เกษตรกรรมสมัยใหม่พึ่งพาประสิทธิภาพของสารกำจัดศัตรูพืชเป็นอย่างมาก ประสิทธิภาพของสารเหล่านี้ไม่ได้ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบสำคัญเพียงอย่างเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับสารเติมแต่งต่างๆ รวมถึงสารช่วยกระจายตัวด้วย
สารกำจัดศัตรูพืชมีหลายรูปแบบทางกายภาพ บางชนิดเป็น สาร แขวนลอยเข้มข้น ( SC ) ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์เหลวที่สารออกฤทธิ์ที่เป็นของแข็งและไม่ละลายน้ำถูกแขวนลอยอยู่ในน้ำและมีสารเติมแต่งอื่นๆ ช่วย เมื่อเติมลงในเครื่องพ่น สารเหล่านี้จะกระจายตัวเพื่อสร้างสารแขวนลอยที่เสถียรและเป็นเนื้อเดียวกันสำหรับการพ่น [ 1]
อีกประเภทหนึ่งของสูตรคือ สารกระจายตัว ในน้ำมัน (OD) สูตรนี้ไม่มีน้ำ และเฟสต่อเนื่องมักจะเป็นน้ำมันซึ่งสารออกฤทธิ์ไม่ละลายแต่กระจายตัวอยู่เท่านั้น ลักษณะของสูตรนี้จำเป็นต้องใช้ทั้งสารกระจายตัวที่ไม่ใช่น้ำ ซึ่งช่วยให้สูตรมีความเสถียร และสารกระจายตัวที่เป็นน้ำ ซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพที่เหมาะสมของของเหลวสำหรับพ่น [ 2]
สูตรที่น่าสนใจอีกแบบหนึ่งคือ สาร แขวนลอยอิมัลชันเข้มข้น (SE) ซึ่งเป็นการผสมผสานระหว่างสารแขวนลอยและอิมัลชัน สูตรผสมชนิดนี้เป็นหนึ่งในรูปแบบที่ช่วยให้สามารถผสมสารกำจัดศัตรูพืชที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีแตกต่างกันได้ เช่น สารที่ละลายได้ในตัวทำละลายอินทรีย์กับสารที่ไม่ละลายทั้งในตัวทำละลายอินทรีย์และน้ำ สูตรผสมชนิดนี้มีประสิทธิภาพมากกว่าสูตรผสมแบบ SC เนื่องจากมีน้ำมันเป็นสารเสริมในตัว ในสูตรผสมชนิดนี้ มักเลือกใช้สารลดแรงตึงผิวไม่เพียงแต่เพื่อความสามารถในการกระจายสารแขวนลอยเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความสามารถในการทำให้เฟสน้ำมันเป็นอิมัลชัน ด้วย [ 3]
แน่นอน เราไม่สามารถมองข้ามสูตรผสมแบบหลวมๆ เช่น ผงที่ละลายน้ำได้ (SP) เม็ดที่ละลายน้ำได้ ( SG) ผงสำหรับเตรียมสารแขวนลอยในน้ำ ( ผงที่ละลายน้ำได้, WP) และ เม็ดสำหรับเตรียมสารแขวนลอยในน้ำ ( เม็ดที่กระจายตัวในน้ำได้, WG ) สูตร ผสม ประเภทนี้ ก็จำเป็นต้องใช้ WP และ เม็ดที่กระจายตัวในน้ำได้ ( WG) เช่น กัน สูตรผสมประเภทนี้ยังต้องการการใช้สารช่วยกระจายตัวเพื่อเร่งการละลายหรือเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบสำคัญกระจายตัวได้อย่างเพียงพอในของเหลวสำหรับฉีดพ่น [ 4, 5]
สูตรผสมยาฆ่าแมลงชนิดเหลวมีข้อดีหลายประการ ได้แก่ ประสิทธิภาพทางชีวภาพสูง ต้นทุนต่ำ และความปลอดภัย อย่างไรก็ตาม ระบบเหล่านี้ไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์และอาจเกิดการจับตัวเป็นก้อนหรือการตกตะกอนของอนุภาค และบางครั้งในกรณีของสารที่ละลายน้ำได้บางส่วน อาจเกิดการสุกตัวแบบออสท์วาลด์ (Ostwald ripening) ขึ้น ส่งผลให้เกิดการตกตะกอนและการก่อตัวของตะกอนที่แน่นหนาที่ ก้นภาชนะ ( เค้ก) และนำไปสู่การแยกตัวของ ชั้นบนของตัวทำละลาย ( การแยกตัวด้านบน ) ปัญหาทั่วไปในสูตรผสมประเภทนี้คือความเสถียรของสารแขวนลอยในของเหลวสำหรับฉีดพ่นที่เสร็จสมบูรณ์ ซึ่งนำไปสู่การตกตะกอนและส่งผลให้ไม่สามารถส่งสารไปยังพืชได้ การใช้สารกระจายตัวที่เหมาะสมจะช่วยขจัดปัญหาเหล่านี้ได้ [ 1, 2, 3] .
