吸附作用在液课件

第二节第二节 农药助剂农药助剂一.助剂种类概况 二.表面活性剂的作用、种类与应用三.表面活性剂在农药加工与使用中的应用 第二节 农药助剂1一一 、助、助 剂（剂（adjuvants)adjuvants)农药制剂加工或使用中，用于改善药剂理化性质的辅助物质。不管这些助剂组分在最终产品中是否存在。即是说生产农药制剂的工艺所需要的助剂如防尘剂、润滑剂、抗静电剂等都属于助剂的范围。一、助 剂（adjuvants)农药制剂加21 1、填料（、填料（fillers,carriersfillers,carriers)农药加工时，为调节成品含量和改善物理农药加工时，为调节成品含量和改善物理状态而配加的固态物质。使原药便于机械粉碎，状态而配加的固态物质。使原药便于机械粉碎，增加原药的分散性，是制造粉剂或可湿性粉剂增加原药的分散性，是制造粉剂或可湿性粉剂的填充物质，如粘土、陶土、高岭土、硅藻土、的填充物质，如粘土、陶土、高岭土、硅藻土、叶蜡石、滑石粉等。叶蜡石、滑石粉等。1、填料（fillers,carriers)3 矿物性惰性物质矿物性惰性物质硅酸盐类硅酸盐类 矿物性惰性物质硅酸盐类42、润湿剂（、润湿剂（wetting agents）又称湿展剂，可以降低水的表面张力，使水又称湿展剂，可以降低水的表面张力，使水易于在固体表面润湿与展布的助剂，如茶枯、易于在固体表面润湿与展布的助剂，如茶枯、纸浆废液、洗衣粉、拉开粉等。纸浆废液、洗衣粉、拉开粉等。润湿作用：液润湿作用：液-固界面取代气固界面取代气-固界面的过程。固界面的过程。2、润湿剂（wetting agents）又称湿5吸附作用在液课件6水、含普通助剂和有机硅助剂的液滴在滴落到叶片上水、含普通助剂和有机硅助剂的液滴在滴落到叶片上时的表现。含有机硅的液滴很快展开。时的表现。含有机硅的液滴很快展开。水、含普通助剂和有机硅助剂的液滴在滴落到叶片上时的表现。含有7吸附作用在液课件8吸附作用在液课件9吸附作用在液课件10吸附作用在液课件11吸附作用在液课件123 3、乳化剂（、乳化剂（emulsifiers)emulsifiers)不相混溶的两相液体的其中一相液体以极小不相混溶的两相液体的其中一相液体以极小的液珠稳定分散在另一相液体中，形成不透明的液珠稳定分散在另一相液体中，形成不透明或半透明乳浊液即乳化作用。起这种作用的助或半透明乳浊液即乳化作用。起这种作用的助剂称为乳化剂，如烷基苯磺酸钙，聚氧乙基脂剂称为乳化剂，如烷基苯磺酸钙，聚氧乙基脂肪酸酯等。肪酸酯等。3、乳化剂（emulsifiers)不相混溶的两134、溶剂（、溶剂（solvents）是溶解农药原药的是溶解农药原药的溶剂，多用于加工乳油，溶剂，多用于加工乳油，要求毒性低、不易燃、要求毒性低、不易燃、成本低、来源广。常用成本低、来源广。常用的有苯、甲苯、二甲苯的有苯、甲苯、二甲苯等。等。4、溶剂（solvents）是溶解农药原14 5、分散剂（、分散剂（dispersing agents)能降低分散体系中固体或液体粒子聚集的能降低分散体系中固体或液体粒子聚集的物质物质.从这个意义上说分散剂、乳化剂、溶剂、从这个意义上说分散剂、乳化剂、溶剂、悬浮剂、载体、填料、抗结块剂等都属于分散悬浮剂、载体、填料、抗结块剂等都属于分散剂。剂。使用较多的品种有木质素磺酸盐、使用较多的品种有木质素磺酸盐、NNONNO（奈（奈磺酸甲醛缩合物）、纸浆废液和茶枯粉等。磺酸甲醛缩合物）、纸浆废液和茶枯粉等。5、分散剂（dispersing agents)15吸附作用在液课件16吸附作用在液课件17吸附作用在液课件18吸附作用在液课件196 6、粘着剂（、粘着剂（stickers)stickers)能增加农药对固体表面粘着性能的助剂。因能增加农药对固体表面粘着性能的助剂。因药剂粘着性提高而耐雨水冲洗，提高持效性。药剂粘着性提高而耐雨水冲洗，提高持效性。如在粉剂中加入适量粘度较大的矿物油，在液如在粉剂中加入适量粘度较大的矿物油，在液剂农药中加入适量的淀粉糊、明胶等。剂农药中加入适量的淀粉糊、明胶等。