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面向水基农药制剂的新型表面活性剂TPGS-X-M动静态表面张力及性能研究
来源：农药学学报 浏览 568 次 发布时间:2026-05-26
2 结果与分析
2.1 表面活性剂TPGS-X-M的静态表面张力
通过不同表面活性剂水溶液的静态表面张力曲线 (图1)，可以得到表面活性剂的cmc和γCMC (临界表面张力)。从表2数据可以看出，TPGS-750-M的γCMC最小，TPGS-1900-M的γCMC最大，但两者差值仅为3.766 mN/m。表面活性剂的cmc值约为5.00 g/L，因此在使用时用量应大于5.00 g/L。
图 1 不同表面活性剂在水溶液中的表面张力 (25 ℃)
表 2 不同表面活性剂的cmc和γCMC值 (25 ℃)
|
表面活性剂 Surfactant |
临界胶束浓度 Critical micelle concentration, cmc/(g/L) |
临界表面张力 Critical surface tension, γCMC/(mN/m) |
|---|---|---|
| TPGS-750-M | 3.33 | 40.578 |
| TPGS-1000-M | 3.33 | 43.316 |
| TPGS-1500-M | 4.00 | 43.456 |
| TPGS-1900-M | 5.00 | 44.344 |
2.2 表面活性剂TPGS-X-M的动态表面张力
动态表面张力 (DST) 是指表面活性剂在达到平衡吸附前某一时刻的表面张力，表示表面活性剂分子在气液界面的吸附速度，一般分为诱导区、快速下降区、介平衡区和平衡区4个阶段。通过图2可以看出，表面活性剂的动态表面张力曲线的下降趋势与FS3000类似，其中TPGS-1000-M、TPGS-1500-M和TPGS-1900-M在1 249.3 ms时的动态表面张力下降的趋势较商品化分散剂FS3000更大，因此与FS3000相比，新合成的表面活性剂更具一定优势。
图 2 不同表面活性剂稀释10 000倍时的动态表面张力
2.3 20%乙螨唑悬浮剂的性能参数
通过静态表面张力测试结果可知：TPGS-750-M具有最低的cmc值，但与其他表面活性剂相比差值不大；TPGS-750-M和TPGS-1000-M的水溶性较差，40 ℃下贮存24 h才可以完全溶解，而TPGS-1500-M和TPGS-1900-M在水溶液中40 ℃下15min即可完全溶解，因此选择TPGS-1500-M和TPGS-1900-M进行剂型配方试验。
采用TPGS-1500-M和TPGS-1900-M制备的20%乙螨唑悬浮剂经冷冻、热贮后，不析水、不分层、流动性良好，悬浮率和有效成分含量合格 (表3)，与采用FS3000为分散剂制备的悬浮剂的粒径、悬浮率、有效成分含量、分散性、热贮稳定性以及低温稳定性相当，因此，新型表面活性剂TPGS-1500-M、TPGS-1900-M有望作为悬浮制剂的分散剂使用。
表 3 不同剂型配方的理化参数
|
理化参数 Physical and chemical parameters |
配方1 Formula 1 |
配方2 Formula 2 |
配方3 Formula 3 |
|---|---|---|---|
| 粒径 Particle size/μm |
D10: 0.657 D50: 1.369 D90: 3.266 |
D10: 0.643 D50: 1.382 D90: 3.268 |
D10: 0.658 D50: 1.347 D90: 3.246 |
| 悬浮率 Suspension rate/% | 99 | 99 | 99 |
| 有效成分含量 Active ingredient content/% | 19.98 | 20.01 | 19.99 |
| 分散性 Suspensibility | 良 Good | 良 Good | 良 Good |
| 热贮稳定性 Thermal storage stability | 良 Good | 良 Good | 良 Good |
| 低温稳定性 Low temperature stability | 良 Good | 良 Good | 良 Good |
3 结论
本文使用DL-α-生育酚为中间体经两步酯化反应合成得到了4种新型非离子表面活性剂，通过核磁共振谱和红外光谱确定了其结构，测定了其cmc和动态表面张力，并以其为分散剂制备了20%乙螨唑悬浮剂，测试部分理化性质指标。静态表面张力测试结果表明，EO链的长度对cmc值的影响不大，在0.5%左右；动态表面张力测试结果显示，合成的表面活性剂动态表面张力下降的趋势较FS3000更大，有一定的优势。通过对20%乙螨唑悬浮制剂的粒径、悬浮率、有效成分含量、分散性、热贮稳定性以及低温稳定性分析结果表明，合成的表面活性剂TPGS-1500-M和TPGS-1900-M与FS3000具有类似的作用，有望作为分散剂使用。与传统表面活性剂相比，制备TPGS-1500-M和TPGS-1900-M所需的原料DL-α-生育酚是天然产品维生素E的水解产物，存在非显著的水生毒性、良好的环境友好性和生物相容性的潜能，在水基性农药制剂中具有进一步研究的价值。