第一章农药加工的基本概念与原理

1、第一章 农药加工的基本概念与原理第一节 农药加工的基本概念1.农药加工2.农药剂型加工的意义3.农药剂型加工的主要影响因素第二节 农药加工的基本原理1.农药加工和使用中的润湿原理2.农药加工和使用中的分散原理3.农药加工和使用中的乳化原理4.农药加工与使用中的增溶原理5.农药加工与使用中的控制释放技术6.农药加工和使用中的起泡和消泡原理本章难点和重点 要求了解农药剂型加工的作用和意义，掌握农药剂型加工过程中所涉及的基本原理。 难点难点：农药加工与使用中的润湿原理、分散原理、乳化原理、增溶原理、控制释放技术、起泡和消泡原理。 重点重点：农药剂型加工的意义，农药剂型加工的主要影响因素。 概念概念：

2、原药、制剂、控制释放制剂、农药乳化剂、临界胶束浓度、农药加工、农药剂型 。第一节 农药加工的基本概念1.农药加工相关概念2.农药剂型加工的意义3.农药剂型加工的主要影响因素农药加工相关概念 由专门的化工厂生产合成未经过加工的农药称技术级原药。固体状态的原药称为原粉，液体状态的原药称为原油。在原药中加入适当的辅助剂，制成便于使用的形态的过程叫农药加工。加工后的农药具有一定的形态、组成及规格的农药称之为农药制剂。农药制剂我国国家标准规定应有三部分组成，其顺序为有效成分的质量百分含量数、有效成分的通用名称及剂型。例如20%三唑磷乳油。农药剂型加工的意义a. 稀释作用 能将高浓度的原药稀释至对有害生物

3、有毒，而对农作物、牲畜、鸟、鱼类以及自然环境不造成危害的程度。b. 优化生物活性 能使农药获得特定的物理性能和质量规格，这样的农药喷撒到作物靶标上，能够均匀分布、牢固地黏着，并有较高的沉积率，最终表现为良好的防治效果。c. 高毒农药低毒化 通过加工，能将高毒农药加工成低毒剂型及其制剂，以提高施药者的安全性。d. 提高原药储存期的稳定性以获得良好的“货架寿命”。e. 扩大使用方式和用途 通过加工，能使一种原药加工成多种剂型及制剂，扩大使用方式和用途，方便用户。f. 控制原药释放速度 加工成缓释剂，可控制有效成分缓慢释放，提高对施药者和天敌的安全性，减少对环境的污染。并能控制持效期，减少施药次数，

4、节约用药。g. 混合制剂具有增效、兼治、延缓抗药性发展，提高安全性的作用。农药剂型加工的主要影响因素a.农药的物理特性（形态、熔点、溶解度、挥发度）和化学特性（水解稳定性、热稳定性）；b.有害生物的特性；c.使用技术的要求，使用方法和喷药器具不同，选择的剂型也不同；d.植物的局部生态条件影响剂型的选择；e.经济效益，要考虑加工成本及市场竞争力。农药的溶解性和物态与其剂型形态的相关性常见农药剂型形态和使用形态第二节 农药加工的基本原理1.常识性问题2.农药加工和使用中的润湿原理3.农药加工和使用中的分散原理4.农药加工和使用中的乳化原理5.农药加工与使用中的增溶原理6.农药加工与使用中的控制释放

5、技术7.农药加工和使用中的起泡和消泡原理助剂的概念与分类 农药助剂又称为农药辅助剂,是农药制剂加工和应用中使用的除农药原药之外的其他辅助物的总称。它是用来改善农药理化性质和使用性能的辅助物质。习惯上，暂不包括常用的稀释剂水以及某些除草剂配套用的安全剂或解毒剂。一般来说，农药助剂本身无生物活性，但能增强农药的防治效果。 农药助剂种类繁多（约1200多种），至今也无统一的国际命名原则和分类。本书我们特别推荐农药助剂的表面活性剂分类法。将现有助剂分为表面活性剂（包括天然的和合成的）和非表面活性剂两大类。按此分类法，属于或基本属于表面活性剂类的农药助剂有：分散剂、乳化剂、润湿剂、渗透剂、展着剂、黏着剂

