可用于分散颗粒的表面活性剂、分散剂。由于所用的木质素磺酸盐比其他分散剂具有更高的分子量,亲脂性基团缓慢扩散到颗粒表面并牢固地吸附在表面上。由于其具有更多的锚定点,因此当它吸附在颗粒上时几乎不会从吸附表面解吸,这可以确保SC具有良好的长期存储稳定性。
2.3水分散粒剂中的应用
水分散性颗粒是通过基于可湿性粉剂和悬浮剂的造粒技术加工而成,外观为自由流动的颗粒。该产品具有无尘,用水稀释时迅速分散或溶解,比其他剂型含量更高(高达90%),比常用的液体剂型和固体粉末产品(如可湿性粉剂)更方便使用等方面的优点。因此,自1990年后逐渐成为替代可湿性粉剂和部分悬浮剂而大规模发展起来的新剂型,被认为是21世纪农药加工领域中安全、环保和最吸引人的产品;尤其是在近年来,在国内外市场上WG已成为最受欢迎的产品。WG其产品性能与加入的分散剂品种有直接关系。
综观国内外加工WG使用的分散剂,最常用的、使用较多、成本较低、绿色环保和较有效的分散剂是木质素磺酸盐。木质素磺酸盐在水中溶解最快,还有利于颗粒的崩解,它與液体化肥的混用性也好,但它的分散持久性差。这种缺点可以与其他分散剂复配使用来解决。
3木质素磺酸盐对WG产品的性能影响
不同产地木质素磺酸盐产品对加工同一农药剂型产品的性能表现出有很大差异。这是由于木质素磺酸盐产品所具有的分子量大小、磺化度高低、改性的基团和位置不同,以及成盐的阳离子不同,从而引起其性能上的差异,这从下面例子说明。
张程等使用润湿剂(乙基萘磺酸盐+K12)12%和木质素磺酸盐8%,采用高速混合团聚造粒法,研究了不同产地木质素磺酸盐作分散剂对研制80%烯酰吗啉WG的性能,发现有很大影响。一般来说,在WG中对所选助剂好坏,主要是以产品稀释液的悬浮率高低来衡量,悬浮率高表明分散性好,农药有效成分利用率高,药效就好;反之则差。Mead-westvaco公司的系列分散剂加工的WG悬浮率普遍较高,一般都在90%以上,其中Mead-westvaco—D80的悬浮率达到98.42%。挪威Borresperer公司木质素磺酸盐产品仅Kinsperse126作分散剂的WG悬浮率最高,达到95.03%;而其他产品的WG悬浮率很低。国内木质素磺酸盐分散剂的WG悬浮率普遍较低,均在90%以下。国内同一厂家生产木钠比木钙作分散剂的WG悬浮率性能要好。
同时还看到,除了UltrazineNa之外,其余木质素磺酸盐作分散剂的WG,润湿性、崩解性和分散性次数的指标均较好。
4结语
木质素磺酸盐及其改性产品用在农药加工中,对各类农药有效成分都有良好的相容性;并对加工的WP、SC、WG等产品具有良好的分散性,且是一种在自然界中可以生物降解、资源丰富、价格较低廉的绿色环保分散剂。由于木质素磺酸盐及其改性产品的种类繁多,因此在选用木质素磺酸盐分散剂的品种上,应慎重考虑其对加工剂型产品的性能影响;一般来说,国外木质素磺酸盐产品的性能优于国内木质素磺酸盐产品。此外,木质素磺酸盐及其改性产品若与合适的其他类型分散剂复配使用,可以得到性能更好的剂型产品。
参考文献
[1]郭睿,宋博,郭煜,李云鹏,土瑞香,王映月,马兰.木质素磺酸盐接枝共聚物的合成及工艺优化[J].化工进展.2018(05)
[2]李志礼,邱学青,庞煜霞,欧阳新平,楼宏铭.高速混合法制备80%烯酰吗啉水分散粒剂[J].高校化学工程学报. 2009(03)
[3]杜有辰,刘跃群,朱炳煜,刘峰.不同种类木质素磺酸钠对制备二甲戊灵微胶囊性能的影响[J].应用化学. 2009(01)
江苏剑牌农化股份有限公司 江苏 盐城 224700