6、粘着剂（stickers)能增加农药对固207、稳定剂、稳定剂（stabilizersstabilizers）可可抑抑制制或或减减缓缓农农药药有有效效成成分分分分解解；有有的的具具有有抗抗凝凝作作用用，又又称称抗抗凝凝剂剂，能能防防止止农农药药制制剂剂在在贮贮藏藏过过程程中中物物理理性性能能变变坏坏，如如粉粉状状制制剂剂结结块块、乳乳剂分层等。剂分层等。7、稳定剂（stabilizers）可抑制或减缓218、增效剂、增效剂（synergists)本身无生物活性，但能抑制生物体内解毒酶，本身无生物活性，但能抑制生物体内解毒酶，与某些农药混用时，能大幅度提高农药毒力和与某些农药混用时，能大幅度提高农药毒力和药效的助剂，对防治抗性害虫及延缓抗药性等药效的助剂，对防治抗性害虫及延缓抗药性等具有重要意义。具有重要意义。8、增效剂（synergists)本身无生22 增效磷增效磷 增效磷23杰效利杰效利 三硅氧烷助剂三硅氧烷助剂R=H,CH3SiSiSiOOCH2ROCH2CH2OCH2CH2CH3CH3CH3CH3nCH3CH3CH3杰效利 三硅氧烷助剂R=H,CH3SiSiSiOOC24二、表面活性剂二、表面活性剂表面活性剂表面活性剂是指能显著降低水的表面张力的一类物质是指能显著降低水的表面张力的一类物质表面活性剂表面活性剂从结构上看均为从结构上看均为两亲分子两亲分子，即同时具有亲，即同时具有亲水的极性基团和憎水的非极性基团。水的极性基团和憎水的非极性基团。极性头极性头818C 长链烷基等非极性基团长链烷基等非极性基团二、表面活性剂表面活性剂是指能显著降低水的表面张力的一类物质251.1.表面和界面表面和界面 (surface and interface)(surface and interface)界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。1.表面和界面(surface and interface26 界面现象的本质界面现象的本质 表面层分子与内部分子相比所处的环境不同 体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵销；但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此，界面层会显示出一些独特的性质。界面现象的本质 表面层分子与内部分子相比所27 最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。液体内部分子所受的力可以彼此抵销，但表面分子受到液相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度低），所以表面分子受到被拉入液相的作用力。这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。282.2.表面张力（表面张力（surface tensionsurface tension）由于表面层分子的受力不均衡，液滴趋向于呈球形，水银珠和荷叶上的水珠也收缩为球形。液体表面的最基本的特性是趋向于收缩。将一含有一个活动边框的金属线框架放在肥皂液中，然后取出悬挂，活动边在下面。由于金属框上的肥皂膜的表面张力作用，可滑动的边会被向上拉，直至顶部。从液膜自动收缩的实验，可以更好地认识这一现象。2.表面张力（surface tension）由于表29吸附作用在液课件30 如果在活动边框上挂一重物，使重物质量W2与边框质量W1所产生的重力F与总的表面张力大小相等方向相反，则金属丝不再滑动。这时 l 是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边界总长度为2l，就是作用于单位边界上的表面张力。如果在活动边框上挂一重物，使重物质量W2与边框313.表面活性剂的表面活性现象3.表面活性剂的表面活性现象32 洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。占领清洁表面不被再次污染等功能。