6、、掺合剂、防漂移剂、发泡剂、消泡剂、增黏剂、触变剂、稳定剂、抗凝聚剂等。属于或基本属于非表面活性剂类的农药助剂有：稀释剂、溶剂、助溶剂、载体、填料、防静电剂、抗结块剂、药害减轻剂、抗冻剂、pH 调节剂、推进剂和增效剂等。农药助剂的基本性能易于农药制剂加工，有助发挥药效；实际使用中对作物安全，对人、畜、生态系统毒性小，对天敌安全，无害；稳定性好，不易分解、失效；资源丰富，成本低廉。农药助剂的作用原理a.农药有效成分的分散，包括分散剂、乳化剂、溶剂、稀释剂、填料和载体等。b.有助于发挥延长和增强药效，包括稳定剂、控制释放助剂和增效剂等。c. 有助于有害生物接触和吸收农药有效成分，包括润湿剂、渗透剂

7、和展着剂等。d.增加安全性和方便使用，包括防漂移剂、防尘剂、药害减轻剂、消泡剂、起泡剂和警戒色素等。农药加工和使用中的润湿原理 化学农药加工和使用中需要助剂起润湿、渗透作用的情况不少。主要包括农药制剂加工如可湿性粉剂、可溶性粉剂、固体乳剂、水悬剂、油悬剂、干悬浮剂和水分散性粒剂；固体制剂以液体形式施用；农药喷雾液的施用对象是重蜡质作物叶面，杂草、害虫体等等。 通常，人们称固体表面被液体覆盖的过程为润湿。表面活性剂的润湿作用是指其溶液以固-液界面代替被处理对象表面原来的固-气界面的过程。取代的推动力是表面活性剂降低了表（界）面张力的结果。几种常见界面气气-液界面液界面气气-固界面固界面液液-液界

8、面液界面液液-固界面固界面固固-固界面固界面润湿的基础知识润湿的基础知识液相气相形成了液体的表面张力形成了液体的表面张力形成了液体的表面过剩自由能形成了液体的表面过剩自由能以液体为例以液体为例表面张力表面张力A AB BF Flh hdA表面张力所作的功为表面张力所作的功为W与与dA成正比成正比农药加工和使用中的润湿原理 从物理化学角度，固体表面被润湿的难易程度，通常取决于三种作用力，如图所示。当液滴稳定下来，液体和固体间的这几种作用力达到平衡。 (T.young) 式中，称为液体在固体表面上的接触角。接触角愈小，表示该固体表面易被润湿，换言之，对给定固体表面，则表示该表面活性剂溶液的润湿能力

9、好。农用表面活性剂的润湿包括黏着（或附着）润湿、浸透（或浸渍）润湿及展着（或铺展）润湿3种类型。1固体表面张力，它的作用是力图缩小固体表面积，增加固- 液界面面积；1，2固体和液体间的界面力，它的作用与相反，力图使固-液界面间的面积缩小；2液体表面张力，它的作用是力图使液体表面积尽量缩小。液滴在固体表面上受力的状态Young氏方程基本假设：基本假设：a.过程发生在理想表面上；b.系统达到平衡状态；c.体系的温度、压力和组成均不发生变化则体系的总自由能变化仅取决于表面自由能的变化。 即AddAAddGsurf)(Young氏方程公式推导：公式推导：在钎料铺展过程中,设体系在平衡条件下固液相界面面

10、积增加了dA,则液气相界面面积增加量为 ，所以:由于 ,可以忽略,而 ，则有:当系统平衡时, ,而dA0,所以有:由此即得Young氏方程:cos又称为“润湿系数”。显然，和cos均可用来衡量润湿程度的大小。)cos(ddAAdddAdAdAdGlgslsgsurfcos(ddcos(lgslsgsurfdAdG0surfdGcoslgslsglgslsg (cos润湿示意图Young氏方程 Young氏方程的推导是假定在恒温、恒压和组成不变的平衡条件下得到的,但在实际润湿过程中,温度和组成都可能发生变化,并且在润湿铺展的过程中,铺展面积不断扩大,当然没有达到平衡状态,因此,严格地说,Youn

