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    表面活性剂为农药助剂中的重要组成，它的分子中具有亲水基和亲油基二极性基团。根据电子状态，亲水基又分为阴离子性、阳离子性、非离子性及二离子性4类。（图1）即为通常的表面活性剂的结构模式。其如同一支“火柴棒”，圆状的“火柴头”部分为亲水基，棍状的“火柴梗”部分为亲油基。肥皂为最典型的表面活性剂。在此，即以其为例，略作阐述。肥皂的结构中，它的“火柴梗”——即亲油部分为长烷链，“火柴头”的亲水部分为羧酸盐。在水-油混合液中加入肥皂可使水相与油相混合成均相。故而，表面活性剂又可为通过亲水、亲油的平衡，使溶液形成界面状态，并使性质发生明显变化的物质。

表1　主要农药剂制中表面活性剂的功能和作用

    表面活性剂由于其化学结构上的特点，具有吸附和结合2个基本性能，从而呈现了分散、乳化、可溶、起泡、润滑、湿润、洗涤、触媒等作用。由于表面活性剂的各种功能，使它们在各种领域得以广泛应用。这些领域包括纤维加工、化妆品、医药品、橡胶、塑料、农药、化肥等。以下就表面活性剂（也包括某些助剂）在农药中的作用特性及它们在植物上的功能作一阐述。

1　表面活性剂在农药中的作用特性

　　在农药中，主要使用的为非离子型和阴离子型表面活性剂。作为农药用表面活性剂必须具备以下要求：①物化性质较稳定，不能对原药产生不良影响；②施用后可在环境中迅速分解；③对操作人员（施药者）及环境无不良影响，对作物较安全；④品质稳定；⑤价格相对便宜；⑥具有辅助作用。（表1）即为主要农药剂型中表面活性剂的功能和作用。由表可见，在液态农药制剂中，表面活性剂主要起到湿润、渗透、溶解、乳化、悬浮等作用；而在固态制剂中，主要起到分散、喷洒时控制溶解及悬浮液的稳定化；以及在加工时利于挤出造粒。

2　由表面活性剂所引发的作用

　　将展着剂和农药制剂用助剂配制的表面活性剂喷施于作物和杂草上时，表面活性剂产生以下的直接作用：①植物毒性（影响光合成和细胞分裂）；②产生细微的结构变化；③增强对角质层膜的渗透作用。其中第③点有利于增效，故仅就第①和第②点予以介绍。早在1964年，Furmidge对于会引起植物毒害的代表性表面活性剂进行了研究，并介绍了表面活性剂的种类、化学结构及物化性质之间的关系（J.S.Agri.Chem.15,542~550）。以后，Lownds和Bukovac（1988年）等探讨了它们对豇豆成叶的影响，结果发现，在液滴直滴的表皮，会使叶片退色受损。同时，在叶片的栅状组织和海绵组织上也发现了同样变化。此种植物毒性与表面活性剂的浓度、投入量及温度有关，但当湿度上升时则减轻，且此种药害现象无回复性。

    1987年，Noga等用电子显微镜观察了代表性的非离子表面活性剂Triton-100对植物外生蜡的影响及其变化。他 们观察到对芥菜和菜（糖萝卜）有着不同的反应：对于表皮无蜡状结晶物的芥菜，表面活性剂处理后24h内叶片就会出现环状坏死现象；而对于表皮具有蜡状物的菜，则在蜡状细微结构的细丝上出现急剧恶化。1991年，Noga进行了同样试验，发现芥菜上出现了明显变化，在小麦上仅稍有变化。由此认为，蜡状物变化程度与表面活性剂的浓度有关。这些研究有助于解释表面活性剂的增效作用，现正进一步进行研究。同样，日本的渡边和川岛（2002年）也对农药制剂中加入表面活性剂后的功效和作用进行了探讨。

