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聚羧酸鹽類分散劑在農藥中的使用

  丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物等高分子分散劑屬于均聚物或共聚物,通常在分散體系中可以起到空間穩定作用,有的帶電高分子還可以通過靜電穩定機制提高分散體系的穩定性,因而高分子分散劑比無機、有機小分子分散劑更為有效。聚羧酸鹽類分散劑具有長碳鍊,較多活性吸附點以及能起到空間排斥作用的支鍊,由于其特殊的結構而對懸浮體系具有很好的分散性能。

    聚羧酸類分散劑與傳統木質素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物鈉鹽分散劑相比有以下特點:

      聚羧酸類分散劑對懸浮體系中的離子,pH值以及溫度等敏感程度小,分散穩定性高,不易出現沉降和絮凝;

    聚羧酸類分散劑提高了固體顆粒的含量,顯著降低分散體系粘度,在高固含量下具有較好流動性,降低了原料成本,減少設備磨損;

    原材料選擇範圍廣,可選擇不同種類的共聚單體,分子結構與性能的可設計性強,易形成系列化産品。

    聚羧酸類分散劑采用不同的不飽和單體接枝共聚而成,其代表産物繁多,但結構遵循一定規則,即在重複單元的末端或中間位置帶有EO,-COOH,-COO-,-SO3-等活性基團。

    聚羧酸類分散劑在分子主鍊或側鍊上引入強極性基團:羧基、磺酸基、聚氧化乙烯基等使分子具有梳形結構,分子量分布範圍為10000-100000,比較集中于5000左右。疏水基分子量控制在5000-7000左右,疏水鍊過長,無法完全吸附于顆粒表面而成環或與相鄰顆粒表面結合,導緻粒子間橋連絮凝;親水基分子量控制在3000-5000左右,親水鍊過長,分散劑易從農藥顆粒表面脫落,且親水鍊間易發生纏結導緻絮凝。聚羧酸類分散劑鍊段中親水部分比例要适宜,一般為20%-40%,如果比例過低,分散劑無法完全溶解,分散效果下降;比例過高,則分散劑溶劑化過強,分散劑與粒子間結合力相對削弱而脫落。

    聚羧酸類分散劑分子所帶官能團如羧基、磺酸基、聚氧乙烯基的數量、主鍊聚合度以及側鍊鍊長等影響分散劑對農藥顆粒的分散性。分子聚合度(相對分子量)的大小與羧基的含量對農藥顆粒的分散效果有很大的影響。由于分子主鍊的疏水性和側鍊的親水性以及側鍊(-OCH2CH2)的存在,也起到了一定的立體穩定作用,以防止無規則凝聚,從而有助于農藥顆粒的分散。

    聚羧酸類分散劑作用機理:水基性制劑形成的懸浮體系中的原藥顆粒很小,與分散介質間存在巨大的相界面,裸露的原藥顆粒界面間親和力很強,吸引能很高,易導緻原藥顆粒間聚結合并變大,甚至結塊。而聚羧酸類分散劑具有獨特的分子結構和功能,可以顯著提高其抗聚結穩定性,作用機理包括:

    空間位阻效應

    高分子化合物具有較大的分子量,高分子鍊在介質中充分伸展形成幾納米到幾十納米厚的吸附層,從而産生空間位阻效應。聚羧酸類分散劑分子骨架由主鍊和較多的支鍊組成,主鍊上含有較多的活性基團(甲基[-CH3]、異丁基[-CCH3]、酯基[-COOR]、苯基[-C6H5]),并且極性較強,依靠這些活性基團,主鍊可以“錨固”在農藥顆粒上,側鍊具有親水性,可以伸展在水中,在顆粒表面形成龐大的立體吸附結構,産生空間位阻效應,從而使農藥顆粒分散并穩定。

    靜電排斥理論

    當離子型聚羧酸類分散劑通過離子鍵、共價鍵、氫鍵及範德華力等相互作用在農藥顆粒界面吸附時,磺酸基和羧酸基使農藥顆粒帶上負電荷,在分散粒子周圍形成擴散雙電層,産生電動電勢即Zeta電勢。當兩個帶有相同電荷的分散相離子相互靠近時,擴散雙電層重疊而産生的靜電排斥迫使帶電的分散相離子相互分開,阻止了其合并,使懸浮體系保持其分散穩定性。

    溶劑化鍊作用

    聚羧酸類分散劑通過其疏水基對農藥顆粒産生齒形吸附,結構中的醚鍵親水基朝水定向排列與水分子可以形成氫鍵,從而形成親水性立體保護膜,該保護膜也進一步保證了離子的分散穩定性。


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