苯乙烯-马来酸酐共聚物对农药水悬浮剂分散稳定性的影响

摘要

随着人们环保意识和安全知识的不断增强，环境相容性水基性农药剂型越来越受到人们的关注。其中，农药水悬浮剂是农药制剂中处在开发完善中的一种新剂型，具有节约有机溶剂、减少环境污染、对人畜相对安全、药效高、成本低等优点，正逐步成为国内外研究开发的热点。目前，国内外对农药水悬浮剂的研究处在配方筛选阶段，在研究开发过程中，颗粒聚结变大、沉降析水、稠化结块等贮存物理稳定性问题始终是制约其发展的瓶颈，这与农药水悬浮剂形成与稳定的基础理论研究不足有关。
　　 分散剂通过降低液-液和固-液间的界面张力，有效地防止分散体系中固体或液体粒子聚集，从而保持分散体系稳定。苯乙烯-马来酸酐共聚物及其衍生物作为性能优良的分散剂在国内外广泛地应用于石油输送、水处理、印染、黏合剂等工业，尤其是磺化共聚物显示出优异的分散性能。由于其功能基团分布可调、分子量大小可控、环境相容性好，已成为分散剂领域研究的热点。目前，对于聚羧酸盐类表面活性剂的研究虽然较多，但应用方面主要是在洗涤剂中，农药中的应用还不多见。
　　 本文以过氧化苯甲酰为引发剂，改变反应条件，采用溶液共聚法制备一系列苯乙烯-马来酸酐共聚物，并将其作为分散剂应用于采用湿法研磨粉碎工艺制备的农药水悬浮剂中，探讨其对水悬浮剂分散稳定性的影响，以期为农药水悬浮剂的开发提供一定的理论依据。本文主要研究内容如下：
　　 1、在不同温度下合成了一系列聚苯乙烯-马来酸酐，经磺化制得不同分子量的聚苯乙烯-马来酸酐磺酸钠(SSMA)。通过测定平均粒径、Zeta电势、黏度等考察了SSMA对20％除虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响，揭示了分散剂、分散剂用量、pH、无机盐等对除虫脲水悬浮剂分散稳定性的影响，分析了影响其分散稳定性的原因。研究发现：
　　 (1)合成温度不同，SSMA中马来酸酐含量、磺化度和分子量均有所不同，对20％除虫脲水悬浮剂的分散效果也不同。当马来酸酐含量和磺化度较高时，亲水链长、溶剂化作用强，使分散剂SSMA易于从除虫脲表面脱落，同时亲水链之间容易发生缠结而导致絮凝，使分散效果下降。分子量较低，黏度小，分散剂SSMA与除虫脲表面的结合力弱，易产生“架桥”聚结，使分散稳定性下降。对于20％的除虫脲水悬浮剂，最佳分散剂为75℃聚合得到的SSMA。
　　 (2)聚合物分散剂SSMA对除虫脲水悬浮剂分散效果的影响与其加入量密切相关，SSMA用量为3％时，20％除虫脲水悬浮剂的分散稳定性最好，加入过多或过少都会使分散效果下降。
　　 (3)pH值影响离子型聚合物分散剂在水溶液中的解离，而离子型聚合物分散剂的解离又会影响其在水悬浮剂中的分散稳定作用。当pH=9时，SSMA分子完全电离，能为颗粒提供较大的静电排斥势垒，除虫脲水悬浮剂Zeta电势的绝对值出现最大值，颗粒平均粒径最小，分散稳定性最好。
　　 (4)不同pH值下添加Na+或Ca2+的除虫脲水悬浮剂在加速试验后体系中颗粒界面Zeta电势均有不同程度地减小，颗粒平均粒径都有所增大，分散稳定性变差；添加的Na+或Ca2+浓度越大，体系的分散稳定性越差；离子浓度相同的Ca2+的聚沉能力大于Na+，添加Ca2+后的水悬浮剂的分散稳定性更差。
　　 2、改变单体配比或引发剂用量合成一系列聚苯乙烯-马来酸酐(SMA)，并将其应用于硫磺水悬浮剂中，测定其平均粒径、Zeta电势和pH值。结果表明：在ω(BPO)=0.5％，n(St)：n(MA)=0.8:1条件下合成的SMA对25％硫磺水悬浮剂有较好的分散稳定性，其对应的马来酸酐含量为43％，分子量为21019，其最佳用量是2％。