살충제 제형에 사용되는 습윤제 – 기능 및 중요성

살포 효과는 여러 요인에 따라 달라집니다. 핵심 요인 중 하나는 살충제 용액이 식물에 얼마나 잘 남아 있는지입니다. 잎의 자연적인 소수성 때문에 살충제 방울이 튕겨 나가 흘러내려 식물 보호 제품 의 효과가 크게 떨어집니다. 제형에 습윤제를 첨가하면 액체 살충제의 특성이 바뀝니다. 이러한 습윤제는 일반적으로 물의 표면 장력을 낮추도록 특별히 설계된 계면활성 분자입니다. 물의 표면 장력이 매우 높기 때문에 농업을 포함한 다양한 산업에서 심각한 문제가 될 수 있습니다.

습윤제는 어떻게 작용하나요?

농업에서 낮은 살포 효율은 중요한 과제입니다. 살충제 성능을 최적화하는 첫 번째 단계는 제형의 개별 구성 요소가 그 특성에 미치는 영향을 이해하는 것입니다. 이러한 맥락에서 습윤제는 다음과 같은 엄격하게 정의된 기능을 수행합니다. ^{[ 1, 2]} :

– 액체의 표면 장력 감소 – 물의 표면 장력은 자연적으로 높습니다. 물 표면은 상 경계면 근처의 분자들이 인접한 분자에 의해 안쪽으로 끌어당겨지기 때문에 외부 힘에 강한 저항을 보입니다. 습윤제는 표면 장력을 감소시키도록 설계되었습니다. 이는 습윤제 특유의 구조 덕분에 가능합니다. 습윤제 분자는 친수성 부분과 소수성 부분의 두 부분으로 구성됩니다. 상 경계면에서 특정한 배열 덕분에 흡착된 이 물질들은 개별 분자 사이의 응집력을 담당하는 수소 결합 네트워크를 끊습니다.

– 접촉 면적 증가 – 액체 방울이 고체 표면에 닿으면 처음에는 관성 때문에 표면 전체에 퍼지지만, 그 이후의 움직임은 방울의 크기, 속도, 표면의 젖음성 및 표면 장력과 같은 여러 매개변수에 따라 달라집니다. 젖음각이 줄어들면 액체가 더 잘 퍼져 구형의 볼록한 방울이 납작해져 균일한 층을 형성하므로 잎과 줄기 전체를 ​​포함한 더 넓은 영역을 덮을 수 있습니다. 반대로 표면 장력이 낮아지면 방울을 표면에 퍼뜨리는 데 필요한 에너지가 줄어들어 액체의 응집력이 약해지고 접착력이 강해집니다.

– 기공 침투 지원 – 액체 분무의 보다 효과적인 분산은 활성 물질이 식물의 접근하기 어려운 부분까지 도달할 수 있음을 의미합니다. 살충제에 함유된 습윤제는 표면 장력과 접촉각을 감소시켜 분무액이 기공을 통해 더 깊숙이 침투하고 식물 조직에 흡수되도록 합니다. 이러한 메커니즘은 처리 효과를 높여 사용량을 줄이는 동시에 식물 독성 위험을 최소화합니다.

– 현탁액의 점도를 낮추고 분산제 의 작용을 촉진합니다 . 현탁액 제형은 고속 믹서를 이용한 균질화와 비드 밀을 이용한 분쇄가 필요합니다. 습윤제는 분자 크기가 작아 이동성이 뛰어나 분쇄 과정에서 새로 형성된 표면에 빠르게 도달하여 흡착함으로써 입자 간 마찰을 줄이고 현탁액의 점도를 낮춥니다. 이는 분쇄 과정에서 과도한 열 발생을 방지하고 필요한 에너지를 줄이는 데 중요합니다. 또한 습윤제는 분산제 분자가 입자에 흡착되어 입자 사이의 공간을 채우도록 도와 현탁액을 더욱 안정화시킵니다.

