CC BY
27
УДК 661. 162
Р. Б. Валитов (чл.-корр. АН РБ, проф.), Г. Е. Семенова (с.н.с.), И. Г. Головина (н.с.)
Характеристика водных растворов действующих веществ гербицидов, обладающих поверхностно-активными свойствами
Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений Академии наук Республики Башкортостан, лаборатория сульфонилмочевинных препаратов 450029, г. Уфа, ул. Ульяновых, 65; тел. (347) 2428352, e-mail: [email protected]
R. B. Valitov, G. E. Semenova, I. G. Golovina
The characteristic of water solutions of active substances of the herbicides possessing surface-active properties
Scientific-Technological Institute of Gerbisides and Plants Regulators of AS of Bashkortostan Republic, 65, Ulyanovykh Str, Ufa, 450029, Russia; ph. (347)2428352, e-mail: [email protected]
В результате исследования критической концентрации мицеллообразования и солюбилизирую-щей емкости водного раствора поверхностно-активной диметилалкиламинной (ДМАА) соли дикамбы (2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты) установлено, что ДМАА соль присутствует в нем в мицелярном состоянии.
Ключевые слова: дикамба; диметилалкил (С8—С12) аминная соль; критическая концентрация мицеллообразования; 2-метокси-3,6-дих-лорбензойная кислота; мицеллообразование; поверхностно-активное соединение; сталагмо-метрический метод.
Современные гербицидные препараты в форме концентратов эмульсии (КЭ) содержат кроме действующего вещества дополнительно поверхностно-активное соединение и растворитель. Роль поверхностно-активного соединения сводится к созданию устойчивой эмульсии типа «масло в воде» в процессе приготовления рабочей жидкости, используемой для уничтожения сорной растительности в посевах культурных растений (рабочая жидкость — гектарная доза препарата, разбавленная 200—400 л воды)
Ранее я в ходе изучения физико-химических свойств арилоксикарбоновых и бензойных кислот нами было установлено, что из всего многообразия аминных солей только димети-лалкил (С8—С12) аминные соли кислот обладают поверхностной активностью на уровне современных ионогенных поверхностно-активных соединений (30—31 мН/м) 2.
Поскольку ряд арилоксикарбоновых и бензойных кислот является действующими веществами гербицидных препаратов, отмеченный выше факт позволяет синтезировать молекулу действующего вещества гербицида, несу-
Дата поступления 24.08.10
As a result of research of critical concentration micelle-formation and solubilization of a water solution surface-active dimethylalkylamine (DMAA) dikamba salt (2-methoxy-3,6-dichloro-benzoic acid) it was established the micelle condition of DMAA salt.
Key words: dikamba; dimethylalkyl (C8—C12) amine salt; critical concentration micelle-formation; 2-methoxy-3,6-dichlorobenzoic acid; micelle-formation; surface-active compound; stalagmometric method.
щего наряду с биологическим началом также поверхностно-активные свойства.
Данное обстоятельство представляет определенный научный и практический интерес, поскольку рабочие жидкости гербицидных препаратов на базе поверхностно-активных действующих веществ гербицида и растворителя будут отличаться от свойств рабочей жидкости, полученной из классического препарата, содержащего действующее вещество, поверхностно-активное соединение и растворитель.
Основное отличие заключается в том, что в первом случае теоретически можно предполагать нахождение действующего вещества гербицида в состоянии мицелл, тогда как во втором случае мы имеем классическую эмульсию типа «масло в воде».
C целью прояснения ситуации нами проведены дополнительные исследования. В качестве объекта исследования была взята поверхностно-активная диметилалкил (C8—C12) аминная соль дикамбы (ДМАА соль дикамбы), хорошо растворимая в воде. Дикамба (2-ме-токси-3,6-дихлорбензойная кислота) — действующее вещество многих гербицидных препаратов 3.
Факт мицеллообразования поверхностно-активных веществ в водной среде подтверждается:
- наличием критической концентрации мицеллообразования (ККМ), после которой имеет место отсутствие зависимости поверхностного натяжения в водной среде от концентрации поверхностно-активного соединения;
- наличием солюбилизирующей способности водных растворов поверхностно-активных соединений к углеводородам 4
Способность водного раствора ДМАА соли дикамбы к мицеллообразованию и оценку (ККМ) осуществляли сталагмометрическим методом по кривой зависимости поверхностного натяжения на границе раздела жидкость/ воздух от концентрации ДМАА соли дикамбы в водном растворе. Полученные данные представлены на рис. 1.