11、g氏方程是不适合用来描述润湿铺展过程的,但在用来进行一般的定性判断时,则可借助于Young氏方程。黏着（或附着）润湿示意图dA11LGL相相G相相dASLSGS相相L液相液相LGG气相气相L液相液相LGL液相液相LLG气相气相L液相液相L液相液相LGS固相固相G气相气相SGL液相液相SLS固相固相G气相气相黏着（或附着）润湿 黏着（或附着）润湿是指当液体与固体接触时，将原先液体的液-气界面和固体的固-气界面转变为液-固界面的过程。设接触面积为1个单位值时，自由能变化为： 润湿所做的功WA与表面张力和接触角的关系： Wa0时，粘附过程可以自发进行。glgslsasGWGA gas liquids

12、固体浸透（或浸渍）润湿过程示意图固体表面浸透润湿固体内部浸透润湿G相相L相相S相相SGG相相L相相S相相SL浸透润湿功浸透（或浸渍）润湿 浸透（或浸渍）润湿是指固体浸入液体的过程,既将原先为固-气界面变为固-液界面的过程。设接触面积为1个单位值时，自由能变化为： 润湿所做的功Wi与表面张力和接触角的关系： Wi 0时，浸湿过程可以自发进行g sl sisGWGA 展着(或铺展) 润湿过程s展着（或铺展）润湿示意图L液相液相LGS固相固相G气相气相SGL液相液相SLS固相固相G气相气相LG展着（或铺展）润湿 展着（或铺展）润湿是指从固-液界面代替固-气界面的同时，液体在固体表面也同时扩展的过程。

13、设接触面积为1个单位值时，自由能变化为（WS=S）： 润湿所做的功Wi与表面张力和接触角的关系： WS0时，铺展过程可以自发进行。g sl sg lS液体在固体表面润湿情况 由于在一定温度下，一种液体的表面张力为一常数。因此，同种液体上固体表面的润湿情况取决于接触角的大小，接触角愈小，cos值愈大，润湿性能越好。农药表面活性剂在防治靶标表面的润湿作用 含有农用表面活性剂的药液在被处理对象表面上的润湿作用情形可分为完全润湿、部分润湿及不润湿3种情况。而在固体表面上不润湿和完全润湿两种情况都无实际应用意义，只有当含有表面活性剂的药液在固体表面上为部分润湿（00900）时，对农药加工和使用才有实际应

14、用价值。含有农用表面活性剂的药液在被处理对象表面上的润湿作用情形农药加工和使用中的分散原理 把1种或几种固体或液体微粒均匀地分散在1种液体中组成的固-液或液-液分散体系。被分散成许多微粒的物质叫分散相，而微粒周围的液体叫连续相或分散介质。农药用表面活性剂的分散作用（称为分散剂）通常是指借助基本特性经一定的加工工艺促使不溶或难溶于水的固态或膏状物原药以细小微粒均匀地分散于水或其它液体中的过程，形成具有一定稳定性的水分散液或悬浮液。 农药加工剂型和应用中的分散体系农药加工剂型和应用中的分散体系农药加工中分散剂的分散过程 润湿。在表面活性剂存在下将固体的外部表面润湿，并从内部表面取代空气。 团簇的固

15、体和凝集体的分裂。用机械能量（超微粉碎机、砂磨机等）将其粉碎到所需要的尺寸，并让助剂润湿表面及其内部。 分散体形成、稳定和破坏同时发生。对悬浮液而言，破坏的主要因素是粒子密度减少、碰撞絮凝（一种不可逆絮凝），沉降（分层和结块）和结晶生长等。农药用分散剂的作用基本原理解释 吸附作用 表面电荷作用 位阻障碍 农药用表面活性剂的分散性能和效力受多种因素影响，其中关键因素是自身化学结构和组成以及被分散体系的性质。同一种表面活性剂在不同应用条件下表现出的分散性能不同，有时差别很大。吸附作用 以表面活性剂作为农药分散体系中的分散剂，它的分散作用首先是基于其在液-液界面和固-液界面上的吸附原理。这是由于分散

