邹平县德林新材料科技有限公司

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聚羧酸盐类分散剂在农药中的使用

  丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物等高分子分散剂属于均聚物或共聚物,通常在分散体系中可以起到空间稳定作用,有的带电高分子还可以通过静电稳定机制提高分散体系的稳定性,因而高分子分散剂比无机、有机小分子分散剂更为有效。聚羧酸盐类分散剂具有长碳链,较多活性吸附点以及能起到空间排斥作用的支链,由于其特殊的结构而对悬浮体系具有很好的分散性能。

    聚羧酸类分散剂与传统木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物钠盐分散剂相比有以下特点:

      聚羧酸类分散剂对悬浮体系中的离子,pH值以及温度等敏感程度小,分散稳定性高,不易出现沉降和絮凝;

    聚羧酸类分散剂提高了固体颗粒的含量,显著降低分散体系粘度,在高固含量下具有较好流动性,降低了原料成本,减少设备磨损;

    原材料选择范围广,可选择不同种类的共聚单体,分子结构与性能的可设计性强,易形成系列化产品。

    聚羧酸类分散剂采用不同的不饱和单体接枝共聚而成,其代表产物繁多,但结构遵循一定规则,即在重复单元的末端或中间位置带有EO,-COOH,-COO-,-SO3-等活性基团。

    聚羧酸类分散剂在分子主链或侧链上引入强极性基团:羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等使分子具有梳形结构,分子量分布范围为10000-100000,比较集中于5000左右。疏水基分子量控制在5000-7000左右,疏水链过长,无法完全吸附于颗粒表面而成环或与相邻颗粒表面结合,导致粒子间桥连絮凝;亲水基分子量控制在3000-5000左右,亲水链过长,分散剂易从农药颗粒表面脱落,且亲水链间易发生缠结导致絮凝。聚羧酸类分散剂链段中亲水部分比例要适宜,一般为20%-40%,如果比例过低,分散剂无法完全溶解,分散效果下降;比例过高,则分散剂溶剂化过强,分散剂与粒子间结合力相对削弱而脱落。

    聚羧酸类分散剂分子所带官能团如羧基、磺酸基、聚氧乙烯基的数量、主链聚合度以及侧链链长等影响分散剂对农药颗粒的分散性。分子聚合度(相对分子量)的大小与羧基的含量对农药颗粒的分散效果有很大的影响。由于分子主链的疏水性和侧链的亲水性以及侧链(-OCH2CH2)的存在,也起到了一定的立体稳定作用,以防止无规则凝聚,从而有助于农药颗粒的分散。

    聚羧酸类分散剂作用机理:水基性制剂形成的悬浮体系中的原药颗粒很小,与分散介质间存在巨大的相界面,裸露的原药颗粒界面间亲和力很强,吸引能很高,易导致原药颗粒间聚结合并变大,甚至结块。而聚羧酸类分散剂具有独特的分子结构和功能,可以显著提高其抗聚结稳定性,作用机理包括:

    空间位阻效应

    高分子化合物具有较大的分子量,高分子链在介质中充分伸展形成几纳米到几十纳米厚的吸附层,从而产生空间位阻效应。聚羧酸类分散剂分子骨架由主链和较多的支链组成,主链上含有较多的活性基团(甲基[-CH3]、异丁基[-CCH3]、酯基[-COOR]、苯基[-C6H5]),并且极性较强,依靠这些活性基团,主链可以“锚固”在农药颗粒上,侧链具有亲水性,可以伸展在水中,在颗粒表面形成庞大的立体吸附结构,产生空间位阻效应,从而使农药颗粒分散并稳定。

    静电排斥理论

    当离子型聚羧酸类分散剂通过离子键、共价键、氢键及范德华力等相互作用在农药颗粒界面吸附时,磺酸基和羧酸基使农药颗粒带上负电荷,在分散粒子周围形成扩散双电层,产生电动电势即Zeta电势。当两个带有相同电荷的分散相离子相互靠近时,扩散双电层重叠而产生的静电排斥迫使带电的分散相离子相互分开,阻止了其合并,使悬浮体系保持其分散稳定性。

    溶剂化链作用

    聚羧酸类分散剂通过其疏水基对农药颗粒产生齿形吸附,结构中的醚键亲水基朝水定向排列与水分子可以形成氢键,从而形成亲水性立体保护膜,该保护膜也进一步保证了离子的分散稳定性。


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