ความสำคัญของสารกระจายตัวในสูตรยาฆ่าแมลง
การใช้ สารช่วยกระจายตัว มีความสำคัญอย่างยิ่งในสูตรยาฆ่าแมลงทั้งในรูปของเหลวและของแข็ง สารช่วยกระจายตัวช่วยป้องกันการจับตัวเป็นก้อน การรวมตัว การตกตะกอน และการแยกตัวของสูตรยา และยังช่วยกระจายผลิตภัณฑ์อย่างเหมาะสมหลังจากเจือจางด้วยน้ำและทำให้สารละลายที่ได้มีความเสถียร นอกจากนี้ยังสามารถป้องกันการเกิดการตกผลึกแบบออสท์วาลด์ (Ostwald ripening) ได้อีก ด้วย ปรากฏการณ์นี้ขึ้นอยู่กับช่วงอุณหภูมิ โดยผลึกขนาดเล็กจะละลายเร็วขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น และผลึกขนาดใหญ่จะตกผลึกใหม่ที่อุณหภูมิต่ำลง ส่งผลให้การกระจายขนาดอนุภาคทั้งหมดเปลี่ยนแปลงไป โดยผลึกส่วนใหญ่จะมีขนาดเกิน 10 ไมโครเมตร สารช่วยกระจายตัวไม่สามารถยึดผลึกขนาดใหญ่เช่นนี้ได้อีกต่อไป ทำให้เกิดการตกตะกอนและการแยกตัว ผลกระทบนี้สามารถยับยั้งได้โดยการเลือกใช้ระบบสารช่วยกระจายตัวแบบไอออนิกและแบบไม่ไอออนิกที่เหมาะสม ซึ่งจะสร้างเกราะป้องกันบนผลึกและป้องกันไม่ให้ละลายในสารละลาย [ 1, 6] สารแขวนลอยที่ใช้เป็นของเหลวสำหรับพ่นต้องมีความเสถียรเพียงพอ ซึ่งหมายความว่าอนุภาคที่กระจายตัวจะต้องไม่ตกตะกอนลงด้านล่างเร็วเกินไป มิฉะนั้น สารทั้งหมดจะไม่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วพืชในระหว่างการพ่น แต่จะมีเพียงบางส่วนเท่านั้นที่จะตกตะกอนลงที่ก้นเครื่องพ่น ความเสถียรของสารแขวนลอยที่ไม่ดีอาจทำให้หัวฉีดพ่นอุดตันได้หากตะกอนถูกดูดเข้าไปโดยปั๊มมากเกินไป สารช่วยกระจายตัวที่เลือกอย่างเหมาะสมหรือการผสมผสานของสารช่วยกระจายตัวจะช่วยป้องกันปัญหาเหล่านี้ได้ [ 1, 6] ความเร็วในการกระจายตัวในระหว่างการผสมก็มีความสำคัญเช่นกัน สารแขวนลอยและสูตรผงควรจะกระจายตัวอย่างรวดเร็วทั่วทั้งปริมาตรน้ำที่ใช้เตรียมของเหลวสำหรับพ่น หากใช้สารช่วยกระจายตัวที่ไม่เหมาะสม มักจะพบการก่อตัวของเศษผงที่ผสมยาก (คล้ายก้อน) เมื่อเติมสูตรลงในน้ำ เศษผงเหล่านี้มักต้องใช้เวลาในการผสมนานขึ้น และหากผสมไม่เข้ากันอย่างถูกต้อง ก็จะทำให้หัวฉีดสเปรย์อุดตันได้ [ 4, 5] .