3 表面活性剂的增效作用及作用特性

　　下列的（表2）为在各种除草剂和植物生长调节剂中，使用表面活性剂后的增效特点及作用特性的研究例。O′donovans于1985年用两类非离子表面活性剂调查了草甘膦对大麦的药害，结果认为，酯型的有助于吸收和移行作用，而醚型则无此作用。Stewart等于1986年调查了3类表面活性剂对田旋花的灭杀活性。其中用最为传统的聚氧乙烯牛脂胺（Mon 0818）处理后24h最大吸收率为84%。1992年，Gaskin和Holloway用3种类型的聚氧乙烯型非离子表面活性剂调查了小麦和野生大豆对草甘膦的吸收量。结果为在小麦中以聚氧乙烯牛脂胺最有效，在野生大豆中以聚氧乙烯脂肪族烷基醚最有效。对于阳离子表面活性剂的辅助作用，有人认为其可能会使草甘膦异丙胺盐经离子交换形成络合物，从而使水溶性下降，提高了对角质层的分配，增加了接触面积，产生了相乘效果。这是对草甘膦用辅助剂研究得最为广泛的课题之一。

　　为了摸清表面活性剂的化学结构与植物毒性的关系，日本大过一也用烟草腋芽抑制剂——抑芽丹调查了23种表面活性剂作物助剂的效果。结果认为，具有辅助作用的表面活性剂，即使在高浓度和保持湿度的情况下也不产生植物毒性。此在杀虫剂、杀菌剂等农药剂型的配制中十分有价值。由此亦认为其与以前提及的表面张力、接触角、HLB和pH并不相关。

表2　有关表面活性剂的增效作用及作用特性的研究例（以除草剂为例）
 

　　由上可见，加入表面活性剂后呈现出的增效作用，其往往与表面活性剂的性能及植物的结构有关。以上已对各类表面活性剂的性能进行了概述，以下就其和植物结构的关系予以介绍。

　　多数农药施于植物体上后，最早与植物的表皮接触。植物的表皮由外生蜡（蜡质层）、表皮层及角质层三层组成，其统称为表皮膜。它的厚度一般为零点几~几个微米，承担着保护植物体的功能。表皮层由粘胶质层及纤维细胞壁与表皮细胞的细胞膜结合。农药要发挥作用，就需要借助表面活性剂，经与表皮膜进行附着、渗透、渗入等作用而致使农药发挥其效。

　　作为表皮膜与表皮的作用机制，主要有：①对叶面上物质的浓缩；②使物质从叶面向表皮膜移行；③表皮膜上物质的扩展（系数）；④物质从表皮膜向细胞壁移行（系数）；⑤细胞壁中物质的浓缩等五个阶段。而对于农药活化则取决于4个因素：①表面活性剂的浓度；②表面活性剂的亲水基和亲油基的化学组成；③农药的物化性状；④目标植物。1990年，Hooloway和Stock用标记化合物就从表皮或气孔的侵入、叶面喷洒后的行为、农药极性与植物蜡量的关系等，以表面活性剂为农药助剂对植物叶面渗入情况进入了研究。他们发现并考查了环氧乙烷（EO）附加型非离子表面活性剂的活化作用及它们之间复杂的依附关系后，指出了①农药的施用量及物化性状；②表面活性剂投入量及物化性状；③目标植物的特性为主要因素。此外，通过对26种农药在4类植物的叶面渗透移行情况的研究，得知表皮膜与log Pow（Pow：辛醇/水分配系数）、log S（S：水溶解度）及熔点之间有相关性。

　　Stock（1993）指出，表面活性剂在作用部位的作用有4个阶段：①表皮膜的表皮；②表皮层；③表皮膜下的表皮细胞壁；④内部组织的细胞膜。首先，药液在叶面上形成最佳接触面积，进而熔化和解析外生蜡，使析出农药可溶化，再促进农药从气孔进入叶中。进入叶面后，通过①借助溶解性和分配过程的变化来促使农药的渗入；②降低表皮膜的抗御功能以促进扩散；③激活水性溶液和油性溶液的通道；④提高细胞膜的渗透作用；以及⑤农药与表面活性剂相互渗透等作用的机理。由此进一步发挥它们的作用。