Как следует из приведенных данных, добавка нефраса в мицеллярный водный раствор ДМАА соли дикамбы приводит к увеличению размера мицелл до 56—144 нм (93%). По нашему мнению, это может свидетельствовать о вхождении в первоначальную структуру мицелл ДМАА соли дикамбы молекул нефраса (солю-билизация).
S
U 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 а
° концентрация ДМАА соли
дикамбы,% мас.
Рис.1. Зависимость коэффициента поверхностного натяжения раствора от концентрации ДМАА соли дикамбы в воде
Как следует из приведенных данных, оценочно можно сказать, что ККМ для ДМАА соли дикамбы колеблется на уровне концентраций 0.05—0.08 % мас. Однако, по нашему мнению, более информативным может оказаться установление факта солюбилизирую-щей способности водного раствора ДМАА соли дикамбы. С этой целью прозрачный 1% водный раствор ДМАА соли дикамбы был проанализирован на спектрометре динамического и статического рассеянного света «PHotocor Complex», предназначенном для измерения размеров наночастиц (рис. 2).
- и ЛII 1 J L Ш
1
1
......... III ...... Mill rrtfl-—m 1
Г| :■!-. Г1П 1 v + 4 1
'Г11Еensic^l jtistrib [M!
Files: 1dmaadikamb_2.txt
1dmaadikamb_2.txt Intensity Distrib, (nm)
Peak Num Area Mean Position STD
1 0.776 3.642 3.220 1.093
2 0.045 40.06 36.22 10.94
3 0.036 221.5 222.4 67.34
4 0.057 2742. 2502. 848.6
5 0.085 2.0e+5 1.5e+5 1.3e+5
Х2:0.001
Рис.2. Распределение по размерам частиц 1% водного раствора ДМАА соли дикамбы
о!и£ 1ог 5 ___ - - — - - - Н1 -
1
1
о — А ■ч 1 л 1111
0.01 1 100 1е+4 1е+6 1е+8
1гЛепзз.Ьу С15Ъг±Ь (ш&)
БИвБ: 5оЫ1к+пе£га8-1.ТХТ
Sol-dik+nefras-1.TXT Intensity Distrib, (nm)
Реак Ыит Агеа Меап РОБШОП ею
1 0.022 0.033 0.034 0.008
2 0.002 0.245 0.246 0.016
3 0.019 4.047 4.355 0.407
4 0.430 57.21 56.98 13.36
5 0.503 144.9 141.2 45.14
6 0.024 1.0е+5 9.4е+4 2.3е+4
X 2: 4.0е-4
Рис.3. Распределение по размерам частиц 1% водного раствора ДМАА соли дикамбы, содержащего 0.032% нефраса
Как следует из приведенных данных, 81% частиц ДМАА соли дикамбы имеют размер от 3 до 36 нм.Далее, к 50 г 1% водного раствора ДМАА соли дикамбы добавили 0.016 г нефраса и проанализировали прозрачный образец на том же спектрометре (рис. 3).
Для оценки реальной солюбилизирующей способности 1% водного раствора ДМАА соли дикамбы был использован метод определения начала помутнения раствора по мере добавления в него нефраса как факта прекращения солюбилизации. Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 1.
Таблица 1
Солюбилизирующая способность водного раствора ДМАА соли дикамбы
Состав водного раствора ДМАА соли дикамбы, г Добавлено нефраса, г Состояние раствора
ДМАА соль 0.01 прозрачный
дикамбы - 0.5 0.02 прозрачный
Вода - 49.5 0.03 прозрачный
0.04 прозрачный
0.05 начало
помутнения
Можно сказать, что солюбилизирующая емкость водного раствора ДМАА соли дикамбы по отношению к нефрасу составляет 8—9 % мас. от массы самой соли.
Таким образом, приведенные выше результаты позволяют считать, что водные растворы поверхностно-активных ДМАА солей дикамбы представляют собой мицеллярные растворы. Данный факт для специалистов в области разработки и производства препаративных форм гербицидов (КЭ) имеет как научное, так и практическое значение, поскольку позволяет варьировать качество рабочей жидкости, в которой действующее вещество гербицида может находиться как в мицеллярном состоянии, так и в состоянии эмульсии типа «масло в воде».
Литература
1. Мельников Н. Н. Пестициды, химия, технология и применение.— М.: Химия, 1987.— 185 с.
2. Пат. РФ № 2384064 // Б. И.- 2010.- №3.-С. 24.
3. Справочник пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ.-М.: Агрорус, 2008.- 250 с.
4. Хольмберг К., Иенссон Б., Кромберг Б., Линд-ман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах.- М.:Бином, 2007.- 320 с.