其中占主要成分的表面活性剂的去污其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用示意图说明。过程可用示意图说明。从洗涤作用理解表面活性作用从洗涤作用理解表面活性作用 洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润33B.B.加入表面活性剂后，憎水基加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。上，使污垢逐步脱离表面。C.C.污垢悬在水中或随泡污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，沫浮到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子洁净表面被活性剂分子占领。占领。A.A.水的表面张力大，对水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。易把油污洗掉。B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使344.4.表面活性剂性能参数亲水亲油平衡值表面活性剂性能参数亲水亲油平衡值(hydrophile-lipophile balance)(hydrophile-lipophile balance)GriffinGriffin提出了用一个相对的值即提出了用一个相对的值即HLB值值来衡量表面活性物来衡量表面活性物质的亲水性。质的亲水性。对非离子型的表面活性剂，对非离子型的表面活性剂，HLBHLB的计算公式为：的计算公式为：HLBHLB值值=亲水基质量亲水基质量亲水基质量亲水基质量+憎水基质量憎水基质量2020 石蜡无亲水基，所以石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。其余非离子型表面活性剂的其余非离子型表面活性剂的HLBHLB值介于值介于020之间。之间。4.表面活性剂性能参数亲水亲油平衡值(hydrophil35HLB值的计算公式HLB=E/5 仅用于聚乙二醇型非离子表面活性剂的计算HLB值的计算公式36HLB值值 根据需要，可根据根据需要，可根据HLBHLB值选择合适的表面活性剂。例值选择合适的表面活性剂。例如：如：HLBHLB值在值在2 26 6之间，可作油包水型的乳化剂；之间，可作油包水型的乳化剂；8 81010之之间作润湿剂；间作润湿剂；12121818之间作为水包油型乳化剂。之间作为水包油型乳化剂。HLBHLB值值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20|石蜡石蜡 W/O乳化剂乳化剂 润湿剂润湿剂 洗涤剂洗涤剂 增溶剂增溶剂|聚乙二醇聚乙二醇 O/W乳化剂乳化剂HLB值 根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂375.5.表面活性剂的特性：临界胶束浓度表面活性剂的特性：临界胶束浓度 (Critical Micelle Concentration)(Critical Micelle Concentration)CMC 在表面张力对浓度绘制的在表面张力对浓度绘制的曲线曲线 上会出现转折。继续增上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再加活性剂浓度，表面张力不再降低，降低，表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。临界胶束浓度。5.表面活性剂的特性：临界胶束浓度(Critical 38临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration)(critical micelle concentration)表面活性剂浓度变大表面活性剂浓度变大C CMC溶液中的分子的憎水溶液中的分子的憎水基相互吸引，分子自基相互吸引，分子自发聚集，形成球状、发聚集，形成球状、层状胶束，将憎水基层状胶束，将憎水基埋在胶束内部埋在胶束内部临界胶束浓度(critical micelle conce39胶束(micelle)两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。