กลไกการออกฤทธิ์ของสารกระจายตัว
สารช่วยกระจายตัวส่วนใหญ่เป็นโมเลกุลขนาดใหญ่และซับซ้อนที่มีหมู่ฟังก์ชันต่างๆ มากมาย เพื่อให้กระจายตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพ โมเลกุลจะต้อง "ยึดเกาะ" ตัวเองก่อน กล่าวคือ ดูดซับลงบนพื้นผิวของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ และจะทำเช่นนั้นได้โดยใช้หมู่ฟังก์ชันที่ออกแบบมาเพื่อจุดประสงค์นี้ ขึ้นอยู่กับสารนั้นๆ สารช่วยกระจายตัวจะมีพื้นผิวที่แตกต่างกันไป มากหรือน้อยขึ้นอยู่กับโครงสร้างและโครงสร้างผลึก ดังนั้น สารช่วยกระจายตัวสำหรับสารที่ไม่ชอบน้ำมักจะมีหมู่แอลคิลและ/หรือหมู่แอริล ในขณะที่สารช่วยกระจายตัวสำหรับสารที่ชอบน้ำจะมีหมู่ไฮดรอกซิล คาร์บอกซิล คาร์บอนิล อะมิโน และ/หรืออะไมด์ เมื่อโมเลกุลของสารช่วยกระจายตัวยึดเกาะกับพื้นผิวของสารแล้ว พวกมันจะเริ่มกระจายสารแขวนลอยในลักษณะที่เหมาะสมโดยใช้หมู่ฟังก์ชันที่เหลืออยู่ [ 7]
ในกรณีของสารช่วยกระจายตัวในน้ำที่มีหมู่ไอออนิก การผลักกันทางไฟฟ้าสถิต จะเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากกระบวนการทางเคมีไฟฟ้าที่เกิดขึ้นที่ขอบเขตของส่วนต่อประสาน กลุ่มไอออนิกในสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำจะเกิดการแตกตัว กล่าวคือ จะแตกออกเป็นแคตไอออนที่มีประจุบวกและแอนไอออนที่มีประจุลบ นอกจากนี้ ในกรณีของสารช่วยกระจายตัวแบบแอนไอออนิก กลุ่มแอนไอออนิกจะไม่เคลื่อนที่เนื่องจากถูกยึดติดกับโมเลกุลของสารช่วยกระจายตัว และเช่นเดียวกันกับสารช่วยกระจายตัวแบบแคตไอออนิก ชั้นของโมเลกุลสารช่วยกระจายตัวที่ถูกดูดซับจะสร้างประจุบนพื้นผิวของอนุภาคและนำไปสู่การก่อตัวของสิ่งที่เรียกว่าชั้นไฟฟ้าคู่ เมื่ออนุภาคที่มีชั้นไฟฟ้าคู่เดียวกันเข้าใกล้กัน พวกมันจะถูกผลักออกจากกันด้วยแรงไฟฟ้าสถิต โมเลกุลของสารช่วยกระจายตัวบนพื้นผิวของอนุภาคจะสร้างชั้นที่ป้องกันไม่ให้พวกมันเกาะติดกันอีกและช่วยให้คอลลอยด์มีความเสถียร ประสิทธิภาพของการกระจายตัวแสดงโดย ศักย์ซีตา ซึ่งเป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดความแตกต่างของศักย์ระหว่างอนุภาค (รวมถึงชั้นสารช่วยกระจายตัว) และชั้นการแพร่กระจาย วิธีการทางอิเล็กโทรโฟเรติก อิเล็กโทรอะคูสติก หรือการไหลถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดศักย์ซีตา ศักย์ซีตาได้รับอิทธิพลจากการเคลื่อนที่ด้วยไฟฟ้า ความหนืด และการนำไฟฟ้าของตัวกลาง [ 7]
