表面活性剂在用量较低时即能显著降低溶液的表面张力,在临界聚集浓度以上可以自发组装形成各种类型的分子有序聚集体,从而在各种重要过程,如润湿、铺展、起泡、乳化、增溶分散、洗涤中发挥重要作用。表面活性剂在工业生产和人们的日常生活中扮演着极其重要的角色,截至2005年,全球表面活性剂的使用量已经超过1250x104 t。近年来,随着人们环保意识的增强,对表面活性剂的开发和应用提出了更高的要求,绿色表面活性剂的制备和应用已成为研究的热点。
如常规表面活性剂一样,根据亲水基团的荷电性质,绿色表面活性剂也可分为阴离子型、阳离子型、两性型和非离子型。由于具有两亲分子的典型结构,绿色表面活性剂具有常规表面活性剂的所有特点;但与常规表面活性剂不同的是,该类表面活性剂大多来源于天然原料,因此具有较低的生物毒性、良好的环境相容性和较快的生物降解速率。目前,农药中应用较多的绿色表面活性剂主要可分为以下几类:脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐(AEC)、a-烯基磺酸盐(AOS)、烷基糖苷(APG)等。
农药水基制剂的开发符合国际农药制剂发展的趋势,具有明显的经济效益和社会效益,已经引起了人们越来越多的关注。水基制剂的开发离不开表面活性剂的应用。在水乳剂中,表面活性剂的加入量一般在6% ~8%左右;而在微乳剂中,表面活性剂的添加量更高,一般在15% ~20%左右。一方面,大量的表面活性剂的应用给生态环境带来潜在的危害,如传统农药剂型中常用的烷基酚聚氧乙烯醚(NP)系列表面活性剂的生物降解率仅为0%~9%,且降解产物烷基酚毒性更大,连续使用会造成土壤的累积性污染,影响土壤酸碱性,导致肥效下降;应用烷基苯磺酸钠(LAS)的农药制剂被雨水冲刷后会造成河流或灌溉沟渠的泡沫泛滥;含有磷酸盐的农药制剂则会造成河流湖泊水质的“富营养化”。另一方面,这些表面活性剂的生产往往需要大量的合成化学品,生产过程中产生较多的副产物,对环境造成危害。
选择适当的绿色表面活性剂代替传统表面活性剂作为农药乳化剂和增效剂,能规避使用残留带来的污染问题,有利于环境保护。近年来,国内外研究者致力于研究环境友好的表面活性剂在农药制剂加工中的应用,如烷基糖苷(APG)在水包油水乳剂加工中的应用;由脂肪醇聚氧乙烯醚改性的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐在多种农药乳液体系中的应用。