16、剂的两亲分子结构使其易于在溶液内部迁移并富集于液面、油-水界面及固体粒子表面上，也即易于发生界面吸附。其吸附方式可能的情况有： a.离子交换吸附。是指具有强烈带电吸附位的吸附剂。 b.离子对吸附。表面活性剂离子吸附于具有相反电荷的、未被反离子所占据的固体表面位置。 c.氢键吸附。表面活性分子或离子与固体表面极性基团形成氢键而吸附。 d.电子极化吸附。分散剂分子中含有富电子的芳香核时，与农药原药和（或）载体表面的强正电性位置相互吸引。 e.憎水作用吸附。分散剂的亲油基在水介质中易于相互联结形成“憎水链”，并与已吸附于表面的其它表面活性剂分子聚集而吸附，即以聚集状态吸附于农药或载体表面。表面电荷作

17、用 在农药用表面活性剂中有一大批离子型分散剂，它们除具备上述各种吸附性能外，另一重要特点是使分散粒子带上负电荷，并在溶剂化条件下形成一个静电场。这时，带有相同电荷的农药粒子间相互排斥，导致分散体系破坏过程减缓，从而提高分散体系的分散作用和物理稳定性。这在制备农药水悬剂，油悬剂OF，SU，WP，WG 和DF 等选择分散剂时有普遍意义。解释粒子表面电荷现象的理论是所谓Zeta电位概念。Zeta电位变化 Zeta电位值可用试验测定。其电位能作为分散粒子表面上离子负荷的量度。电位的高低主要是由离子型分散剂在粒子表面上各种吸附方式所决定。Zeta电位高低和变化可以说明分散剂带电荷情况和吸附在颗粒上的分散

18、剂吸附和解吸难易程度，从而判别分散剂效果差异以及所形成的分散体系悬浮液的稳定程度等。Zeta电位的概念位阻障碍 来源于分散剂的分子较牢固地吸附在分散固体颗粒上，构成一个空间屏障，抵抗分散粒子间密切接触。这种空间排斥作用称为分散剂的位阻障碍。这种效应在应用聚合物分散剂，尤其是阴离子、高分子分散剂时表现比较明显。由聚合物分散剂吸附形成的农药分散体，在研制各种水悬剂中特别重要。农药加工和使用中的乳化原理 两种互不相溶的液体，如大多数农药原油或农药原药的有机溶液与水经过激烈搅拌，其中原油或原药的有机溶液以0.150 m 直径的微粒分散在水中，这种现象称为乳化。由于乳化作用得到的具有一定稳定度的油-水分

19、散体系，叫做乳状液。其中被分散成微粒的液体原油或原药的溶液称为内相或分散相；另一部分液体（水）称为外相或连续相。农药乳状液基本上分为两种类型，一种是水包油型（O/W 型）乳状液。此时油是分散相，水是连续相。这是化学农药乳状液的基本类型。另一种是油包水型（W/O 型）乳状液，此时水是分散相，油是连续相。农药加工和使用中的乳化原理 从能量观点看，乳化作用形成乳状液，大大增加了被分散相的表面积。它是增加体系能量的过程，需要做功。 农药制剂中实际上都要加入起乳化作用的表面活性剂来制备稳定的乳状液。表面活性剂（乳化剂）加入后，其亲水基朝向水相，亲油基朝向油相，在界面上定向排列，形成界面保护膜层，降低了界