　　由上可见，作为表面活性剂（助剂），除了要确保与农药之间的配伍性外，还应考虑到与对象物之间的适应性。这样，就能使农药借助表面活性剂（助剂）的功能，以各种形式，有效地渗入对象物质内并移行而致效。

　　然而，在表皮膜的扩展中，亲油性的农药会从亲油性通道中移行，亲水性农药则经亲水性通道移行，中间极性农药则可从2个通道中移行。对此，渡部忠一就农药在作物和杂草上的附着和移行的主要因素作了解释。根据对表皮膜渗透影响及基本作用，可将表面活性剂（助剂）分为4类：①湿润展着作用；②对液滴内部的改良作用；③活化作用；④复合作用。并从渗透量、单位分配率、接触面积、渗透速度因子进行了解释（表3）。

表3　表面活性剂（助剂）的分类和作用机理

    农药要在植物表面展开以及渗入首先遇到的是表皮膜外的蜡状物的阻碍，对此需靠表面活性剂（助剂）予以解决。有关表面活性剂对植物果实或叶片外生蜡（蜡质层）的可溶模式也有人作了不少研究。Tamura认为与电子作用及分子自身的立体结构有关。对此，正是目前研究的方向，对它的阐明将可进一步解释表面活性剂（助剂）的作用机理，并形成最合理的筛选，获得最佳配方。

4　主要农药制剂的特点及配方例

4.1　颗粒剂（GR）

　　通常，颗粒剂为含0.1%~10%农药原药、95%粒径在300~1700µm的粒状制剂，可用于水田和旱田喷施。其制备方法主要有挤出造粒法、浸渍法和包衣法3种，方法的选择依原料而定。颗粒剂通常由载体、黏结剂、分散剂、崩解剂等组成。作为分散剂和崩解剂一般配以百分之几的阴离子表面活性剂，在主要采用的挤压造粒法中，作为崩解剂有木质素磺酸盐及萘磺酸缩醛等阴离子表面活性剂。另外，为了防止加工时的磨损，还需加入1%左右的属阴离子的月桂基硫酸钠或二辛基磺酸盐等。由于粉剂的飘散问题，目前正向颗粒剂发展。同时，为了省力化也加快向3kg制剂发展。

4.2　乳油（EC）

　　乳油通常由含5%~60%原药，以及乳化剂及二甲苯等有机溶剂所组成，是一种制备方便的透明液体制剂（表4）。

　　乳化剂通常由阴离子和非离子表面活性剂组合而成，含量在10%以下。为了获得良好的自身乳化和乳化稳定性，多为由非离子表面活性剂组合而成。

表4　代表性的乳油配制例

    乳油在使用时加水成白色乳浊液，农药粒子一般在几个~几十µm。其药效优于固体制剂，但也易产生药害。目前乳油是液态制剂中应用最为广泛的剂型，为了减少对环境污染和提高安全性，最近人们向无机溶剂型的剂型，和微乳剂及悬浮剂的方向发展。

4.3　可湿性粉剂（WP）

　　可湿性粉剂一般含原药5%~80%，再配以湿润剂、分散剂、载体及其他所组成（表5）。系95%的粒径在65µm以下微细粉状制剂，其将各组份经混合、粉碎后制取。其中湿润剂和分散剂选择各种表面活性剂，组份不超过10%，通常为5%。所用表面活性剂种类湿润剂为非离子型和阴离子型，而分散剂为阴离子型。所用载体有粘土、滑石粉、硅藻土和碳酸钙等矿物粉。湿润剂和分散剂使农药原药及载体先予湿润，随后形成并保持稳定的分散体系。

　较之乳油，可湿性粉剂具有更易加工成高浓度制剂且药害少等长处，但却存在粉尘等问题。另外，与乳油一样，可湿性粉剂多采用壬基酚为原料配制非离子型表面活性剂。为解决此类制剂的载体对蔬菜、水果（如番茄、茄子等）的污染问题，目前向水分散粒剂发展。