농업용 습윤제 – 효과적인 살포의 핵심

현대 농업은 농업 생산을 지원하기 위한 새로운 해결책을 끊임없이 모색하는 동시에 기존 해결책의 효율성을 높이기 위한 노력을 지속하고 있습니다. 살충제 제형에 첨가제를 ^사용 하면 살포 효과에 상당한 영향을 미쳐, 식물 잎을 덮고 있는 소수성 큐티클층과 털로 인해 발생하는 문제를 해결할 수 있습니다. 농업에서 습윤제를 사용하는 주요 이점 중 하나는 살포 면적이 크게 증가한다는 것 입니다 . 작업액이 접근하기 어려운 부분까지 포함하여 식물 전체에 고르게 분포됩니다. 식물에 끊김 없이 도달하는 살충제는 더 효과적으로 작용하며, 결과적으로 최적의 투여량을 선택할 수 있게 해줍니다. 일반적으로 살포 효율이 높아지면 필요한 투여량이 줄어듭니다. 이는 환경 보호뿐만 아니라 전반적인 비용을 절감하고 실질적인 절약을 달성할 수 있는 기회입니다 ^.

PCC Exol 식물 보호 제품 제형에 사용되는 전문 습윤제 제조업체입니까?

적절한 습윤제를 선택하는 것은 여러 가지 중요한 기준에 따라 이루어집니다. 가장 중요한 것은 제형의 다른 성분들과의 호환성, 그리고 살충제가 사용되는 식물에 부정적인 영향을 미치지 않는지 여부입니다. 수용성 및 환경 조건에 대한 내성 등의 물리화학적 특성 또한 중요합니다.

계면활성제라고 불리는 물질은 살충제 제형의 습윤성을 향상시키는 데 사용 됩니다 . 계면활성제는 표면 활성 특성을 지닌 매우 다양한 화합물 그룹입니다. 이들의 특징은 분자의 양친매성 구조로, 소위 "머리"(극성 화합물에 대한 친화력이 높은 친수성 부분)와 "꼬리"(비극성 화합물과 강하게 상호작용하는 부분)로 구성됩니다. 그러나 대부분의 경우 계면활성제는 친수성 그룹으로 긴 선형 사슬, 소수성 그룹으로 가지형 사슬을 가지는 등 더 복잡한 구조를 가지며, 여러 위치에 친수성 또는 소수성 그룹을 포함할 수도 있습니다. 이러한 독특한 구조 덕분에 계면활성제는 서로 다른 상 사이의 표면 장력을 감소시켜 액체의 확산과 표면 습윤을 촉진합니다. 살충제 용액에서 계면활성제의 표면 장력 감소 속도는 분자 구조의 친수성 및 소수성 기능 부분에 따라 달라진다는 점에 유의해야 합니다.

계면활성제는 존재하는 작용기와 그 전하에 따라 음이온성 , 양이온성 , 비이온성 , 그리고 양이온과 음이온 작용기를 모두 가진 양쪽성으로 나뉩니다 ^.

적절한 계면활성제를 선택하는 것은 쉽지 않습니다. 음이온성 계면활성제는 거품 생성 능력이 뛰어난 반면, 양이온성 계면활성제(예: ROKAmin K15K )는 거품 생성량은 적지만 음전하를 띤 인지질에 결합하여 식물 세포막을 손상시켜 식물에 독성을 나타내므로 살포용으로는 권장되지 않습니다. 동일한 농도와 유사한 구조를 가진 이온성 계면활성제는 비이온성 계면활성제보다 표면 장력이 높고 상 경계면에서 조직화 능력이 약한데, 이는 동일한 이름을 가진 작용기들 사이의 반발력 때문입니다. 여기에 잎에 축적될 수 있는 전하도 고려해야 합니다. 잎은 일반적으로 카르복실기와 페놀기, 그리고 잎 표면의 음이온 흡착 능력 때문에 음전하를 띠게 됩니다. 반면, 잎이 양전하를 띠는 경우는 훨씬 드물며, 특정 조건에서만 발생할 수 있습니다 ^{. [ 4, 5]} .

따라서 가장 일반적으로 사용되는 계면활성제는 비이온성이며, 그 농도는 표면 장력 감소, 거품 생성, 식물 생장 효율 간의 관계를 농도 함수로 고려하여 결정되는 경우가 많습니다. 습윤제의 권장 농도를 초과하는 것은 바람직하지 않은데, 특정 계면활성제의 임계 미셀화 농도를 초과해도 더 나은 결과를 얻지 못할 뿐만 아니라, 오히려 살포 효과를 감소시키고 작물 생장을 저해할 수 있기 때문입니다. 일반적으로 계면활성제의 양을 다르게 사용하면 습윤 특성이 달라집니다. ^{[ 4, 5]} .

