中国农资联盟农资论坛专题—农药剂型 第三章 水乳剂
第三章 水乳剂第一节 水乳剂概述及组成
一、概述
1.概念：水乳剂（EW）也称浓乳剂（CE），是不溶于水的液体原药或低熔点的固体原药溶于不溶于水的有机溶剂所得的液体分散于水中形成的一种农药制剂。
水乳剂与微乳剂的差别
水乳剂与微乳剂广义地说都属于O/W乳液的范畴，它们都是通过表面活性剂（即乳化剂）的作用形成O/W乳液。
其最大不同是水乳剂属于热力学上不稳定的分散体系，而微乳剂属于热力学上稳定的分散体系。
水乳剂的特征
1.水乳剂是O/W乳液（国际代码EW）
2.水作为介质代替大部分或全部有机溶剂
3.通过向体系提供机械能（如高剪切和均质等）
4.在表面活性剂（即乳化剂）的作用下，制得液滴直径低于2μm外观呈乳白色、用水稀释时与乳油（EC）倒入水中形成的外观并无不同的液体制剂，也有称为浓乳剂CE。
EW与EC相比主要优点是：
（1）去除全部或大部分（挥发性）有机溶剂避免易燃易爆问题的产生。
（2）用水代替有机溶剂作为介质，降低环境污染，节省成本。
（3）无溶剂气味，对眼无刺激性，对人的皮肤毒性非常低。
（4）低的毒性。
（5）制造和使用时安全。
（6）低的加工成本。
（7）包装、贮存和运输费用低。
（8）易稀释和与掺入的水基性流动的活性成分相溶性好。
（9）可以用来制备悬乳剂（SE）。
主要缺点是：
（1）开发难度大，开发时间长。
（2）难以稳定（内在不稳定）。
（3）要高剪切和均质等专用设备。
（4）通常有相当或稍低的药效。
2.水乳剂的特性
（1）不含或少含有机溶剂，生产贮运安全，对环境安全；
（2）成本与乳油有一定竞争力；
（3）有的配方药效与乳油相当，而且与其他药剂或液肥可混性好。
第一节 水乳剂概述及组成
二、水乳剂的组成
1.有效成分
（1）用于加工成水乳剂的农药水溶性在1000mg/L以下；
（2）熔点很低的液态原药可以直接加工成水乳剂；
（3）熔点较高但能溶于适当溶剂中，也可加工成水乳剂。
2.溶剂
所选溶剂理化性质稳定、不溶于水、闪点高、挥发性小、无恶臭、低毒、不污染环境、廉价易得。二甲苯仍是主选溶剂。N-长链烷基吡咯烷酮值得注意。
3.乳化剂
大部分阴离子表面活性剂都会引起水乳剂配方不稳定，易引起分层，但分子量很大的磷酸酯（酸的形式）例外。
HLB值在12～18之间的非离子SAA应用的较多。
环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物的混合物能使水乳剂具有长期稳定性和优良稀释性。
4.分散剂
聚乙烯醇、阿拉伯胶等分散剂与增稠剂配合可以配制低温和冻熔稳定性良好的水乳剂。
5.共乳化剂
丁醇、异丁醇、十二烷醇-1、十四烷醇-1等链烷醇均可做共乳化剂，用量0.2％～5％。
6.抗冻剂
乙二醇、丙二醇、甘油、尿素、硫酸铵、氯化钠等。
7.消泡剂
有机硅。
8.抗微生物剂
如果配方中含有容易被生物降解的物质，需加入抗微生物剂。
9.PH调节剂
保持PH值稳定，常用无机和有机酸碱作为调节剂，用磷酸化表面活性剂调节PH值不容易出现结晶。
10.密度调节剂
通常用无机盐、尿素。
11.其他助剂
增稠剂
着色剂
气味调节剂
水质。
第二节 水乳剂的加工工艺和质量控制
一、加工工艺
1.水乳剂加工比较简单，通常是将油相加入水相或油相加入水相，形成水乳剂。
2.分散相细度对水乳剂稳定性影响很大，根据分散乳化难易选择加工设备。
第二节 水乳剂的加工工艺和质量控制
3.配方不同，加料顺序和方法可以影响油珠平均细度。
4.加工通常在常温下进行，也有加热到60～70℃.
二、水乳剂的质量控制指标
1、外观（颜色、物态）
2、有效成分含量
3、pH
4、乳液稳定性
5、倾倒性
6、热贮稳定性
7、低温稳定性
三、加工设备
补充
一、EW剂型中存在不稳定形式
1.分层或沉降
EW剂型中，由于油相和水相的密度不同，在重力作用下液滴将上浮或下沉，在剂型中建立起平衡的液滴浓度梯度，这种过程称为分层或沉降。分层可使剂型的均匀性受到破坏，可是并不是真正被破坏 。
2.絮凝
絮凝是由于液滴之间的吸引力引起的，这种力往往较弱，搅动可使絮凝物分开；可存在一种絮凝的平衡，并建立起絮凝物大小和分布，因而絮凝也是一种可逆的过程。
3.聚结
聚结是一种不可逆的过程，会导致液滴变大，液滴数量减少，改变液滴大小和分布，最终极限的情况是完全破乳。
4.破乳
因为EW剂型是热力学上不稳定的分散体系，破乳是聚结的极限的情况，最终达到热力学上稳定的平衡是油水分离，破乳是必然的结果。
5.奥氏熟化
EW剂型属于不稳定的体系，在很长时间内可以保持稳定，随着时间推移，会表现出液滴大小和分布朝着较大的液滴方向移动。这种依靠消耗小液滴形成较大的液滴的过程称为奥氏熟化。它是因液滴大小与溶解度不同而引起的（即Kelvin效应）液滴直径越小，它们在介质中的溶解度越大。
二、EW剂型的稳定
1.使用增稠剂
分层或沉降是由于液滴和水相的密度不同而引起的。对球形的液滴其扩展系数D随EW剂型粘度增加而下降。加入增稠剂可使剂型粘度增大，扩散系数减小，液滴碰撞频率和聚结速度下降，这有利于EW剂型的稳定。可用的增稠剂有明胶、羧甲基纤维素纳、羟乙基纤维素、改性淀粉、黄原胶和聚乙烯醇等。
2.加入表面活性剂
一种表面活性剂体系的选择依赖于油被乳化的极性，油相和表面活性剂体系之间产生的相互作用和连续相的性质。
可用的表面活性剂有：聚氧乙烯烷基酚类，聚氧乙烯烷芳基酚类，聚氧乙烯脂肪醇类，山梨（醣）醇酯类，EO/PO烷基酚类和EO/PO蓖麻油类等乳化剂。
三、制备EW剂型的主要要点
EW剂型的制备方法与其他剂型相比比较简单，油相、表面活性剂与水相混合，在高能量作用下加工成液滴直径在2μm以下，平均液滴直径在1μm以下，再配以其他助剂即成。
（1）在制备EW剂型时，高能量（即高剪切搅拌器和均质器）加入是必需的。
（2）用油相对水相的密度相配（最小的分层和沉降），可是在实际中是难以做到的，因为密度随温度而改变。同时这就限制活性成分在EW剂型中是低的水平。
（3）制备具有窄的液滴直径分布的乳液，这是因为一种单分散的乳液将很少有奥氏熟化，和明显地窄的液径分布在加工时可以做到的。
（4）选用最好的表面活性剂提供静电和位阻稳定，阻止絮凝和聚结。
（5）提供最好的增稠剂和胶体稳定剂，减少分层和沉降。
（6）采用在液—液表面上吸附固体粒子来稳定，称为Pickering乳液。
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