表5　代表性的可湿性粉剂配制例

4.4　水分散粒剂（WG）

　　水分散粒剂为可湿性粉剂的改良，其系为防止粉尘问题而开发的剂型，组分同可湿性粉剂，但为用水稀释的颗粒状制剂。该剂型粒径约0.1~1mm的颗粒剂。此种制剂不会附着在包装容器上，由于流动性好容易计量。另外，从生产的角度讲，能加工成高浓度制剂；从使用上讲，用后容器也易处理。

　　其加工方法同一般颗粒剂，系以挤出造粒法为先，还有沸腾床造粒法、喷雾干燥造粒法、转动造粒法、搅拌造粒法等。不同的加工方法，对于湿润剂和分散剂的选择也不一样。从而对产品的形态和物性（水中分散性、水中崩解性、硬度）有很大的影响，这也是今后提高生产能力产品质量的一个重要课题。

4.5　悬浮剂（SC）及微乳剂、水乳剂等

　　悬浮剂系为将难溶的固体原药加工成细微粒均相分散而成的悬浊制剂。由于分散媒的不同，又分为水悬浮剂和油悬浮剂。通过湿法粉碎，悬浮剂的粒径通常为几个µm。与悬浮剂不同的有透明或半透明、粒径为0.01~0.1µm的乳化、分散体系的微乳剂（ME），它具有药效和制剂稳定性好的优点。另外，有将在水中不溶的液态原药在水中经乳化、分散的水中油型乳液，被称为水乳剂及由悬浮剂与乳油混和的悬浮剂（SE）。

　　（表6）为代表性的水悬浮剂的配制例。除水以外，它由10%~50%的原药，以及湿润分散剂、增稠剂、防冻剂、防腐剂、消泡剂、防结晶析出剂等所组成。作为湿润分散剂系为阴离子及非离子表面活性剂，用量在10%以下。较之可湿性粉剂，悬浮剂由于粒径小故药效更佳，并由于无粉尘及危险物飘散则更安全。但因其物理性能也使它有稳定性问题而影响制剂有效期，以及现场桶混和制造成本等问题。目前，在现场一般用水稀释，拟开发无需稀释直接用原药喷施的除草剂。

表6　代表性的悬浮剂配制例

     至于水乳剂和微乳剂因近年文章介绍甚多，此处不予赘述。

4.6　其他

　　除上述主要剂型外，微胶囊剂也是当今主要发展的剂型之一。这种剂型可谓环保型制剂，它可减少施药次数，降低环境压力；减少农药流失，降低施药成本等特点。但此种剂型加工要求较高，它不仅要考虑到分散、渗透，还必须考虑到囊壁的材质及释放性能。要使它既可控制药剂的释出，又对环境安全，并能在一段时间内很好地维持包囊，此在加工上有一定难度。这也是当今人们研究的方向。微胶囊剂所用的表面活性剂为非离子型和阴离子型。

　　此外，还有DL粉剂、FD粉剂（flodust）、微囊悬浮剂、乳粒剂等，也是当今研究的方向。

5　结语

　　表面活性剂是农药加工及应用中不可或缺的重要材料。对于表面活性剂的选择，不仅要考虑到其与农药的配伍性，而且要考虑到增效、稳定、价格适宜、安全等因素，使其与农药一起喷施到作物后，能更好地发挥农药的作用，同时，其自身也具有一定的活性。故而，表面活性剂的选择也有很大学问。

　　随着人类对环境越来越高的要求，人们对表面活性剂自身的要求也越来越严。一些农用表面活性剂尽管其价格较低、乳化性能很好，并已在国内外广泛应用，但是由于它们在自然环境中很难生物分解，且对水生生物有不良影响，诸如壬基酚和辛基酚为原料的表面活性剂，在欧盟已于2005年6月禁止作为农药用乳化剂使用。故而开发安全、环保、与农药配伍性好，又能促进和增加药效的表面活性剂乃至其他助剂也是当今农药界的一项重任。