第五節(jié)　農(nóng)藥用表面活性劑的發(fā)展趨勢(shì)

全球人口在急劇增加，而總耕地面積在不斷減少，因此，為了作物能夠得到更高的產(chǎn)量必須廣泛使用農(nóng)藥，在農(nóng)藥制劑的加工和使用過程中表面活性劑可以提高農(nóng)藥利用率，減少農(nóng)藥資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。為了制備低毒、低用量和高效農(nóng)藥制劑必須正確選擇表面活性劑的種類和用量，以確保農(nóng)藥制劑具有最佳性能和良好儲(chǔ)存穩(wěn)定性，使農(nóng)藥制劑能夠充分發(fā)揮藥效甚至增強(qiáng)藥效，并且還要考慮其流失到環(huán)境中的作用情況。

目前，農(nóng)藥劑型向著水基化、環(huán)保化、高功效方向發(fā)展，助劑的發(fā)展趨向于功能化、安全性高、毒性低、易于生物降解等，而農(nóng)藥使用技術(shù)則向著精準(zhǔn)化、機(jī)械化、省力化發(fā)展。隨著精準(zhǔn)施藥技術(shù)的發(fā)展，以及無人機(jī)等省力化技術(shù)的發(fā)展，能夠減少霧滴飄移、減少霧滴揮發(fā)、增加霧滴在植物葉面附著的助劑會(huì)迎來大的發(fā)展機(jī)會(huì)。而水基化制劑由于界面性質(zhì)較差，很多水基化制劑的藥效相對(duì)較差，因此水基化農(nóng)藥制劑的增效助劑也是未來發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。另外，我國農(nóng)藥制劑企業(yè)針對(duì)不同生長時(shí)期、不同地域、不同生長環(huán)境而進(jìn)行配方改進(jìn)的很少，在全國范圍內(nèi)使用一個(gè)配方，造成效果差異明顯。因此，這就需要針對(duì)性的添加桶混助劑以改善藥液的物理化學(xué)性質(zhì)，提高藥液在植物葉面的潤濕附著能力，提高藥效，因此桶混助劑也是未來的一個(gè)發(fā)展方向。

近年來，國內(nèi)外農(nóng)藥劑型加工發(fā)展的趨勢(shì)，偏向于發(fā)展多樣的農(nóng)藥劑型與制劑、研究與使用者和環(huán)境都相容的農(nóng)藥劑型、發(fā)展混合型農(nóng)藥制劑、改造舊農(nóng)藥劑型、開始結(jié)合相應(yīng)的新技術(shù)開發(fā)新農(nóng)藥劑型，這些都離不開農(nóng)藥助劑的優(yōu)化作用。但我國農(nóng)藥制劑中使用的表面活性劑的種類和質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家相比差距較大，討論農(nóng)藥制劑的發(fā)展，必須考慮表面活性劑的發(fā)展，開發(fā)乳化性能強(qiáng)、分散性能好、吸附能力更強(qiáng)和安全性更好的表面活性劑。表面活性劑在農(nóng)藥制劑中的應(yīng)用，不僅能夠使農(nóng)藥制劑在難以潤濕的靶標(biāo)生物表面上的黏附作用增強(qiáng)，而且能提高農(nóng)藥制劑有效成分的活性、減少農(nóng)藥用量、降低生產(chǎn)作物的成本、減輕對(duì)環(huán)境的污染等。

近年來，有機(jī)硅表面活性劑因具有很強(qiáng)的表面活性，可以極大地降低溶液的表面張力，同時(shí)能夠表現(xiàn)出良好的潤濕鋪展性能，而得到了廣泛的關(guān)注和研究。有機(jī)硅表面活性劑的添加，極大地改善了農(nóng)藥制劑的理化性質(zhì)，使農(nóng)藥制劑的霧化效果、在靶標(biāo)生物表面的潤濕鋪展及吸收性能有明顯提高，改變了農(nóng)藥制劑的整體性能，使農(nóng)藥制劑的有效利用率明顯提高。雖然有機(jī)硅表面活性劑在我國的發(fā)展相對(duì)較慢，但是其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)決定了在中國能有很大的發(fā)展前景，尤其使用有機(jī)硅表面活性劑在果區(qū)、稻區(qū)、菜區(qū)等大宗作物上用來防治病、蟲害的發(fā)展還需要更多的研究。

混合型表面活性劑體系一般指離子型表面活性劑與非離子型表面活性劑的混合體系、陰陽離子型表面活性劑混合體系和長鏈極性有機(jī)物與離子型表面活性劑混合體系。混合型表面活性劑溶液的CMC值降低、溶質(zhì)在膠束相/水相間分配系數(shù)的增大是由于混合型表面活性劑協(xié)同增溶作用產(chǎn)生的。非離子型表面活性劑中加入陰離子表面活性劑后，濁點(diǎn)通常升高，這種混合方法比非離子型表面活性劑與陽離子型表面活性劑混合的相互作用大；陰、陽離子型表面活性劑之間存在著一定的靜電作用和疏水作用；長鏈脂肪醇與離子型表面活性劑混合體系，表面活性劑溶液的表面活性隨脂肪醇烴鏈的增長而增大。由于混合型表面活性劑的性質(zhì)一般優(yōu)于單個(gè)表面活性劑，因此混合型表面活性劑也成了當(dāng)今發(fā)展的一種趨勢(shì)，但表面活性劑的復(fù)配技術(shù)還有待提高。