20、面张力。这不仅使乳化作用易于进行，而且已分散的油滴表面的乳化剂保护膜阻止了油滴重新聚集，从而使乳状液稳定性增加。这就是乳化剂的乳化作用。离子型乳化剂可以因电离使分散油粒带上相同电荷，阻止油滴相互靠拢。非离子型乳化剂虽不能电离，但绝大多数都有可与水发生氢键作用生成水化物的基团或亲水链节。同时农药用非离子乳化剂所生成的界面保护膜，尤其是与适当的阴离子型如烷基苯磺酸钙盐之类相配合时，形成的混合型乳化剂界面保护膜比较牢固，因此乳状液比较稳定。农药乳状液类型水包油型油包水型乳状液类型示意图农药加工与使用中的增溶原理 增溶是指某些物质在表面活性剂的作用下，在溶剂中的溶解度显著增加的现象。具有增溶作用的表面

21、活性剂称为增溶剂。可溶化的液体或固体称为被增溶物。在农药加工制剂中，增溶剂是农药用表面活性剂和它们的复合物，被增溶物是农药有效成分和其它助剂组分。农药用表面活性剂能否呈现增溶作用，受到各种因素的限制，主要取决于其化学结构和浓度，以及被增溶物的性质及环境条件。在现有农药制剂加工和施用条件下，只有一部分表面活性剂对一部分农药及其它配方组分表现出增溶作用，增溶效果也不相同。但有一个基本条件是增溶剂的浓度必须高于临界胶束浓度。原因是表面活性剂的增溶作用是建立在它的胶束结构和作用基础上。CMC是形成胶束的起点。浓度高于CMC才可能形成各种胶束。胶束形成后，被增溶物的非极性部分可进入胶束内部，极性部分可处

22、于胶束表面。极性较大的则与表面活性剂的亲水基结合。于是非极性物则可溶解于胶束内部，从而增溶。临界胶束浓度临界胶束浓度(critical micelle concentration) 表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。CMC的测定方法有表面张力法、电导法、染料法、浊度法、光散射法。当被增溶物超过胶束内部允许限量时，则会发生混浊现象。 表面活性剂增溶现象不同于一般溶解作用。增溶作用形成的是所谓胶体溶液而不是分子溶液。物质溶解后，溶剂的某些性质

23、，如沸点、冰点、渗透压等将发生较大的变化。而在增溶作用时溶剂的这些性质很少受影响。增溶与助溶也不同，助溶是由于助溶剂的加入而改变了溶剂的性质从而使溶质溶解度增加。增溶与乳化也是不同的，增溶是热力学稳定的，乳化则是热力学不稳定的。增溶作用示意图增溶作用图胶团的形成表面活性剂对油的乳化增溶现象表面活性剂的球形胶束及其增溶模型胶束(micelle)种类 表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为胶束。这种多分

24、子聚集体称为胶束。农药加工与使用中的增溶原理 增溶原理：是由于胶束的特殊结构提供了从极性到非极性环境。而物质的溶解性要求溶剂具有适宜的极性即相似相溶原理，因此，各类极性和非极性有机溶质都可以在胶束中找到其存身之处。 增溶方式（1）增溶于胶束内部；（2）形成栅栏结构；（3）增溶于胶束的极性基之间；（4）被吸附于胶束表面。 影响增溶作用的因素：（1）增溶剂的化学结构、性质及浓度；（2）被增溶物的分子结构和性质；（3）无机盐效应；（4）温度的影响。农药加工与使用中的控制释放技术 控制释放技术是根据有害生物的发生规律，为害特点，考虑到农药的传统加工剂型、使用方法及环境条件对农药的利用率、防治效果、安全

25、性及环境的影响，从而提出了通过加工技术，使农药有效成分按必需的剂量和在特定时间内，持续稳定地释放，以达到经济、有效、安全地控制有害生物的目的。其加工制剂称为控制释放制剂。该制剂按释放特征可分为缓慢释放、持续释放及定时释放3种。通常采用的主要是控制农药缓慢释放，也称农药缓释剂。常规剂型和控制释放剂型的有效持续时间与使用剂量之间的关系常规剂型和控制释放剂型的药剂浓度变化实现缓释的方法a.控制溶出速度控制溶出速度b.控制扩散速度控制扩散速度c.利用溶蚀作用利用溶蚀作用(Erosion) d.利用渗透作用利用渗透作用(Osmosis) e.采用离子交换法采用离子交换法(Ion-exchange) 控制