สารช่วยกระจายตัวยังใช้ปรากฏการณ์ การผลักกันในเชิงพื้นที่ หรือการผลักกันแบบสเตอริก ซึ่งเกิดขึ้นจากการสร้างกำแพงทางกายภาพระหว่างอนุภาคที่ปกคลุมด้วยโมเลกุลของสารช่วยกระจายตัว การผลักกันในเชิงพื้นที่เป็นลักษณะเฉพาะของสารช่วยกระจายตัวที่มีสายโซ่ยาว (โดยปกติเป็นพอลิเมอร์) ในโครงสร้าง ซึ่งมักเรียกว่า "หาง" ซึ่งป้องกันการรวมตัวของอนุภาค สายโซ่เหล่านี้มักทำจากเมอร์ที่ละลายน้ำได้ดี เช่น เอทิลีนออกไซด์หรือกรดอะคริลิก [ 7]
สารช่วยกระจายตัวที่ไม่ใช่น้ำสำหรับสารแขวนลอยน้ำมัน OD ซึ่งระบบค่อนข้างไวต่อไอออน ส่วนใหญ่จะใช้การผลักกันในเชิงพื้นที่เป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ในกรณีของสารช่วยกระจายตัวในน้ำ แรงผลักเชิงพื้นที่เป็นส่วนเสริมที่เหมาะสมกับแรงผลักทางไฟฟ้าสถิต ซึ่งส่งผลให้สารช่วยกระจายตัวเหล่านี้มีประสิทธิภาพสูง นั่นคือเหตุผลที่สารช่วยกระจายตัวเหล่านี้ถูกเรียกว่า "ไฟฟ้าสถิต" [ 7] .
เพื่อให้สารแขวนลอยมีความเสถียรมากขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพของสารช่วยกระจายตัวแบบไฟฟ้าสถิต จึงมีการเติมสารช่วยกระจายตัวร่วมเข้าไปในระบบ ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นพอลิเมอร์ EO/PO แบบเส้นตรงหรือแบบแตกแขนงที่มีน้ำหนักโมเลกุลปานกลาง โมเลกุลร่วมของสารช่วยกระจายตัวจะช่วยเสริมการทำงานของสารช่วยกระจายตัวหลักในหลายๆ ด้าน เนื่องจากมวลและโครงสร้างของพวกมัน พวกมันจึงมีคุณสมบัติในการเปียก ปรับเปลี่ยนขั้วและความแรงของไอออนในระบบ มีความคล่องตัวมากกว่า และโดยทั่วไปจะยังคงอยู่ในสารละลาย โมเลกุลของสารช่วยกระจายตัวร่วมบางส่วนอาจดูดซับลงบนพื้นผิวของเม็ดและช่วยปิดผนึกชั้นกั้นเพิ่มเติม นอกจากนี้ โมเลกุลของสารช่วยกระจายตัวร่วมในสารละลายจะทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของสารช่วยกระจายตัวที่ตกตะกอนอยู่บนเม็ดและทำให้สารแขวนลอยมีความเสถียร [ 7] .
