醇、有机酸、聚合物对op-10水溶液浊点的影响

醇、有机酸、聚合物对op-10水溶液浊点的影响

作为一种环保的绿色农药制剂，微乳液具有稳定性高、疗效好、污染小等特点。配制微乳剂时需要大量使用非离子表面活性剂，而它们存在浊点问题。浊点的高低对于微乳剂的稳定性有重要影响，因此有必要对体系浊点的影响因素进行研究。关于各种添加剂对非离子表面活性剂浊点的影响研究已有较多报道，但对OP-10体系浊点的研究报道较少。笔者研究了各类醇、有机酸、聚合物对化学纯级非离子表面活性剂OP-10浊点的影响，探讨了体系浊点变化的规律，以期为微乳剂的配制和使用提供一定的依据。1材料和方法1.1以丁醇、乙二醇、丙三醇、甲醛、柠檬酸为原料的分析非离子表面活性剂OP-10(上海凌峰化学试剂有限公司);甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、柠檬酸均为分析纯;异丙醇、仲丁醇、聚乙二醇、对甲苯磺酸为化学纯。仪器设备:HH数显型恒温水浴锅(江苏金城国胜实验仪器厂)，精密温度计(江苏常州新华仪器厂)，sartorius电子天平(北京赛多利斯仪器有限公司)。1.2浊点cp将不同浓度的添加剂加入1%的非离子表面活性剂OP-10水溶液中，置于具塞试管内，插入精密温度计，于水浴中缓慢升温，搅拌溶液同时观察溶液由清变浊和由浊变清时的温度，二者温度的平均值即为浊点(CP)，重复测定3次。2结果与分析2.1非离子表面活性剂由图1可以看出，在浓度(质量分数)为7%以内，随着非离子表面活性剂OP-10水溶液浓度的升高，其浊点逐渐下降。试验时发现，在体系发生相分离附近处，溶液有轻微的颜色变化。浓度越高，颜色变化越深，不利于浊点观察，因而该试验配制浓度为0.5%～7.0%溶液进行测定。非离子表面活性剂浓度升高，一方面使得溶液中自由水的量相对减少;另一方面溶液中胶束的数目会增多，彼此相遇的几率增大，使聚集变得容易，从而导致溶液的浊点下降。2.2醇对浊点的影响微乳剂的配方中常使用醇作为助溶剂，有助于液态原药钻进乳化剂所形成的胶束之中，还可减少芳香烃溶剂的用量，提高微乳剂的物理稳定性，因此有必要研究不同种类不同浓度的醇对浊点的影响。先前的研究主要集中在低浓度区内进行，得出浊点的变化量与外加醇的浓度呈良好的线性关系，但在相对较高浓度区的研究较少。因此笔者在相对较高浓度范围内进行了浊点测定。由表1可以看出，醇的加入对体系浊点的影响较为复杂。就线性关系而言，只有少数醇如乙二醇在研究的浓度范围内浊点的变化量与浓度增量符合上述关系，大部分醇处在高浓度区时其线性关系较差或不符合此关系。就浊点变化而言，对于甲醇、乙醇等低碳链易溶于水的醇能使水溶液浊点升高，且添加乙醇浊点升高最为明显。正丁醇、仲丁醇随浓度的增加，浊点大幅降低;异丙醇、仲丁醇对浊点的影响均与其直链醇基本相同，异丙醇比正丙醇对体系浊点上升影响的幅度要大，仲丁醇比正丁醇对浊点下降影响的幅度要小。乙二醇能使体系浊点升高，但影响不大;丙三醇只使体系浊点略微下降，浓度的变化对浊点的影响甚微。由此可知，配制农药微乳剂时，需综合选择助溶剂的结构和用量，才能得到较宽的透明温度区域。醇对浊点的影响主要与醇的亲水性能、溶解度、空间位阻及其在胶束中的增溶位置有关。吸附增溶于胶束界面的醇可与水形成氢键，使胶束含水量增加，破坏胶束的冰山结构，导致介质极性下降，限制表面活性剂的胶团化作用，使浊点升高;增溶于胶束栅栏层中的醇的分子大部分存在于非离子表面活性剂的极性基团周围，由于空间的阻碍作用减少了表面活性剂的水化程度，从而导致浊点的降低。甲醇、乙醇等低碳链醇亲水性强，在胶束体系中大部分溶于水，部分吸附于胶束界面和栅栏层中，综合结果使浊点升高。对于正丁醇等由于其亲水性差，多数增溶于栅栏层中，使浊点降低。对于乙二醇、丙三醇等多元醇，所含的羟基越多，极性越强，越易与非离子表面活性剂的醚键形成氢键，使其水合作用下降，浊点下降。2.3酸、柠檬酸浓度对体系浊点的影响有机酸作为助表面活性剂有助于微乳剂的形成，笔者考察了甲酸、柠檬酸、对甲苯磺酸对体系浊点的影响。由表2可以看出，有机酸对浊点的影响与种类有较大关系。在体系中分别添加所列3种有机酸均能使浊点升高，但影响程度相差较大。在所研究的浓度范围内，甲酸对浊点的影响较小;柠檬酸只有在较高浓度时对浊点影响才显著，而对甲苯磺酸在较低浓度时就能使浊点大幅度提高。在相对较高浓度范围内，甲酸、柠檬酸浓度的增加与体系浊点的变化基本呈直线关系，这一点与醇不一样。对甲苯磺酸在低浓度范围内就无上述线性关系，此现象尚未见文献报道，其变化机理需进一步研究。2.4peg质量浓度对溶液浊点的影响由表3可以看出，添加分子量较小的PEG，在浓度(质量分数)小于1%时，对溶液的浊点几乎无影响，其后随着质量浓度的增大，溶液的浊点逐渐升高。在体系中添加相对分子质量较大的PEG，溶液的浊点逐渐下降，其质量浓度的增大对溶液浊点影响较小。PEG中含大量乙氧基单元，它既可以与水形成氢键，又可在表面活性剂溶液中包裹在胶束的周围，形成特殊的胶束复合物，排斥原来胶束中的水化层，溶液中的自由水大量增加，聚合物和表面活性剂形成的复合物之间的碰撞机会大大增加，导致溶液的浊点降低。分子量小的PEG，其乙氧基链短，只能部分覆盖在胶束界面，由于聚合物链的空间效应和溶剂化作用导致胶束之间的碰撞机会减少，从而引起浊点升高。3对体系浊点的影响通过对OP-10水溶液浊点的测定以及添加剂对体系浊点的影响因素研究，得出以下结论:(1)OP-10水溶液的浊点随着其浓度的升高而降低。(2)添加醇类物质时，在高浓度区对于大部分醇其浓度的增量与体系浊点的变化量不符合