Влияние типа и концентрации ПАВ на физико-химические свойства эмульсий гербицидной препаративной формы Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 632.95

В. М. Кузнецов (к.х.н., с.н.с., зав. лаб.)1, Т. С. Соломинова (к.биол.н., с.н.с., зав. лаб.)2, Л. М. Мрясова (н.с.) 3, Р. М. Ахметшина (вед. спец.)

Влияние типа и концентрации ПАВ на физико-химические свойства эмульсии гербициднои препаративнои формы

Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений АН РБ, 1 лаборатория технологии препаративных форм и биологических испытаний, 2лаборатория компьютерных технологий исследования и информационного обеспечения, 3отдел биологических исследований гербицидов, фунгицидов и антисептических препаратов 450029, г. Уфа, ул. Ульяновых, 65; тел./ факс (347) 2428352, e-mail: [email protected]

V. M. Kuznetzov, T. S. Solominova, L. M. Mryasova, R. M. Akhmetshina

Еffect of surfactants type and concentration on physic-chemical properties of herbicide emulsion formulations

Scientific-Research Institute of Technology of Herbicides and Plants Growth Regulators 65, Uljanovykh Str, 450029, Ufa, Russia; ph./fax (347) 2428352; e-mail: [email protected]

С целью оптимизации рецептуры гербицидного эмульгирующегося концентрата эфилон исследована взаимосвязь типа и концентрации ПАВ с поверхностным натяжением на границе раздела фаз жидкость — воздух и жидкость — жидкость, размером частиц дисперсной фазы эмульсии и количеством коагулята.

Relationships between surfactants type and concentration and surface tension in liquid-air and liquid-liquid, particle size of the emulsion dispersed phase, quantity of coagulant were studied for optimization of the herbicide emulsifiable concentrate formulation «efilon».

Key words: critical micelle concentration; dispersed phase; emulsifiable concentrate; herbicide; surface tension; surfactant.

Ключевые слова: гербицид; дисперсная фаза; критическая концентрация мицеллообразования; поверхностно-активное вещество; поверхностное натяжение; эмульгирующийся концентрат.

При разработке рецептур препаративных форм гербицидов особое внимание уделяется выбору подходящего поверхностно-активного вещества. Исследование влияния количества и качества ПАВ на физико-химические свойства и эксплуатационные характеристики герби-цидных препаратов является важнейшим условием успешного применения химических средств защиты растений, повышения эффективности использования потенциала действующего вещества препаративной формы.

Экспериментальная часть

Рецептура препарата эфилон, представляющая собой эмульгирующийся концентрат, разработана по классической схеме: действующее вещество — ПАВ — растворитель.

В качестве ПАВ в работе использовали оксиэтилированный изононилфенол — неонол АФ 9-12 производства ОАО «Нижнекамск-

Дата поступления 10.02.10

нефтехим», а также эмульгатор Berol 9927 фирмы Akzo Nobel, в качестве растворителя — нефрас А 150/330, в качестве действующего вещества — 2-этилгексиловый эфир 3,6-ди-хлорпиридин-2-карбоновой кислоты (клопира-лид). Это вещество является послевсходовым системным гербицидом, применяемым против сорняков в посевах пшеницы, ячменя, кукурузы, сахарной свеклы и других культур при нормах расхода 0.05 — 0.2 кг/га.

Концентрацию ПАВ в препарате варьировали при постоянном содержании действующего вещества, равном 450 г/л. Размеры частиц дисперсной фазы эмульсии определяли методом оптической микроскопии, поверхностное натяжение рабочей жидкости на границе с воздухом и межфазное натяжение — сталагмомет-рическим методом, количество коагулята — визуально в отстойнике, представляющим собой узкий стеклянный градуированный цилиндр с пробкой.

Результаты и обсуждение

Полученные результаты показали, что с увеличением концентрации ПАВ в препарате и эмульсии количество коагулята уменьшается вплоть до полного отсутствия, размер частиц дисперсной фазы эмульсии уменьшается, поверхностное натяжение на границе с воздухом и межфазное натяжение также уменьшаются (таблица). Небольшая разница в эффективности эмульгаторов неонол и Вего1 состоит в том, что для достижения одинакового эффекта неонола требуется на 5% больше, это можно объяснить составом ПАВ. Вего1 является сме-севым ПАВ, включающим алкоксилирован-ный спирт и додецилбензолсульфонат кальция. Такая комбинация способствует лучшему эмульгированию препарата в воде и стабилизации полученной эмульсии.

Представленные на рис. 1, 2, 3 кривые зависимости количества коагулята, размеров частиц дисперсной фазы и поверхностного натяжения от концентрации ПАВ в эмульсии практически совпадают и дают возможность оптимизировать основные параметры рабочей эмульсии гербицида. Для определения критической концентрации мицеллообразования концентрацию ПАВ по оси абсцисс выражали в десятичных логарифмах (рис. 4). Наклонная

прямая хорошо описывается адсорбционным логарифмическим уравнением Гиббса, согласно которому с увеличением логарифма концентрации ПАВ происходит пропорциональное уменьшение поверхностного натяжения вплоть до мицеллообразования, на которое указывает излом наклонной прямой. Значительная разница между ККМ эмульсии и ККМ раствора неонола объясняется тем, что мицеллы в водном растворе состоят только из молекул ПАВ, тогда как мицеллы, образовавшиеся в эмульсии, включают, наряду с ПАВ, другие органические вещества — нефрас, эфир клопиралида, 2-этилгексанол, не вступивший в реакцию эте-рификации при синтезе действующего вещества. Для того, чтобы стабилизировать эти заполненные органикой мицеллы, необходима более высокая концентрация ПАВ.

Таким образом, в процессе разработки эмульгирующегося концентрата эфилон исследована взаимосвязь типа и концентрации ПАВ с поверхностным натяжением на границе раздела фаз жидкость-воздух и жидкость-жидкость, размером частиц дисперсной фазы эмульсии и количеством коагулята, что позволяет оптимизировать рецептуру и повысить эффективность применения гербицидного препарата.

Таблица

Характеристика эмульсий препарата эфилон

Концентрация ПАВ в препарате, % мас. Концентрация ПАВ в эмульсии, % мас. Количество коагулята 2%-й (по препарату) эмульсии объемом 100 см3 через 4 ч отстоя, см3 Размер частиц основной фракции дисперсной фазы, мкм Поверхностное натяжение на границе с воздухом, мН/м Межфазное натяжение, мН/м

ПАВ - неонол

20.0 0.4 Коагулят отсутствует 1 - 2 32.4 0.4

15.0 0.3 0.05 2 - 3 32.4 0.5

10.0 0.2 0.1 3 - 4 32.6 0.6

5.0 0.1 1.0 15 - 20 33.3 1.5

2.5 0.05 1.4 40 - 50 33.9 2.1

1.25 0.025 1.8 50 - 70 34.9 3.4

ПАВ - Бего!

20.0 0.4 Коагулят отсутствует Менее 1 28.7 0.5

15.0 0.3 Коагулят отсутствует 1 - 2 28.7 0.5

10.0 0.2 0.05 1 - 3 29.3 0.5

5.0 0.1 0.5 5 - 10 31.7 2.4

2.0 0.04 1.0 10 - 20 35.4 6.1

1.0 0.02 2.0 10 - 20 43.5 14.2