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有机改性膨润土在农药悬浮剂中的应用与性能研究

一、引言

1.1研究背景与意义

在农业生产中，农药的使用对于保障作物产量、控制病虫害至关重要。农药悬浮剂作为一种重要的农药剂型，因其具有无粉尘危害、对操作人员和环境安全、以水为分散介质避免有机溶剂的易燃和药害问题等优点，在现代农药中占据着十分重要的地位，也是联合国粮农组织（FAO）推荐的四种环保型剂型之一。悬浮剂分为水悬浮剂和油悬浮剂，水悬浮剂以水作溶剂，油悬浮剂则以油类为主要溶剂且不含水，常用植物油如玉米油、菜籽油等，也可使用人工合成油类。

然而，农药悬浮剂物理稳定性的难以控制一直是制约该剂型开发和生产的重要因素。农药悬浮剂是固体原药以一定分散度（粒径0.5-5μm，平均粒径2-3μm）分散在介质（一般为水）中形成的多相分散体系，介于胶体分散体系（分散相粒径为0.001-1μm）与粗分散体系（分散相粒径大于1μm）之间。其物理稳定性主要取决于抗聚结稳定性和动力学稳定性或悬浮稳定性。抗聚结稳定性要求悬浮剂在贮存过程中粒子间不发生合并聚结，分散相粒子的粒度及其分布保持不变，这是悬浮剂保持物理稳定性的基础；动力学稳定性或悬浮稳定性则要求悬浮剂中的分散相粒子能稳定地悬浮于分散介质中而不下沉。但由于悬浮剂中分散相粒子很小，分散相与分散介质间存在巨大的相界面和界面能，属热力学不稳定体系，这种高度分散的多相体系总是自发地趋向于粒子合并聚结，总界面积减少，界面能降低，最终导致悬浮体系被破坏，出现分层、沉淀、结块等问题，严重影响了悬浮剂的质量、药效以及在农业生产中的推广和使用。

有机改性膨润土是一种经过特殊处理的膨润土，具有独特的结构和性能。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构。由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如钙、镁、钠、钾等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其他阳离子交换，具有较好的离子交换性。通过有机改性，将有机阳离子引入膨润土的层间，可改变膨润土的表面性质，使其具有更好的亲油性、分散性和悬浮性等优良特性。将有机改性膨润土应用于农药悬浮剂中，有望改善悬浮剂的物理稳定性，提高悬浮剂的质量和药效，为农药悬浮剂的开发和生产提供新的思路和方法，具有重要的研究价值和实际应用意义。

1.2研究目的

本研究旨在探究四种有机改性膨润土在农药悬浮剂中的应用效果，具体目标如下：

利用四种不同的季铵盐阳离子表面活性剂对钠基膨润土进行有机改性，并对制得的有机改性膨润土进行结构表征，确定改性的成功与否。

测定四种有机改性膨润土在水中的悬浮性能以及在农药水悬浮体系中的抗沉降作用，评估其对农药水悬浮剂物理稳定性的影响。

研究不同因素对性能相对较好的有机改性膨润土在水中悬浮特性的影响，包括体系的酸碱度、电解质种类及用量、表面活性剂类型、增稠剂种类等，为其在农药水悬浮剂中的应用提供理论依据。

测定四种有机改性膨润土在不同油相介质中的临界体积和溶胀体积，考察其在不同油相中的亲和性；并选用合适的油相介质，进一步研究四种有机改性膨润土在农药油悬浮体系稳定性改善中的应用效果，确定其是否适用于农药油悬浮剂。

通过高效液相色谱法（HPLC）和田间药效试验，测定有机改性膨润土对农药有效成分化学稳定性以及药剂田间防除效果的影响，全面评价有机改性膨润土在农药悬浮剂中的应用潜力。

1.3国内外研究现状

国外对有机改性膨润土在农药悬浮剂中的应用研究开展较早，在改性方法、作用机理以及应用效果等方面取得了一定的成果。在改性方法上，不断探索新的改性剂和改性工艺，以提高膨润土的改性效果和性能稳定性。研究发现，采用不同的季铵盐阳离子表面活性剂对膨润土进行改性，能够显著改变膨润土的表面性质和吸附性能。在作用机理方面，深入研究了有机改性膨润土与农药悬浮剂中各成分之间的相互作用，包括与原药粒子的吸附作用、与分散剂和增稠剂等助剂的协同作用等。通过这些研究，揭示了有机改性膨润土改善农药悬浮剂物理稳定性的内在机制。在应用效果方面，通过大量的实验和田间试验，验证了有机改性膨润土在提高农药悬浮剂稳定性、延长货架期、增强药效等方面的积极作用。一些研究还关注了有机改性膨润土对环境的影响，评估其在农业生产中的可持续性。

国内对于有机改性膨润土在农药悬浮剂中的应用研究也逐渐增多。在改性技术方面，在借鉴国外经验的基础上，结合国内膨润土资源的特点，开发出了一些适合国内生产的改性方法和工艺。对不同产地、不同性质的膨润土进行了改性研究，优化了改性条件，提高了有机改性膨润土的性能。在应用研究方面，不仅研究了有机改性膨润土在常见农药悬浮剂中的应用，还探索了其在一些新型农药悬浮剂中的应用潜力。通过实验和实际应用，评估了有机改性膨润土对农药悬