26、溶出速度控制溶出速度 利用降低药物溶出的方法制成缓释、控释制剂。例利用降低药物溶出的方法制成缓释、控释制剂。例如将农药有效成分制成适当的盐或其他衍生物，用缓慢如将农药有效成分制成适当的盐或其他衍生物，用缓慢溶解的材料包衣，与慢溶解材料混合以其为载体制成片溶解的材料包衣，与慢溶解材料混合以其为载体制成片剂或颗粒剂。溶出过程服从剂或颗粒剂。溶出过程服从Noyes-whitney方程，即方程，即: 式中，式中，dC/dt为溶解速度；为溶解速度；kD为溶解速度常数；为溶解速度常数；A为为表面积；表面积；Cs为药物的饱和溶解度；为药物的饱和溶解度；Ct为药物的浓度。为药物的浓度。控制扩散速度控制扩散速度

27、 扩散系统是农药有效成分扩散速度依赖通过惰性膜的扩散系统是农药有效成分扩散速度依赖通过惰性膜的扩散作用。扩散系统又可分为通过包衣膜扩散（贮库型）扩散作用。扩散系统又可分为通过包衣膜扩散（贮库型）（reservoir devices）与通过骨架扩散（骨架型）与通过骨架扩散（骨架型）（matrix devices）。）。 通过包衣膜扩散（贮库型）通过包衣膜扩散（贮库型） 药物组成的芯即贮库，周药物组成的芯即贮库，周围由聚合物膜包围，膜的性质决定药物从系统中的释放速围由聚合物膜包围，膜的性质决定药物从系统中的释放速度。扩散过程，可用度。扩散过程，可用Ficks第一定律来描述：第一定律来描述： 式中，

28、式中，dM/dt为释放速度，为释放速度，A为面积，为面积，D为扩散系数，为扩散系数，k为药物在膜与囊心之间的分配系数，为药物在膜与囊心之间的分配系数，L为包衣层厚度，为包衣层厚度， C为膜内外药物的浓度差。为膜内外药物的浓度差。 此种系统的优点为可以达到零级释放。此种系统的优点为可以达到零级释放。控制扩散速度控制扩散速度 通过骨架扩散（骨架型）通过骨架扩散（骨架型） 骨架型是农药有效成分均匀骨架型是农药有效成分均匀分散在聚合物骨架中，药物在外层溶液中溶解，然后扩分散在聚合物骨架中，药物在外层溶液中溶解，然后扩散出骨架，使固体药物不断溶出。散出骨架，使固体药物不断溶出。 此种骨架片中药物释放是通

29、过骨架中许多弯弯曲曲的此种骨架片中药物释放是通过骨架中许多弯弯曲曲的孔道扩散进行的，该过程符合孔道扩散进行的，该过程符合HiguchiHiguchi方程。方程。 式中，式中，Q Q为单位面积在时间为单位面积在时间t t的释放量，的释放量，D D为扩散系数，为扩散系数，P P为骨架中的孔隙率，为骨架中的孔隙率，S S为药物在释放介质中的溶解度，为药物在释放介质中的溶解度，为骨架中的弯曲因素，为骨架中的弯曲因素，C C为药物在骨架中的含量。为药物在骨架中的含量。 此类制剂易于制备，而且高分子量的药物也可应用，此类制剂易于制备，而且高分子量的药物也可应用，但不易达到零级释放，但不易达到零级释放，利用

