作者：高学东（陶氏公司，xgao6@dow.com，+86-2138512614）；任华（陶氏公司，EHRen@dow.com，+86-2138513150）

       多年来，喷洒油或作物油广泛用于农业应用中，用于控制昆虫和真菌。通常，喷雾油由天然存在的油类（例如植物油或矿物油）和少量乳化剂制成。乳化剂是喷雾油中的重要成分，可在喷雾油使用前在喷雾罐中用水稀释时形成稳定的乳液。TERGITOL™ 15-S 系列表面活性剂是 Dow Inc. 的仲醇乙氧基化物，具有出色的乳化、去污力和快速润湿性能。该结构提供了性能和属性配置文件的独特组合。低表面张力使其成为优异的乳化剂，在水和油中具有快速的水溶性。

背景

       对于作物防御，喷油在控制害虫如昆虫、真菌和微生物方面是众所周知的。这种喷油的基料通常由天然油如植物油或石蜡油制成。这些由各种乳化剂乳化的油已用于制造用于作物防御应用的喷雾油。

       然而，由于此类油的疏水性和大分子体积，喷雾油应用的瓶颈是制备高稳定性水包油乳液。提高石蜡油乳液的稳定性对于无人机喷洒农药非常重要且具有挑战性。低乳化剂用量和高稳定性是此类乳液制剂的两个基本因素。为了抑制或减缓乳液液滴的聚集，应设计特定的乳化剂包装，此外，乳化剂还应与基础油相容，在稀释前形成均匀透明的基础配方。

       在这里，我们报道了一种用于制备高稳定性石蜡乳液的乳化剂包，其中包含磺基琥珀酸二辛酯、仲醇乙氧基化物和/或聚亚烷基二醇单丁醚非离子表面活性剂，乳化剂包与石蜡相容，形成均匀透明的喷雾油基配方。乳化后可得到高稳定性的水包油乳液，可在30℃下通过2小时甚至24小时的稳定性试验。石蜡油乳液延长的稳定性使此类制剂能够作为农药的良好载体用于农业应用，以提高活性成分的功效和效率。

材料和程序

       本报告中使用的化学品列于表 1 中。

喷雾油基础制剂的制备

       在室温下将乳化剂以给定的剂量水平加入 6/9 矿物油中，通过搅拌制备基础制剂。如果使用聚合物表面活性剂，如 TERGITOL™ XH，则混合物应在 50˚C 的烘箱中放置至少 20 分钟，以确保表面活性剂在混合前完全溶解，以制备均匀透明的喷雾油基配方.

乳化性能评价

       乳化性能通过在 30°C 下通过目视检查和成像在 GB 标准硬水（Ca2+ 和 Mg2+ 0.342g/L）中稀释 10 倍来评估。如果轻轻搅拌即可自发乳化，2小时内乳液细腻稳定，则该配方为合格，否则为不合格。

定量乳化性能评价

       将乳化剂或乳化剂组合加入油中，将混合物与 FlecTeck Inc. SpeedMixer DAC 150.1 FVZ.K 在 2000 rpm 下充分混合 3 分钟。混合后，将上述乳化剂-油混合物在硬水中稀释 10 倍以形成水包油乳液，将该乳液样品用旋转混合器搅拌 30 秒，然后使用 LUMISizer 651 评估以量化乳液稳定性。根据斯托克斯定律，  

使用 LUMISizer 进行加速乳液稳定性测试

       乳液液滴的沉降速率（V）与连续相的粘度（η）、密度差（ρc – ρd 其中 ρc 为连续相的密度，ρd 为分散相的密度）、粒径（ d) 和重力加速度 (g)。离心机可以增加重力加速度，这将增加设定速率 V，作为回报。

       对于相同的分散油（相同的密度），如果分散体的粘度相似，则较小的粒径意味着较低的离心沉降率（LUMISizer Capability）。LUMISizer 跟踪整个样品管高度上透射光的消光曲线，并给出计算出的不稳定性指数和分离时间。平行近红外光照明积分 (Ti) 照亮样品的一条测试线，Tmax 代表总最大透射率。CCD传感器给出不稳定性指数的消光，范围为0-1。在给定的测试条件下，当不稳定指数接近1时，表示非常不稳定。当它接近于 0 时，表示样本是最稳定的。

结果与讨论 

       各种乳化剂组合进行了评估，乳化剂的总用量固定为 10 wt%。结果总结在表2中，表明所有乳化剂都与油相相容。但稳定性表现各不相同（如表 3 所示）。所有配方都可以通过2小时稳定性测试，但只有乳液1和乳液2可以通过24小时稳定性测试。最后一列的不稳定性指数结果与第 3 和 4 列中记录的目视检查结果一致。较低的不稳定性指数表明较好的稳定性。

       研究发现，6 号或 9 号矿物油的最佳乳化剂是 TERGITOL™ 15-S-5，它是一种含有大约五个环氧乙烷 (EO) 单元的仲醇乙氧基化物。TERGITOL™ 15-S-5 和 TRITON™ GR-7M 以 1:1.86 的比例组合可提供前 2 名的最佳乳化性能。仲醇乙氧基化物与离子型表面活性剂结合的原因可能是成分与石蜡油的结合力更强，稀释后不会使制剂在水中分离。与线性醇尾相比，TERGITOL™ 15-S-5 的非极性仲醇尾有助于在油颗粒上形成更强的吸附，极性 EO 链可以延伸到水中，有助于将成分结合在一起，更好地防止乳液颗粒聚集。

       如果阴离子表面活性剂 TRITON™ GR-7M 被 CaDBS 取代，则不稳定指数增加，表明稳定性较差。如果 TERGITOL™ 15-S-5 被低 HLB 对应物（如 15-S-3）或高 HLB 对应物（如 15-S-7）替代，则样品无法通过稳定性测试。结果表明，非离子表面活性剂的 HLB 值和阴离子表面活性剂的类型对于提供稳定的水包矿物油乳液都很重要。

       其他乳化剂，如伯醇乙氧基化物，也已经过测试，但它们未能提供稳定的水包油乳液。结果表明仲醇乙氧基化物有利于稳定乳液。

       聚合物表面活性剂 TERGITOL™ XH 的引入可以进一步提高乳液稳定性（表 2 和 3 中乳液 1 的不稳定性指数甚至更低就证明了这一点）。乳液 1 中的乳化剂包包含 TERGITOL™ 15-S-5、TRITON™ GR-7M 和 TERGITOL™ XH，可用于乳化 C 13 -C 15或 C 11 -C 30等级的石蜡油，以提供 24 小时的高乳液稳定性。

总结

       包含仲醇乙氧基化物、磺酸盐阴离子表面活性剂和聚合非离子表面活性剂的乳化剂包已被开发用于制备高度稳定的水包石蜡油乳液。乳化剂包可为C 13 -C 15  和C 11 -C 30石蜡油提供良好的相容性和优异的乳液稳定性能。