계면활성제 중에서도 폴리실록산으로 알려진 유기실리콘 화합물은 특히 주목할 만합니다. 이들은 실리콘과 산소 원자가 사슬 또는 네트워크 형태로 연결된 구조를 가진 고분자입니다. 또한, 폴리에틸렌 글리콜(PEG)을 첨가하여 수용성 유화를 개선할 수 있습니다. 폴리실록산 기반 제형에 첨가제로 사용하면 매우 효과적입니다. 이러한 계면활성제는 식물에 농약의 빠른 흡수와 높은 잔류성을 보장합니다. 또한, 다른 습윤제에 비해 강우나 관개에 의한 용탈에 대한 저항성이 뛰어납니다. 독성은 없지만, 안정적인 실리콘-탄소 결합으로 인해 생분해성은 제한적입니다. 또 다른 널리 사용되는 계면활성제 그룹은 알코올계 화합물 , 주로 알콕실화 지방 알코올( ROKanol 제품군 )입니다. 이들은 일반적으로 HLB 값이 8~ ¹⁴ 범위에 있습니다. 이 값은 계면활성제가 물에 용해되기에 충분하면서도 분무 입자가 지나치게 친수성이 되지 않을 정도입니다. 적절한 HLB 값은 잎의 큐티클층에 더 잘 퍼지도록 해줍니다. ROKAnol 시리즈 L, D, DB, GA, ID, IT 및 NL은 특히 주목할 만합니다. 지방 알코올은 에톡실화뿐만 아니라 프로폭실화도 거쳐 저발포성을 갖게 됩니다. 예를 들어 , ROKAnol LP 시리즈 는 거품을 발생시키지 않습니다. 이들의 큰 장점은 코코넛 오일(ROKAnole L 및 O) ^과 같은 천연 원료에서 얻을 수 있다는 것입니다. 양친매성 구조를 가진 EO/PO 블록 공중합체( ROKAmer 제품군 ) 또한 습윤제로 사용될 수 있습니다. 친수성 부분은 에틸렌 옥사이드 단위로, 소수성 부분은 프로필렌 옥사이드 단위로 구성됩니다. 때로는 무작위 EO/PO 조각(ROKAmer B4000)을 포함하기도 하는데, 이는 융점을 낮추고 저발포성을 부여합니다. 분무 후 수분을 더 오랫동안 유지하여 활성 물질이 식물에 흡수될 시간을 더 많이 제공합니다. EO/PO 공중합체는 특히 중간 분자량에서 분산 및 현탁 안정화 특성을 나타내므로( ROKAmer 6500 , 6500W , 6500BW 및 ROKAmer 1010 ^{), SC 및 FS 제형에 유용하게 사용됩니다.}

음이온기를 가진 습윤제는 식물 보호 제품 제형에 비교적 덜 자주 사용됩니다. 이들은 일반적으로 황산염( SULFOROKAnol 및 SULFOBURSZTYNIAN 제품군) 또는 인산 에스테르( EXOfos 제품군 )입니다. 또 다른 계열인 양쪽성 계면활성제에는 베타인(ROKAmina 제품군)이 있으며, 특히 ROKAmina K30B가 널리 사용됩니다. 또한, 이러한 계면활성제는 글리포세이트와 함께 SL 제형에 사용될 때 상승 효과를 나타내기 때문에 자주 선택된다는 점도 주목할 만합니다. 거품 발생 특성 때문에 선택 빈도는 낮지만, 특히 일부 SL 제형에는 사용되기도 합니다 ^{. [ 4, 5]}

요약하자면, 식물 보호 제품 제형에 사용되는 습윤제의 종류는 매우 다양하며, 제조업체의 요구 사항을 충족하기 위해 새로운 제품이 끊임없이 개발되고 있습니다. 최근에는 생분해가 용이하고 환경에 무해하며 소비자에게 위협이 되지 않는 천연 유래 계면활성제가 중요성을 더해가고 있습니다. 이러한 추세는 사회의 환경 의식 증가와 맞물려 더욱 가속화되고 있습니다.

참고: 엽면 비료의 습윤제