这种多分子有序聚集体称为胶束。随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状棒状、层状或球状等层状或球状等多种形状。多种形状。胶束(micelle)两亲分子溶解在水中达一定浓度时40 胶束的形状和大小胶束的形状和大小球球 状状 胶束的形状和大小球 状41吸附作用在液课件42吸附作用在液课件43 胶束的作用胶束的作用乳化作用乳化作用泡沫作用泡沫作用分散作用分散作用增溶作用增溶作用催化作用催化作用 胶束的作用乳化作用446.表面活性剂分类表面活性剂分类 常常常常用的分类方法：按表面活性剂分子的化学结构用的分类方法：按表面活性剂分子的化学结构和它在水中的离解状态来进行分类。和它在水中的离解状态来进行分类。表面活性剂表面活性剂阴阴离离子子型型阳阳离离子子型型两两性性型型非非离离子子型型高高分分子子型型特特种种6.表面活性剂分类 常用的分类方法：按表面活性剂分子的化学结45离子型表面活性剂（1 1）.阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂羧酸盐羧酸盐 RCOORCOO 例如：例如：肥皂中的表面活性成分肥皂中的表面活性成分硬脂酸钠硬脂酸钠等等磺酸盐磺酸盐 R-SO3 例如：例如：洗衣粉中的洗衣粉中的十二烷基苯磺酸钠十二烷基苯磺酸钠(ABS)(ABS)等等硫酸酯盐硫酸酯盐 R-OSOR-OSO3 3 磷酸酯盐磷酸酯盐 R-OPOR-OPO3 32 2离子型表面活性剂（1）.阴离子表面活性剂羧酸盐 RCOO46（2 2）.阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂 具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点具有易吸附于一般固体表面及杀菌性两个特点(1)(1)伯胺盐伯胺盐 R-NH3 (2)(2)季胺盐季胺盐 CH3|例如例如 C16H33-N+-CH3Br|CH3 十六烷基溴化铵十六烷基溴化铵(俗称俗称1631)1631)(3)(3)吡啶盐吡啶盐 例如例如 C C1212H H2525(NC(NC5 5H H5 5)+离子型表面活性剂季胺盐水溶液具有强杀菌性，常用作消毒、杀菌剂（2）.阳离子表面活性剂伯胺盐 R-NH3 (2)季胺47离子型表面活性剂离子型表面活性剂（3 3）.两性表面活性剂两性表面活性剂(3)(3)卵磷脂类卵磷脂类 属天然表面活性剂，常用作食品添加剂属天然表面活性剂，常用作食品添加剂 (1)氨基酸型氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂(2)(2)甜菜碱型甜菜碱型 CH3 R-N+-CH2COO-CH3去污力强，对纤维有保护作用离子型表面活性剂（3）.两性表面活性剂(3)卵磷脂类 属48非离子型表面活性非离子型表面活性剂非离子型表面活性剂49非离子表面活性剂非离子表面活性剂(1)脂肪醇脂肪醇聚氧乙烯醚聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH(2)(2)俗称平平加系列，具良好湿润性能俗称平平加系列，具良好湿润性能(2)(2)烷基酚聚氧乙烯醚烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 俗称俗称 OPOP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强系列，化学性质稳定，抗氧化性能强(3)(3)聚氧乙烯烷基酰胺聚氧乙烯烷基酰胺 R-CONH(C2H4O)nH 常用作起泡剂、增粘剂 (4)(4)多元醇型多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物 Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类 具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验亲水基多为聚氧乙烯基构成，由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。