30、溶蚀作用利用溶蚀作用(Erosion) 溶蚀是溶出限速和扩散限速相结合的过程，其释放特溶蚀是溶出限速和扩散限速相结合的过程，其释放特性用数学方法描述可能是很复杂的，一般用可溶蚀的厚块性用数学方法描述可能是很复杂的，一般用可溶蚀的厚块（slabs）、圆筒和球形的模型来描述其释放机制。）、圆筒和球形的模型来描述其释放机制。 式中式中n对球形为对球形为3，对圆筒形为，对圆筒形为2，对厚块形为，对厚块形为1，是球是球形或圆筒形的半径或厚块形的半高。形或圆筒形的半径或厚块形的半高。Mt是是t时的释放量，时的释放量，M0是开始的释放量，是开始的释放量，C0为骨架中单位体积的量。这个系统为骨架中单位体积的量

31、。这个系统是骨架材料与药物二者溶解与扩散相结合的结果。是骨架材料与药物二者溶解与扩散相结合的结果。利用渗透作用利用渗透作用(Osmosis) 利用渗透压原理制成的控释制剂，能均匀恒速地释放利用渗透压原理制成的控释制剂，能均匀恒速地释放药物。如根部缓释的片剂为水溶性农药有效成分和水溶性药物。如根部缓释的片剂为水溶性农药有效成分和水溶性聚合物或其他辅料制成，外面用水不溶性的聚合物包衣，聚合物或其他辅料制成，外面用水不溶性的聚合物包衣，成为半透膜，水可渗过此膜，但药物不能。当与水接触后，成为半透膜，水可渗过此膜，但药物不能。当与水接触后，水即通过半透膜进入片芯，使药物溶解成为饱和溶液，由水即通过半透

32、膜进入片芯，使药物溶解成为饱和溶液，由于膜内外渗透压的差别，药物饱和溶液由细孔持续以恒速于膜内外渗透压的差别，药物饱和溶液由细孔持续以恒速流出，直到片芯内的药物溶解殆尽。渗透压释药原理可用流出，直到片芯内的药物溶解殆尽。渗透压释药原理可用下式说明：下式说明： 式中式中, dM/dt为溶出或释放速度，为溶出或释放速度，k为膜的穿透常数，为膜的穿透常数， 为渗透压差，为渗透压差，A为膜的面积，为膜的面积，L为膜的厚度，为膜的厚度，Cs为药物的为药物的溶解度。公式右边的溶解度。公式右边的 、k、A、L均为常数，若片芯内均为常数，若片芯内Cs保持不变，则此释放过程为零级过程。保持不变，则此释放过程为零

33、级过程。缓释剂加工产品图多层制品结构示意图多层制品结构示意图空心纤维施药带空心纤维释放机制渗透泵型片剂制备技术渗透泵型片剂制备技术采用离子交换法采用离子交换法(Ion-exchange) 带电荷的药物可结合于树脂上。当带有适当电荷的离子带电荷的药物可结合于树脂上。当带有适当电荷的离子与离子交换基团接触时，通过交换可将药物游离释放出来。与离子交换基团接触时，通过交换可将药物游离释放出来。 树脂树脂+ - 药物药物- + X- 树脂树脂+ - X- + 药物药物- 或或 树脂树脂- - 药物药物+ + Y+ 树脂树脂- - Y+ + 药物药物+ X- 和和Y+为消化道中的离子，交换后，游离的药物从

34、树为消化道中的离子，交换后，游离的药物从树脂中扩散出来。脂中扩散出来。 药物在树脂中的扩散速率受扩散面积、扩散路径长度和药物在树脂中的扩散速率受扩散面积、扩散路径长度和树脂的刚性的控制。干燥的药树脂可制成胶囊剂或片剂，药树脂的刚性的控制。干燥的药树脂可制成胶囊剂或片剂，药物在水溶液中被交换而释放。物在水溶液中被交换而释放。 只有解离型的药物才适用于制成药树脂。离子交换树脂只有解离型的药物才适用于制成药树脂。离子交换树脂的交换容量甚少，故剂量大的药物不适于制成药树脂。的交换容量甚少，故剂量大的药物不适于制成药树脂。常见微胶囊剂的释放速率影响因素 常见微胶囊剂有效成分释放速率分为“零级释放”和“一级释放”两种形式。 对于控制缓释技术的农药有效成分释放速率主要决定于外包物的渗透性、