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1、山东农业大学 硕士学位论文 除虫脲水悬浮剂的物理稳定性及机理研究 姓名：陈甜甜 申请学位级别：硕士 专业：农药学 指导教师：路福绥 2011-06-15 山东农业大学博士学位论文 1 中 文 摘 要 随着人类对农药化学品环境相容性要求的不断提升，农药水悬浮剂以其安全、高效 等诸多优点成为绿色化学所倡导的农药制剂之一。本文以除虫脲为研究载体，在润湿分 散剂筛选的基础上， 系统研究了不同因素对农药水悬浮剂体系的分散稳定性和流变行为 的影响，探讨了其相关机理。同时制备了 Mg-Al MMH，并首次将其作为触变剂应用到 农药水悬浮剂中，研究了不同 Mg-Al MMH 含量、电解质种类和浓度及温度对体系
2、流变 性的影响， 探讨了 Mg-Al MMH 在除虫脲水悬浮剂中的触变性机理。 主要研究结果如下： 1. 润湿分散剂的筛选是悬浮剂配方筛选的核心。通过流点法、平均粒径测定、Zeta 电势测定三种润湿分散剂筛选方法的综合比较，结果表明： （1） 三种方法各有特点同时具有一定相关性：a.流点法适用于任何种类润湿分散剂 的筛选，筛选速度快，但筛选精确度较差，可作为润湿分散剂初步筛选方法；b.粒径测 定可以准确确定合适的分散剂种类，适合各类润湿分散剂的筛选；c.Zeta 电势的测定适 合筛选阴离子型润湿分散剂，与粒径测定筛选结果相一致。 （2）采用粒径测定、Zeta 电势测定及黏度曲线法确定润湿分散剂
3、的含量，三种方 法具有较好的相关性。 （3）对于 20%除虫脲水悬浮剂，筛选结果为：润湿分散剂 MOTAS：700# = 4:1， 用量 2%。 （4）热重分析法进一步验证了采用非离子润湿分散剂和阴离子润湿分散剂复配能 够起到更好的分散效果。 2. 通过 IR 谱图和吸附等温线的测定研究了分散剂 MOTAS 在除虫脲颗粒表面的吸 附特性， 结合平均粒径和 Zeta 电势的测定研究了除虫脲水悬浮剂的分散稳定性， 研究结 果表明： （1）IR 谱图表明 MOTAS 以氢键结合力的方式吸附在除虫脲原药颗粒表面，同时 通过静电排斥和空间位阻作用保持悬浮剂的分散稳定性。吸附等温线的测定表明，分散 剂吸附
4、量随着聚合物浓度增加而增大直至达到饱和吸附，等温吸附曲线近似 Langmuir 吸附模型。在相同条件下，分散剂相对分子量越大，原药颗粒表面的饱和吸附量越大； pH 值影响聚合物分散剂的电离，随着 pH 值的增大，饱和吸附量降低；温度升高，饱和 除虫脲水悬浮剂的物理稳定性及机理研究 2 吸附量降低。 （2）分散剂加入量过多或过少均会使分散稳定性下降，其最佳用量为 2%；分散剂 相对分子量越大，原药颗粒间的静电排斥力和空间位阻作用越大，分散稳定性增强；pH 影响聚合物分散剂的电离，当 pH 值为 9 时，悬浮体系的分散稳定性最好；电解质的加 入会破坏体系分散稳定性，且对于同浓度的一价 Na+，二价
5、的 Ca2+压缩双电层的能力更 为明显，使体系的分散稳定性明显变差。 3. 通过流变曲线的测定和稳态剪切法研究了添加 MOTAS、MT 所制备的除虫脲水 悬浮剂的流变特性，探讨了体系的流变性机理。研究结果表明： （1） 除虫脲水悬浮剂为“剪切变稀”的非牛顿流体， 符合 Herschel-Buckley 流变模型。 MT 的加入可以使水悬浮剂产生一定的触变性，随着蒙脱土含量的增加，体系的流变参 数和触变程度相应增加。 （2）随着分散剂含量的增加，水悬浮剂的流变参数先增加后减小，但分散体系的 触变程度随分散剂的含量的增加而减弱，当分散剂含量为 2%时，体系有较好的流动性， 且有一定程度的触变性。
6、（3）体系的 pH 值不影响其流体类型和正触变性，但对除虫脲颗粒表面电荷和 MT 粒子间的作用力均有较大影响，二者的综合效应使得体系的流变参数和触变程度随 pH 的增大呈现出先减小后增大的趋势，当 pH 值在 89 之间时，有一定的触变性，且体系 流动性最好。电解质的加入不改变体系“剪切变稀”的假塑性特征和正触变性。 （4）不同浓度的电解质对除虫脲水悬浮剂体系的影响取决于电解质对体系中原药 颗粒表面电性和 MT 粒子表面电性的影响。随着电解质浓度的增加，体系的流变参数和 触变性呈现出先增大后减小又增大的趋势，且同一浓度的 NaCl 和 CaCl2相比，CaCl2对 体系流变性的影响更为显著。
7、（5）温度对分散剂在原药颗粒表面的吸附量影响较大，从而影响水悬浮剂的流变 性。温度的升高不改变体系“剪切变稀”假塑性特征和正触变性，但除虫脲水悬浮剂的 流变参数随着温度的升高而升高，当温度升高到 55时，体系的触变性程度降低。 4. 采用液相共沉淀法制备 Mg-Al MMH 溶胶， 并利用流变曲线和触变性测定研究了 其在除虫脲水悬浮剂中的作用，结果表明： （1）XRD 谱图表明颗粒具有水滑石晶体结构。 （2）Mg-Al MMH 作为触变剂应用于除虫脲水悬浮剂能够产生较好的正触变性， 且 制备的悬浮体系符合“剪切变稀”的假塑性流体类型。体系的流变参数和触变性随 山东农业大学博士学位论文 3 Mg
8、-Al MMH 的含量的增大而增大，Mg-Al MMH 与吸附了分散剂后带负电的原药颗粒 通过静电引力形成空间网状结构。 （3）在一定的温度范围内，体系的流变参数随温度的升高而增大，但不影响体系 “剪切变稀”假塑性特征和正触变性。 （4）电解质的加入不改变体系“剪切变稀”假塑性特征及正触变性。随着电解质 浓度的增加，体系的流变参数和触变性呈现出先增大后减小又增大的趋势，对于相同浓 度的 NaCl 和 CaCl2，CaCl2对体系的影响更为显著。 关键词关键词关键词关键词： 除虫脲除虫脲除虫脲除虫脲；悬浮剂悬浮剂悬浮剂悬浮剂； 润湿分散剂润湿分散剂润湿分散剂润湿分散剂； 吸附特性吸附特性吸附特性