亲水基多为聚氧乙烯基构成，由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好，可混合使用稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好，可混合使用SpanTween非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O50混合型表面活性剂混合型表面活性剂 某一品种乳化剂单剂对乳油中的原药及有机某一品种乳化剂单剂对乳油中的原药及有机溶剂有适用性的选择，即不具有广泛的适应性，溶剂有适用性的选择，即不具有广泛的适应性，往往仅适合配制一定种类农药的乳油。若采用往往仅适合配制一定种类农药的乳油。若采用混合型乳化剂，往往可扩大对原药及有机溶剂混合型乳化剂，往往可扩大对原药及有机溶剂的适应性范围，降低乳化剂用量和提高乳油质的适应性范围，降低乳化剂用量和提高乳油质量。混合型乳化剂多为非离子型乳化剂与阴离量。混合型乳化剂多为非离子型乳化剂与阴离子型乳化剂中的混配。子型乳化剂中的混配。混合型表面活性剂 某一品种乳化剂单剂对乳油中的51混合型表面活性剂原理混合型表面活性剂原理被乳化系统的有机性强，酯溶性强；被乳化系统的有机性强，酯溶性强；非离子性乳化剂有机性强，亲水性强；非离子性乳化剂有机性强，亲水性强；阴离子性乳化剂有机性弱，酯溶性强；阴离子性乳化剂有机性弱，酯溶性强；故两者混合可同时满足被乳化体系有机性和酯故两者混合可同时满足被乳化体系有机性和酯溶性的要求。溶性的要求。混合型表面活性剂原理被乳化系统的有机性强，酯溶性强；52 天然物质表面活性剂天然物质表面活性剂(1).(1).含皂素的茶子饼、皂荚等含皂素的茶子饼、皂荚等(2).(2).亚硫酸纸浆废液等亚硫酸纸浆废液等(3).(3).动物废料水解物（动物蛋白、动物废料水解物（动物蛋白、胶类）胶类）天然物质表面活性剂(1).含皂素的茶子饼、皂荚等53吸附作用在液课件54 三、表面活性剂的应用三、表面活性剂的应用 表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：1 1.润湿作用润湿作用 2 2.起泡作用起泡作用 4.4.增溶作用增溶作用 3.3.乳化作用乳化作用5 5.洗涤作用洗涤作用 三、表面活性剂的应用 表面活性剂的用途极广，55表面活性剂在农药中主要用作乳化剂、润湿剂、分散剂、稳定剂、增效剂等乳化作用和润湿作用是应用最多的领域促进药剂对植物的渗透作用对药剂具有增溶作用三、表面活性剂的应用三、表面活性剂的应用表面活性剂在农药中主要用作乳化剂、润湿剂、分散剂、稳定剂、增561.1.在粒剂或粉剂中的作用在粒剂或粉剂中的作用v对易分解的农药起防解作用对易分解的农药起防解作用v提高药剂在受药表面的附着性与沉提高药剂在受药表面的附着性与沉 积量积量v提高有效成分在有水的情况下的释提高有效成分在有水的情况下的释 放速度和扩展面积。放速度和扩展面积。1.在粒剂或粉剂中的作用对易分解的农药起防解作用572.2.乳化作用和乳浊液乳化作用和乳浊液 主要在乳油中起乳化作用：HLBHLB值小于值小于6 6时：时：W/O HLBHLB值大于值大于7 7时：时：O/W 油滴油滴水滴水滴水水水水油油2.乳化作用和乳浊液HLB值小于6时：W/O HLB值大于758v 表面活性剂优先占领界面并按亲水亲表面活性剂优先占领界面并按亲水亲油性定向排列；油性定向排列；v界面产生同性电荷使分散质间产生排界面产生同性电荷使分散质间产生排斥力；斥力；v形成机械膜。