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農(nóng)藥中加入表面活性劑可以降低液體的表面張力提高潤濕分散性能
來源:初中學(xué)習(xí)大師 瀏覽 1356 次 發(fā)布時間:2023-02-21
“民以食為天“,可食用的農(nóng)作物是人類基本食物的來源之一。農(nóng)作物的生長,離不開科學(xué)的科技生產(chǎn)技術(shù),以及為技術(shù)提供高精度服務(wù)的科學(xué)設(shè)備。
在農(nóng)作物生長過程中,病、蟲、草害種類繁多,適宜的噴灑農(nóng)藥可以保證農(nóng)作物的健康成長。農(nóng)藥的防治效果直接與藥液對植株上的潤濕有關(guān),不同植物表面的形態(tài)不一樣,或親水,或疏水。許多植物、害蟲、雜草不易被水潤濕,是因為該植物表面存在一層疏水的蠟層,需要在水中加入表面活性劑,以增加它們的親水性。農(nóng)藥中加入表面活性劑,可以降低液體的表面張力,提高潤濕分散性能,而潤濕則離不開藥液的動態(tài)表面張力、表面張力、藥液在葉面上的接觸角等。
圖1.水在三種不同植物葉片表面的形態(tài)特征
一、動態(tài)表面張力
在農(nóng)藥噴灑過程中,噴霧器中農(nóng)藥液滴的飛行時間將對噴灑性能產(chǎn)生很大的影響。在液滴噴灑出來后,農(nóng)藥中的表面活性劑能夠多快的降低新形成界面的表面張力,則是決定潤濕過程中的第一步。
例如我們用KRSS的BP100動態(tài)表面張力儀測試添加了兩種不同表面活性劑農(nóng)藥的動態(tài)表面張力。噴霧過程中尺寸效應(yīng)的關(guān)鍵因素為初始表面張力降低的快慢,即通常認為是液滴形成后前250ms內(nèi)的表面張力。從這個尺度來看,上述兩個皆不是優(yōu)異的表面活性劑。
圖2.不同表面活性劑農(nóng)藥的動態(tài)表面
二、接觸角
農(nóng)藥噴灑到植物葉片后,可以用接觸角來判別藥液在葉片表面的潤濕程度。接觸角越小,藥液在植物葉面上的持留就會越好。但如果接觸角過小,就會造成藥液在植物葉面上的過于展開和潤濕,形成過薄的藥膜而流失。例如用DSA25接觸角測試儀測試的農(nóng)藥初始接觸角為86度,而添加了表面活性劑的農(nóng)藥后,接觸角很快降低到50-60度。
圖3.不同表面活性劑農(nóng)藥的接觸角
三、植物葉片表面能
植物葉片的表面能也是表面潤濕性的經(jīng)驗參數(shù),小于此表面能的農(nóng)藥可以在葉片表面鋪展。由于不同植物的表面結(jié)構(gòu)差異很大,因而表面能有很大不同,了解植物的表面能,可以更好的指導(dǎo)農(nóng)藥中表面活性劑的添加,稀釋和具體使用等。
圖4.農(nóng)藥液滴在植物葉片上的潤濕鋪展與聚并
四、臨界膠束濃度(CMC)
農(nóng)藥在低于表面活性劑臨界膠束濃度(CMC)的情況下,濃度越高,潤濕性越好,達到臨界膠束濃度后,才可能不因氣液界面的擴大而增大農(nóng)藥的表面張力,使農(nóng)藥在葉片上更好的潤濕和鋪展。例如用DSA25接觸角測試儀測試水稻的表面能介于30-36mN/m之間,農(nóng)藥經(jīng)水稀釋后,藥液內(nèi)的表面活性劑濃度應(yīng)大于濃度臨界膠束濃度(可用K100表面張力儀測試得到CMC),且表面張力小于水稻的表面能,才能使得藥液在葉片上潤濕鋪展,提高農(nóng)藥利用率。
五、滾動角
由于大部分植被樹葉表面并不是水平的,當液滴滴落在葉片表面,且不能夠快速潤濕時,液滴由于重力的作用而滾落。滾動角和農(nóng)藥的沉積和穩(wěn)定持留量相關(guān),大的接觸角、大的液滴體積和重量會導(dǎo)致液滴滾落,浪費農(nóng)藥。
圖5.不同表面活性劑的滾動角
KRSS的話:
農(nóng)作生長過程中,需綜合考慮界面化學(xué)的各方面因素(動態(tài)表面張力,接觸角,滾動角,表面能,臨界膠束濃度),才能充分發(fā)揮農(nóng)藥藥效,保證農(nóng)作物健康生長。參考文獻
1,徐廣春,顧中言.常用農(nóng)藥在水稻葉片上的潤濕能力分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,45;
2,盧向陽.幾種除草劑藥液表面張力、葉面接觸角與藥效的相關(guān)性研究[J].弄藥學(xué)學(xué)報,2002,14.
3,KRSS應(yīng)用報告AR261:Surfactant Additives for Pesticide Formulation.