生物表面活性劑是微生物或植物在一定條件下培養(yǎng)時(shí)，在其代謝過程中分泌出的具有一定表面活性的生物化合物。生物表面活性劑一般是由細(xì)菌、酵母菌、真菌等產(chǎn)生，生物表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)中既有極性基團(tuán)又有非極性基團(tuán)，是一類中性兩極分子。生物表面活性劑除了有一般表面活性劑的性能（如降低表面張力、分散性、穩(wěn)定性等），還具有一些獨(dú)特的性能，即反應(yīng)產(chǎn)物均一、安全、無毒、生產(chǎn)工藝簡單，尤其在環(huán)境生物工程上發(fā)揮著重要的作用。生物表面活性劑作為一種新型表面活性劑必然在農(nóng)藥制劑的應(yīng)用中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，其生物降解性能好，能夠使農(nóng)藥流失到環(huán)境中時(shí)減少污染。隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，生物表面活性劑具有廣闊的發(fā)展前景。

表面活性劑或藥液的物理化學(xué)性質(zhì)對(duì)藥效的影響也將是未來研究的重點(diǎn)。農(nóng)藥制劑是精細(xì)化產(chǎn)品，其研發(fā)的精細(xì)化水平是我國農(nóng)藥制劑水平的重要標(biāo)志。藥液的表面張力（動(dòng)態(tài)、靜態(tài)）、藥液在靶標(biāo)表面的接觸角（動(dòng)態(tài)和靜態(tài)）、藥液的擴(kuò)張模量、液滴擴(kuò)展面積、黏附功、黏附力和沉積量等與農(nóng)藥制劑的功效性之間的關(guān)系，必將是未來研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。

隨著國家對(duì)環(huán)保的要求趨嚴(yán)及行業(yè)持續(xù)發(fā)展的需求，傳統(tǒng)芳烴類溶劑在農(nóng)藥乳油等劑型中的使用將越來越受到關(guān)注，已經(jīng)發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)乳油中有害溶劑進(jìn)行了限量要求，其他制劑如微乳劑、可溶液劑、水乳劑等涉及溶劑的農(nóng)藥劑型也將會(huì)受到關(guān)注。制劑體系中的溶劑更新?lián)Q代是趨勢(shì)，也是現(xiàn)實(shí)。新型溶劑的出現(xiàn)，必將需要配套乳化劑的創(chuàng)新，才能適應(yīng)新型乳油的可持續(xù)發(fā)展。通過結(jié)構(gòu)改造，提升乳化劑對(duì)新溶劑的體系相容性，解決體系乳化穩(wěn)定性等將是乳化劑創(chuàng)新的重點(diǎn)。烷基酚聚氧乙烯醚類助劑已成為人類環(huán)境外源激素的主要來源。制劑開發(fā)者在配方研究中盡量用脂肪醇聚氧乙烯醚加以替代，這是一個(gè)主動(dòng)的選擇，因其生物降解性好、環(huán)境友好。但這樣的替代并非在所有制劑中都有效。篩選可替代的親油基團(tuán)是農(nóng)藥表面活性劑研究者的重要任務(wù)。

多功能表面活性劑的開發(fā)大有作為。制劑技術(shù)的發(fā)展，勢(shì)必要求表面活性劑承擔(dān)多項(xiàng)功能，為此，必須加緊開發(fā)多功能表面活性劑。例如，兼具高分子和離子型功能的表面活性劑、新的兩性表面活性劑和兼?zhèn)浔砻婊钚詣┕δ艿男滦筒牧系龋鼈兌紩?huì)在制劑技術(shù)的進(jìn)步中發(fā)揮重要作用。實(shí)踐證明，梳形結(jié)構(gòu)的羧酸鹽產(chǎn)品，因高效的靜電排斥和空間位阻、用量低、兼容性廣、延緩結(jié)晶防止絮凝、產(chǎn)品經(jīng)時(shí)穩(wěn)定性好而出眾，深受制劑開發(fā)者青睞。

陰離子表面活性劑在農(nóng)藥制劑中有著不可替代的重要作用。在傳統(tǒng)的農(nóng)藥乳油中，它賦予了產(chǎn)品卓越的自發(fā)乳化性，與非離子表面活性劑搭配具有良好的應(yīng)用效果。在乳化系統(tǒng)、懸浮系統(tǒng)中由于陰離子表面活性劑的加入，使制劑能形成雙電層，由此產(chǎn)品呈現(xiàn)出卓著的物理穩(wěn)定性能。然而，在現(xiàn)有農(nóng)藥表面活性劑中，可供選用的陰離子產(chǎn)品系列還不多，有些產(chǎn)品的序列不全，尤其國內(nèi)企業(yè)開發(fā)的產(chǎn)品單一，分子量、磺化度及分子結(jié)構(gòu)都需要?jiǎng)?chuàng)新。

陽離子和兩性離子表面活性劑所呈現(xiàn)的表面活性較低，故在使用中宜與非離子表面活性劑復(fù)配以發(fā)揮綜合效應(yīng)。目前，商品化的兩性和陽離子表面活性劑品種較少，較多的為甜菜堿型和季銨鹽型。它們的結(jié)構(gòu)并不像當(dāng)初開發(fā)農(nóng)乳系列那樣為農(nóng)藥制劑量身定制，故與農(nóng)藥活性物的親和程度不強(qiáng)。但其結(jié)構(gòu)具有可改造和衍生化的巨大空間，農(nóng)藥制劑的開發(fā)期待著此類表面活性劑的進(jìn)一步創(chuàng)新。

可分散油懸浮劑中的分散劑要突破水基化制劑中分散劑的設(shè)計(jì)思維，開發(fā)在油基體系中相容性好、性能優(yōu)良的助劑。懸浮種衣劑中使用的成膜劑、微囊懸浮劑中使用的囊壁材料等也是制約相應(yīng)劑型發(fā)展的主要因素。還有諸多特殊助劑值得引起從事農(nóng)藥表面活性劑開發(fā)的企業(yè)和研究者重視。