吸附膜的厚度、分子排形成机械膜。吸附膜的厚度、分子排列紧密程度直接影响到吸附膜的机械强列紧密程度直接影响到吸附膜的机械强度。度。表面活性剂优先占领界面并按亲水亲油性定向排列；59乳化剂的筛选原则乳化剂的筛选原则 1.乳化剂的乳化剂的HLB值与被乳化体系的值与被乳化体系的HLB值匹配值匹配 2.乳化剂的分子结构与被乳化体系分子结构匹配乳化剂的分子结构与被乳化体系分子结构匹配 相似匹配相似匹配-特征基团相似特征基团相似 互补匹配互补匹配 -特征基团互补特征基团互补乳化剂的筛选原则 相似匹配-特征基团相似60 特征基团多，几乎能与有机类所有农药形成特征基团多，几乎能与有机类所有农药形成“锚固锚固”基团。基团。WDG/SC/WP WDG/SC/WP中适量即可显著改中适量即可显著改善制剂稳定性。善制剂稳定性。超级分散剂超级分散剂 美托斯美托斯Motas特 特征基团多，几乎能与有机类所有农药形成“锚固”基团。61 从能量观点来看固体表面吸附的气体分子被液体分子取代的过程伴随着体系的自由能降低，即体系自由能降低都为润湿。增加单位面积所做功的单位是J/m2,而1J=Nm，故其单位可简化为N/m。N/m是表面张力单位，故可以理解为增加单位面积所做的功的大小实际上就是需要降低表面张力的大小。3.润湿作用润湿作用 按照润湿理论，润湿作用包括沾湿（附着润按照润湿理论，润湿作用包括沾湿（附着润湿）、浸湿（浸渍润湿）和铺展（扩散润湿）。湿）、浸湿（浸渍润湿）和铺展（扩散润湿）。从能量观点来看固体表面吸附的气体分62单位面积体系自由能的变化：单位面积体系自由能的变化：GSLLGSG 即：Wa=SG-SL+LG 0 或：或：Wa=A+LG 0Wa成为粘附功，其物理意义是将固液界面上的液体自交界处拉开时成为粘附功，其物理意义是将固液界面上的液体自交界处拉开时外界所需做的功，它表示粘附力的大小。外界所需做的功，它表示粘附力的大小。单位面积体系自由能的变化：GSLLGSG 即63吸附作用在液课件64G相相L相相S相相SGG相相L相相S相相SL定义：固体浸没在液体中，定义：固体浸没在液体中，“气固气固”界界面全部转变为面全部转变为“液固液固”界面的过程。界面的过程。单位面积体系自由能的变化：单位面积体系自由能的变化：GSLSG单位面积体系对外所做的功：单位面积体系对外所做的功：Wi=GSGSL 浸透（或浸渍）润湿浸透（或浸渍）润湿G相L相S相SGG相L相S相SL定义：固体浸没在液体中，65浸湿的自发条件：浸湿的自发条件：GSLSG0或：或：Wi=GSGSL0即：即：A=SGSL0 Wi的大小表征了液体在固体表面取代气体的能力。在铺展作用的大小表征了液体在固体表面取代气体的能力。在铺展作用中，它是对抗液体收缩表面的能力（表面张力）而产生铺展的力，中，它是对抗液体收缩表面的能力（表面张力）而产生铺展的力，也称之为粘附张力，常用也称之为粘附张力，常用A表示。表示。浸湿的自发条件：GSLSG0或：Wi=G66吸附作用在液课件67单位面积体系自由能的变化：单位面积体系自由能的变化：GSLLGSG单位面积体系对外所做的功：单位面积体系对外所做的功：S=GSGLGSLS称之为铺展系数：称之为铺展系数：S的大小表征了液体在固体表面铺展的能力的大小表征了液体在固体表面铺展的能力 三种润湿过程都以粘附力三种润湿过程都以粘附力A A（SGSGsLsL）的形式起作用，）的形式起作用，若若SGSG愈大，愈大，sLsL愈小，则愈利于润湿。愈小，则愈利于润湿。即：即：Ws=SG sL-LG 其中其中SGSG即是植物的临界表明张力值。即是植物的临界表明张力值。不同表面张力的液体在不同表面张力的液体在同一植物表面的接触角随液体表面张力降低而减小。以同一植物表面的接触角随液体表面张力降低而减小。以 cos cos 对对液体表面张力作图可得到一条直线。将直线外延至液体表面张力作图可得到一条直线。将直线外延至 cos =1 cos =1处，处，相应的液体表面张力值即为该植物的临界表面相应的液体表面张力值即为该植物的临界表面张力值。张力值。