消泡剂在农药制剂消除高速剪切、研磨、搅拌、

 

 

农药制剂加工过程中，当含有表面活性剂的液体农药被高速剪切、研磨、搅拌、摇晃或受撞击时，极易产生泡沫，除极少数特殊情况如农药发泡技术和田间喷雾用泡沫标志剂需要考虑起泡性外，绝大多数场合不希望农药产生泡沫，特别是在农药加工、包装、大田稀释及使用时，起泡都是不利的[1]。我国著名的表面物理学家赵国玺[2]将泡沫定义为：泡沫是气体分散于液体中的分散体系，气体是分散相(不连续相)，液体是分散介质(连续相)，液体中的气泡上升至液面，形成少量液体构成的以液膜隔开气体的气泡聚集物。泡沫处理已经成为农药制剂生产和使用过程中亟待解决的问题。人们采取多种方法来消除制剂体系的泡沫，如物理法和化学法等。

1 ·泡沫的产生及稳定性

1．1 泡沫的产生

农药在制剂加工、运输和使用过程中极易形成泡沫，可能有以下几种原因：① 由于剪切、研磨、搅拌等带入大量空气，从而产生物理性的泡沫；② 表面活性剂选择不当，或者用量过多，也易产生泡沫；③ 有些制剂加工过程中必须要进行高速剪切、研磨或搅拌等，会产生过多的热量，从而产生泡沫；④ 在研磨过程中，研磨介质的用量过多，也会产生泡沫；⑤ 制剂中某些成分发生化学反应，产生的气体容易滞留在体系的表面和内部，进而形成泡沫。

1．2 泡沫的稳定性

1．2．1 泡沫的衰减机理 在重力和压力差存在的条件下，泡沫的液膜会不均衡地流动排液，气泡中的气体也会因为泡膜两边压力差而不断地发生扩散渗透，所以泡沫本身的不稳定性主要从动力学方面得以体现。其衰减的机理主要有气体透过液膜的扩散和液膜的排液等2个方面[4]，这2种性质是泡沫本身固有的属性，与表面活性剂的存在与否都没有关系，但是这2种衰减机理，只在泡沫体系形成的初始阶段作用比较明显，随着泡沫体系的衰减，这2种作用逐渐减弱，使得泡沫衰减的速率逐渐变慢[5]。

1．2．2 泡沫的稳定因素

一般而言，纯水和纯表面活性剂均不起泡，这是因为它们的表面和内部是均匀的，很难形成弹性薄膜，即使形成亦不稳定，会瞬间消失。但制剂中有表面活性剂的存在，气泡形成后，由于分子间力的作用，其分子中的亲水基和疏水基被气泡壁吸附，形成规则排列，其亲水基朝向水相，疏水基朝向气泡内，从而在气泡界面上形成弹性膜，其稳定性很强，常态下不易破裂[6]。由于泡沫产生的机理不同，对不同体系中泡沫稳定性的具体评价方法也各不相同。根据Gibbs吸附理论及弹性理论、Mararlgoni效应及罗斯理论，泡沫的稳定性与表面张力、表面黏性、膜弹性、泡膜的薄化速度、电斥性、温度、蒸发等因素有关[7 ]。

除了以上几种因素外，还有其他因素也会影响到泡沫的稳定性，如泡沫的大小、溶质与溶剂的配合、pH 值、溶剂的蒸发速率、泡沫的受冲击程度以及表面活性剂的吸附速率等。

2 ·消泡方法

消泡就是破坏泡沫的稳定性，一般来说，凡是能破坏其稳定性的方法，均可用于消泡。消除泡沫主要采用物理法消泡和化学法消泡2种方法，化学法消泡在农药制剂加工和使用中应用最为广泛。

2．1 物理法消泡

从物理学角度来考虑，消除泡沫的方法主要有：放置挡板或滤网、机械搅拌、静电、冷冻、加热、蒸气、射线照射、高速离心、加压、减压、高频振动、瞬间放电和超声波等。对农药制剂加工来说，产生的物理性泡沫可通过冷冻、加热、加压及减压等一些有效的方法来消除。由于表面活性剂选择不当或者用量过多而产生的泡沫，需要更换表面活性剂的种类或调整用量；由于加工过程中产生热量使体系温度升高而产生大量的泡沫，需要添加冷却装置；研磨介质的用量不宜过多，否则会带入大量的空气，因此要确定研磨介质的用量与制剂质量或体积之间的关系。但是这些方法共同的缺点是：其使用受环境因素的制约性较强、消泡速率不高，也不能保证在运输和使用过程中不再产生泡沫。

2．2 化学法消泡

从化学角度来考虑，消除泡沫的方法主要包括化学反应法和添加消泡剂的方法。化学反应法包括：① 起泡性物质的消除；② 起泡性物质的不活化；③ pH值的改变；④ 电解质的加入等。

起泡性物质的消除、不活化及适当加入消泡剂是改善体系消泡效果的有效手段，其中前两者针对由于化学反应而在体系中引入的反应性气泡，是通过减少泡沫的产生来实现“消泡”，该种物质即为抑泡剂；而加入消泡剂则为常规的消泡手段，通过降低膜弹性和表面黏性，使已在体系中存在的气泡破裂[8]。一般在农药制剂加工过程中，主要采用添加一定量的消泡剂进行消泡，很多文献中都有记载，如10％丙草醚悬浮剂、10％螺螨酯悬浮剂、20％甲维·虫酰肼悬浮剂、20％虫酰肼悬浮剂、2．5％高效氯氟氰菊酯水乳剂等多个配方中都添加了消泡剂，主要为了避免加工过程中产生气泡对体系产生不良的影响。