สารกระจายตัวที่ใช้ในสูตรยาฆ่าแมลงในกลุ่มผลิตภัณฑ์ PCC Exol
สูตรยาฆ่าแมลงแต่ละชนิดใช้สารช่วยกระจายตัวที่มีโครงสร้างทางเคมีแตกต่างกัน PCC Exol ตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตสูตรยาฆ่าแมลงโดยนำเสนอสารช่วยกระจายตัวและสารช่วยกระจายตัวหลากหลายชนิด กลุ่มที่สำคัญบางส่วนแสดงและอธิบายไว้ด้านล่าง
- โคพอลิเมอร์ EO/PO " ซีรี่ส์ ROKAmer " เป็นกลุ่มสารประกอบที่ง่ายที่สุด มักใช้เป็นสารช่วยกระจายตัว โครงสร้างของโคพอลิเมอร์อาจเป็นแบบแตกแขนง (ROKAmer G หรือ NP) หรือแบบเส้นตรง (ROKAmer R หรือ PP) ขึ้นอยู่กับ "ตัวเริ่มต้น" คือโมเลกุลเริ่มต้นที่ผ่านกระบวนการอัลคอกซิเลชัน ซึ่งขึ้นอยู่กับหมู่ OH ที่มีอยู่ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน มวลของโคพอลิเมอร์เหล่านี้โดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 3,000 ถึง 8,000 ดาลตัน และปริมาณเอทิลีนออกไซด์อยู่ระหว่าง 20 ถึง 80%ขึ้นอยู่กับค่า HLB ที่ต้องการ โครงสร้างของโคพอลิเมอร์อาจเป็นแบบบล็อก (เช่น ROKAmer 6500 ) แบบสุ่ม หรือแบบผสม (เช่น ROKAmer B4000) คุณสมบัติที่ดีที่สุดมักพบในโครงสร้างแบบผสม เนื่องจากชิ้นส่วนบล็อกดูดซับได้ดีบนพื้นผิวของเม็ด และชิ้นส่วนแบบสุ่มมีส่วนทำให้เกิดฟองน้อยและจุดหลอมเหลวต่ำ โคพอลิเมอร์ EO/PO ยังแสดงคุณสมบัติการเปียก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมักใช้เป็นสารทำให้เปียกในระบบน้ำ [ 8]
- น้ำมันพืชและน้ำตาลที่ผ่านกระบวนการเอทอกซิเลชัน “ซีรีส์ ROKAcet R , ROKAcet OR,ROKwin และ ROKwinol ” – สารประกอบเหล่านี้ส่วนใหญ่มักมีโครงสร้างแบบกิ่งก้านและมีลักษณะเป็นน้ำมัน นอกจากนี้ยังมักถูกเอสเทอริฟายด์ด้วยกรดไขมัน (ROKAcet OR) เพื่อขยายโครงสร้างและลดค่า HLB ให้ต่ำลง สารประกอบเหล่านี้มักใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวที่ไม่ใช่น้ำในสารแขวนลอยน้ำมัน OD นอกจากจะช่วยให้สารแขวนลอยมีความเสถียรแล้ว ยังช่วยทำให้เฟสน้ำมันเป็นอิมัลชันได้ดีมากในระหว่างการเตรียมของเหลวสำหรับฉีดพ่น สารประกอบเหล่านี้เป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ย่อยสลายได้ง่าย และไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม สอดคล้องกับหลักการของเคมีสีเขียว ไม่มีพิษต่อจุลินทรีย์ จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสารกำจัดศัตรูพืชชีวภาพที่ใช้ Bacillus หรือ Trichoderma เป็นพื้นฐาน [ 8]
- ซัลเฟต " ซีรี่ส์ SULFOROKAnol " – โดยทั่วไปคือแอลกอฮอล์ซัลเฟตที่มีหมู่แอลคอกซี มีน้ำหนักโมเลกุล 1000–2000 ดาลตัน ซึ่งแม้จะมีโมเลกุลขนาดเล็ก แต่ก็มีคุณสมบัติในการกระจายตัว โดยผสมผสานแรงผลักทางไฟฟ้าสถิตและแรงผลักเชิงพื้นที่ ในกรณีส่วนใหญ่ แอลกอฮอล์เหล่านี้มีโครงสร้างแบบกิ่งก้านสาขาค่อนข้างมาก เช่น ไอโซไตรเดคาโนล ( SULFOROKAnol IT2030 ) หรือไตรสไตรลฟีนอล (SULFOROKAnol TSP95) ซึ่งทำให้สามารถยึดเกาะกับหมู่เหล่านี้ได้ง่ายและกระจายตัวโดยสายโซ่ EO/PO ยาวที่ลงท้ายด้วยหมู่ซัลเฟตที่มีประจุ มักพบในรูปของเกลือโซเดียม โพแทสเซียม แอมโมเนียม หรือเกลืออื่นๆ สารกระจายตัวเหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสูตรน้ำ [ 8]