单位面积体系自由能的变化：GSLLGSG单位面68吸附作用在液课件69 在气、液、固三相交界点，气在气、液、固三相交界点，气-液与液液与液-固界固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用面张力之间的夹角称为接触角，通常用q q表示。表示。在气、液、固三相交界点，气-液与液-固界面张力之间的70 接触角与润湿方程接触角与润湿方程r1：液滴的表面张力液滴的表面张力r2 ：气气-固界面张力固界面张力r3：液液-固界面张力固界面张力 r2=r3+r1cos cos=(r2-r3)/r1 接触角与润湿方程r1：液滴的表面张力 r2=71 润湿所做的功与表面张力、接触角的关系：粘着润湿：Wa=r1（1+cos ）浸透润湿：Wi=r1cos 展着润湿：Ws=r1(cos-1)当当90 180，-1cos 0,Wi 和和 Ws 0，Wa 0，表示只发生粘着，表示只发生粘着润湿；润湿；当当0 90,0cos 1,Ws 0，而而Wi 0，Wa 0，表示以浸透，表示以浸透润湿为主；润湿为主；当当 =0,cos =1,则则 Wa 0，Wi 0，Ws=0，表示以展着润湿为主。，表示以展着润湿为主。72药液在固体表面上的三种润湿作用药液在固体表面上的三种润湿作用 药液在固体表面上的三种润湿作用 73 表面活性剂的药液在固体表面上不润湿和完表面活性剂的药液在固体表面上不润湿和完全润湿（全润湿（9090 180180和和 =00）两种情况）两种情况都没有实际应用意义；在固体表面上为部分润湿（都没有实际应用意义；在固体表面上为部分润湿（00 9090 ）时，对农药加工和使用才有实）时，对农药加工和使用才有实际应用价值。际应用价值。表面活性剂的药液在固体表面上不润湿和完全74吸附作用在液课件75 4.4.分散作用分散作用 分散剂在两相界面有序排列，使分散体系稳定的作用。分散剂是指能降低分散体系中固体或液体微粒聚集的物质。4.分散作用 分散剂在两相界面有序排列，使分散体系稳76分散作用基本原理分散作用基本原理 按照表面活性剂的按照表面活性剂的物理化学和分散体的和分散体的表面化学理论，分散作用基本原理为：，分散作用基本原理为：n吸附作用n表面电荷n位阻障碍分散作用基本原理 按照表面活性剂的物理化学和分散体的表面77 吸附作用吸附作用在液在液-液界面和固液界面和固-液界面上的吸附原理，吸附方式有液界面上的吸附原理，吸附方式有:1.离子交换吸附 强烈带电吸附位的吸附剂强烈带电吸附位的吸附剂2.离子对吸附 吸附于具有相反电荷的固体表面吸附于具有相反电荷的固体表面3.氢键吸附 分散剂与固体表面极性基团形成氢键吸附（氨基分散剂与固体表面极性基团形成氢键吸附（氨基及羰基易和分散剂的酚羟基形成氢键吸附）及羰基易和分散剂的酚羟基形成氢键吸附）4.电子极化吸附 分散剂分散剂 电子的芳香环可与原药表面的强电子的芳香环可与原药表面的强正电性位置相互吸引。正电性位置相互吸引。5.憎水作用吸附 分散剂分散剂的亲油基在水介质中相互联结形成的亲油基在水介质中相互联结形成“憎水链憎水链”,聚集吸附于聚集吸附于原药原药固体表面固体表面。吸附作用在液-液界面和固-液界面上的吸附原理，吸附方式有78 表面电荷阴离子型分散剂带负电荷形成静电场，相同电荷的农药阴离子型分散剂带负电荷形成静电场，相同电荷的农药粒子间相排斥，提高分散体系的分散作用和物理稳定性。粒子间相排斥，提高分散体系的分散作用和物理稳定性。水悬剂、油悬剂、超低容量悬浮剂、可湿性粉剂、水分水悬剂、油悬剂、超低容量悬浮剂、可湿性粉剂、水分散性粒剂、及干悬浮剂等中具有普遍应用。散性粒剂、及干悬浮剂等中具有普遍应用。Zeta电位概念是解释粒子表面电荷现象的理论，电位电位概念是解释粒子表面电荷现象的理论，电位的高低主要由离子型分散剂在粒子表面上各种吸附方式的高低主要由离子型分散剂在粒子表面上各种吸附方式决定。决定。表面电荷阴离子型分散剂带负电荷形成静电场，相同电荷的农药79 带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液体本体之间的电位差称为与液体本体之间的电位差称为电势。