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)、α-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。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。
传统表面活性剂在制药工业中应用时的缺点表现为配伍性和润湿性差,并且会与药品中的其他成分作用而危害人体。绿色表面活性剂无毒、低刺激性,不会与药剂中的其他成分作用对人体产生副作用,而且与药物具有良好的配伍。绿色表面活性剂可在微乳剂和气雾剂中做乳化剂,在片剂和丸剂中做润湿剂,用于生物膜模拟及药物科学中,能够对药物进行靶向定位,在肺部进行蛋白质转移的喷雾剂型药物中加入MECA后,可提高其药物活性旧。研究表明,药物在未加入MECA气化20 min后,其活性只有原来的50%,而在加入MECA气化20 min后,其活性可提高至原来的70%。加入绿色表面活性剂,可对不溶于水的蛋白质起到增溶作用;在抗原免疫蛋白转运系统中加入MECA,可作为增溶剂和稳定剂,使该蛋白质溶于水,而不溶于蛋白质。
而用绿色表面活性剂制成的洗涤剂比传统的洗涤剂具有更好的洗涤性和抗硬水性。部分绿色表面活性剂遇到钙、镁离子会产生沉淀,但是并不影响绿色表面活性剂的洗涤效果。原因在于这些绿色表面活性剂遇到钙、镁离子后会形成一个亚稳定的胶束,在胶束的周围聚集着一定量的钙、镁离子。除此之外的绿色表面活性剂根本就不与钙、镁离子反应生成沉淀。绿色表面活性剂不管是作为主表面活性剂还是作为助表面活性剂都有明显的增效作用(提高发泡能力、增强洗涤效果、增强溶解性等)。绿色表面活性剂与传统表面活性剂以一定的比例混合后,表现出优良的协同效应,增强绿色表面活性剂的应用效果。绿色表面活性剂APG在餐洗液中应用时,与相同剂量的传统洗涤剂相比,洗盘数明显增多,而且残留量小。绿色表面活性剂MEC具有优良的发泡能力。这种特性使其在水硬度较强的条件下,其活性也基本不受影响。同时,它还是很好的钙皂分散剂,能够增强肥皂的溶解度,并且提高肥皂的洗涤能力。
传统表面活性剂在使用的过程中由于生物降解性差,具有一定的毒性,在使用后一般不被处理就被排放到环境中。由于传统表面活性剂难以生物降解,形成长期的残留,严重地影响了环境生态系统。而绿色表面活性剂具有优良的生物降解性和物化性能等特点。这些特点决定了绿色表面活性剂适合于环境工程领域。如,为了消除土壤中有机污染物,可用绿色表面活性剂使土壤中的有机污染物分散、增溶、乳化,使污染物在最短的时间内实现生物降解,甚至完全消失。APG的生物降解性良好,在废水厂模拟生物降解实验中达到了OECD(欧洲共同体经济合作与发展组织)纠的要求。在生态学方面,APG对周围动、植物的毒性很低,在整个生命周期中对周围环境产生的危害也很小。 2100433B