- เอสเทอร์ฟอสฟอริก " ซีรี่ส์ EXOfos " – เช่นเดียวกับซัลเฟต แอลกอฮอล์ที่มีหมู่แอลคอกซีก็ถูกนำมาใช้เป็นหมู่ยึดเกาะเช่นกัน หมู่ฟอสเฟตช่วยให้สามารถผลิตเอสเทอร์ไดและไตรเอสเทอร์ได้ ซึ่งจะเพิ่มน้ำหนักโมเลกุลและขยายโครงสร้างอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลดีต่อประสิทธิภาพการกระจายตัว สารประกอบเหล่านี้สามารถเป็นสารช่วยกระจายตัวได้ทั้งสำหรับสารที่ไม่ชอบน้ำและสารที่ชอบน้ำ สารที่ชอบน้ำจะทำปฏิกิริยากับหมู่ฟอสเฟตของ EXOfos ผ่านหมู่ไฮดรอกซิลหรือหมู่เอมีน ซึ่งจะสร้างพันธะไฮโดรเจนหรือพันธะโคออร์ดิเนชัน ส่งผลให้หมู่ฟอสเฟต (ซึ่งเป็นตัวให้ที่ดีมาก) ยึดติดกับพื้นผิวของสาร และแอลกอฮอล์ไขมันหรือโคพอลิเมอร์ EO/PO ที่ติดอยู่กับหมู่ฟอสเฟตจะสร้างเปลือกป้องกันและป้องกันการรวมตัวของอนุภาค ทำให้เอสเทอร์ฟอสเฟตมีศักยภาพในการเป็นสารช่วยกระจายตัวมากกว่าซัลเฟต นอกจากนี้ เอสเทอร์ฟอสเฟตยังสามารถทำให้เป็นกลางเป็นเกลือต่างๆ ได้ตามความต้องการ เกลือโพแทสเซียมที่เป็นที่นิยมมากที่สุด (EXOfos PT-K25 และ PT-K60) และเกลือไตรเอทาโนลามีน ( EXOfos PT-A และ PT-A75) [ 8]
- อนุพันธ์ของแนฟทาลีน " ชุด Rodys " – ส่วนใหญ่เป็นสารควบแน่นของกรดอัลคิลแนฟทาลีนซัลโฟนิกกับฟอร์มาลดีไฮด์ (ANS) ที่มีน้ำหนักโมเลกุลปานกลาง อยู่ในรูปของเกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียม สารเหล่านี้เป็นสารช่วยกระจายตัวแบบอิเล็กโทรสเตอริกที่มีประสิทธิภาพสูง สามารถทำให้สารแขวนลอยในน้ำมีความเสถียรได้ดีที่ความเข้มข้นเพียง 1%นอกจากนี้ยังมีผลดีต่อคุณสมบัติทางรีโอโลยีของสารแขวนลอยอีกด้วย นิยมใช้กับสารที่ไม่ชอบน้ำเนื่องจากมีหางอัลคิลที่ช่วยยึดเกาะกับพื้นผิวของสารได้ดี สารควบแน่นของกรดแนฟทาลีนซัลโฟนิกกับฟอร์มาลดีไฮด์ (NSF) ก็เป็นที่รู้จักเช่นกัน โดยมีน้ำหนักโมเลกุลปานกลางและอยู่ในรูปของเกลือโซเดียมหรือโพแทสเซียม แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าและมักต้องการความเข้มข้นที่สูงกว่า นิยมใช้ในรูปแบบผงและเม็ด รวมถึงสารแขวนลอยในน้ำด้วย ข้อเสียของสารกระจายตัวเหล่านี้คือการย่อยสลายทางชีวภาพที่ไม่ดีและผลกระทบเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงมีการแทนที่ด้วยสารกระจายตัวที่ใช้สารอนุพันธ์ของลิกนินหรือโพลีคาร์บอกซีอีเทอร์มากขึ้นเรื่อยๆ [ 8]
- อนุพันธ์ของลิกนิน – ส่วนใหญ่เป็นลิกโนซัลโฟเนต ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษซัลไฟต์ โครงสร้างของสารเหล่านี้ค่อนข้างซับซ้อน ประกอบด้วยหมู่แอริลและแอลคิลที่ไม่ชอบน้ำ และหมู่ซัลโฟเนตที่ชอบน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถดัดแปลงเพื่อเพิ่มคุณสมบัติได้อีกด้วย มีการใช้เป็นสารช่วยกระจายตัวในน้ำ โดยเฉพาะในสูตรผงหรือเม็ด อย่างไรก็ตาม สารเหล่านี้มีประสิทธิภาพไม่ดีเท่าอนุพันธ์ของแนฟทาลีน และประสิทธิภาพของสารเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแหล่งที่มาและคุณภาพของลิกนินเป็นอย่างมาก แต่ข้อดีคือเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าและย่อยสลายได้ง่ายกว่า