是物理化电势。是物理化学的内容。学的内容。Zeta电位又叫电动电位（电位又叫电动电位（-电位），电位），是指剪切面是指剪切面(Shear Plane)的电位，是表征胶体分的电位，是表征胶体分散系稳定性的重要指标。散系稳定性的重要指标。Zeta电位是连续相与附着在分散粒子上的流电位是连续相与附着在分散粒子上的流体稳定层之间的电势差。它可以通过电动现象直体稳定层之间的电势差。它可以通过电动现象直接测定。接测定。带电的固体或胶粒在移动时，移动的切动面与液体80 由于固体表面带有电荷而吸引周围的反号离由于固体表面带有电荷而吸引周围的反号离子，这些反号离子在固液界面呈扩散状态分布而子，这些反号离子在固液界面呈扩散状态分布而形成扩散双电层。根据形成扩散双电层。根据Stern双电层理论可将双电双电层理论可将双电层分为两部分，即吸附（层分为两部分，即吸附（Stern）层和扩散层。当）层和扩散层。当固体粒子在外电场的作用下，固定层与扩散层发固体粒子在外电场的作用下，固定层与扩散层发生相对移动时的滑动面即是剪切面，该处的电位生相对移动时的滑动面即是剪切面，该处的电位称为称为Zeta电位或电动电位（电位或电动电位（-电位）。它可以通电位）。它可以通过电动现象直接测定。过电动现象直接测定。由于固体表面带有电荷而吸引周围的反号离子81吸附作用在液课件82吸附作用在液课件83 位阻障碍分散剂分子吸附在固体颗粒上，构成空间屏障，抵分散剂分子吸附在固体颗粒上，构成空间屏障，抵抗分散粒子间的接触，这种空间排斥作用称为分散抗分散粒子间的接触，这种空间排斥作用称为分散剂的位阻障碍。剂的位阻障碍。应用聚合物分散剂应用聚合物分散剂,阴离子、高分子分散剂时，位阴离子、高分子分散剂时，位阻障碍表现较明显。阻障碍表现较明显。位阻障碍分散剂分子吸附在固体颗粒上，构成空间屏障，抵抗分845.5.起泡作用起泡作用 “泡泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为去污等，这种活性剂称为起泡剂，起泡作用在农起泡剂，起泡作用在农药加工中一般是需要避免的药加工中一般是需要避免的。但在研究雾滴的沉。但在研究雾滴的沉积率时需要加入起泡剂。积率时需要加入起泡剂。悬浮剂加工时也有时要使用悬浮剂加工时也有时要使用消泡剂消泡剂。5.起泡作用 “泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的85吸附作用在液课件86当溶液中表面活性剂的浓度达到或超过当溶液中表面活性剂的浓度达到或超过当溶液中表面活性剂的浓度达到或超过当溶液中表面活性剂的浓度达到或超过CMCCMC时，原时，原时，原时，原来不溶于水或微溶于水的物质（大多数为有机物）来不溶于水或微溶于水的物质（大多数为有机物）来不溶于水或微溶于水的物质（大多数为有机物）来不溶于水或微溶于水的物质（大多数为有机物）的溶解度显著增加的现象为加溶作用。的溶解度显著增加的现象为加溶作用。的溶解度显著增加的现象为加溶作用。的溶解度显著增加的现象为加溶作用。增溶作用机理：增溶作用机理：增溶作用机理：增溶作用机理：有机物主要溶于胶束内部有机物主要溶于胶束内部有机物主要溶于胶束内部有机物主要溶于胶束内部;有机物以其分子形式与胶束内的表面活性剂分有机物以其分子形式与胶束内的表面活性剂分有机物以其分子形式与胶束内的表面活性剂分有机物以其分子形式与胶束内的表面活性剂分 子一起穿插排列而溶解子一起穿插排列而溶解子一起穿插排列而溶解子一起穿插排列而溶解;有机物以吸附于胶束表面的形式而溶解有机物以吸附于胶束表面的形式而溶解有机物以吸附于胶束表面的形式而溶解有机物以吸附于胶束表面的形式而溶解;有机物被包含于非离子表面活性剂胶束的聚氧有机物被包含于非离子表面活性剂胶束的聚氧有机物被包含于非离子表面活性剂胶束的聚氧有机物被包含于非离子表面活性剂胶束的聚氧 乙烯极性外壳而溶解。乙烯极性外壳而溶解。乙烯极性外壳而溶解。乙烯极性外壳而溶解。6.6.增溶作用增溶作用当溶液中表面活性剂的浓度达到或超过CMC时，原来不溶于水或微87