9、吸附特性； 分散稳定性分散稳定性分散稳定性分散稳定性； Mg-AlMg-AlMg-AlMg-Al MMHMMHMMHMMH； ； ； ； 流变性；流变性；流变性；流变性；触变性触变性触变性触变性 除虫脲水悬浮剂的物理稳定性及机理研究 4 AbstractAbstractAbstractAbstract Withthe increasing requirement of pesticide chemicals to environmental compatibility, pesticide water suspension concertration with many advantages
10、such as safety andhigh effectiveness has been oneofthe important represents in pesticide formulation that green chemistry initiated. This thesis had chosen Diflubenzuron as the research object,on the basic ofthe selection of the wet dispersant, we did more research systemicly about the effects of di
11、fferent facts on the dispersed stability mechanism and rheology of pesticide suspension concentrate system, and probed into the related mechanism.Wealso prepared Mg-Al MMH and applieditto pesticide suspension concentrate as thixotropy. The influences of mass fractions of Mg-Al MMH(), electrolytes co
12、ncentration and temperature on the rheology of the system and Mg-Al MMH on the thixotropy mechanism of Diflubenzuron SC were studied inthis paper.The main researches were following: 1. The selection of the wet dispersant was the core during the selection of SC prescription process. Theresult after c
13、ompositelycomparing of such three methods (drop-point, average size and Zeta potential.)in dispersant selecting showed that: (1) The three methods had thire own characters respectively and certain correlate at the same time. a. The drop-point method which was fit to selection among any dispersants w
14、as a quick selecting progress. However,itwas a premilinary selection method because ofitspoor accurate. b. The suitable dispersant could be determined exactlyafter particle size determination, and this method could be applied to the selection of any species dispersants. c. The methodofZeta potential
15、 which was aggrement with the selection result of particle size determination was fit to the selection of ionic dispersant. (2) The methods of average size, Zeta potential andviscosity curve determined the contentofdispersant. They had better correspondence. (3) The selection result for 20% Difluben
16、zuron SC was MOTAS:700# =4:1with the totalconentof2%. (4) Non-ionic wet dispersant combined with ionic wet dispersant playing better dispersion was further verified by thermogravimetric analysis(TG). 2. The adsorption behaviour of dispersant MOTAS on the interface of Diflubenzuron 山东农业大学博士学位论文 5 particles was studied by the measurement ofIRspectrogram and adsorption isotherm. The dispersion stability of Diflubenzuron SC was studied by average size and Zeta potentia