- โพลีคาร์บอก ซี อีเทอร์ (PCE) "EXOdis AG-13" เป็นโคพอลิเมอร์ที่มีสายโซ่หลักประกอบด้วยโมโนเมอร์อะคริลิก เมทาคริลิก มาเลอิก หรือสไตรีน ซึ่งมีสายโซ่โพลีอีเทอร์ยาวติดอยู่ โครงสร้างรูปดาวนี้มีคุณสมบัติในการกระจายตัวที่มีประสิทธิภาพสูง โดยสายโซ่หลักทำหน้าที่ยึดเกาะกับพื้นผิวของอนุภาคสาร และชิ้นส่วนโพลีอีเทอร์ที่ติดอยู่จะช่วยกระจายตัวแบบสเตอริก ขึ้นอยู่กับโมโนเมอร์ที่ใช้ สารกระจายตัวดังกล่าวอาจเหมาะสำหรับสารที่ไม่ชอบน้ำ (กรดเมทาคริลิก สไตรีน) หรือสารที่ชอบน้ำ (กรดอะคริลิก) ขึ้นอยู่กับสัดส่วนของโมโนเมอร์แต่ละชนิด โดยทั่วไป PCE จะใช้ในสารแขวนลอยเข้มข้นในน้ำ โคพอลิเมอร์เหล่านี้สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพมากกว่าอนุพันธ์ของแนฟทาลีนและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม กระบวนการพอลิเมอไรเซชันเองนั้นต้องการสภาวะและการควบคุมพิเศษ ซึ่งทำให้ยากและมีต้นทุนสูงกว่า [ 8]
โดยสรุป: ตลาดมีสารช่วยกระจายตัวให้เลือกมากมาย และมีการพัฒนาสารช่วยกระจายตัวใหม่ๆ อย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ผลิตสูตรยาฆ่าแมลงในรูปแบบสารแขวนลอยในน้ำ สารแขวนลอยในน้ำมัน หรือผงหรือเม็ด เนื่องจากแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นในการพัฒนาสารช่วยกระจายตัวจากธรรมชาติที่ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อมและผู้บริโภค ผู้ผลิตจึงเผชิญกับความท้าทายใหม่ๆ การพัฒนาสารทางเลือกจากธรรมชาติให้มีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับสารช่วยกระจายตัวแบบดั้งเดิมและมีราคาที่น่าดึงดูดในเวลาเดียวกันนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไป
- [1] European Patent Office, EP1286588B1: Agrochemical suspension formulations, 2005. https://data.epo.org/publication-server/rest/v1.2/publication-dates/20051228/patents/EP1286588NWB1/document.html?utm_source=copilot.com
- [2] United States Patent Application, US20160088835A1: Agrochemical oil dispersion formulation, 2016. https://patents.google.com/patent/US20160088835A1/en
- [3] European Patent Office, EP0697171A1: Novel agrochemical suspoemulsion, 1996. https://patentimages.storage.googleapis.com/2e/3e/77/dcd0b2e7ff5c6f/EP0697171A1.pdf?utm_source=copilot.com
- [4] German Patent Office, DE69631378T2: Pesticidal formulation, 2004. https://patents.google.com/patent/DE69631378T2/en
- [5] World Intellectual Property Organization, WO2021255664A1: Insecticidal WDG formulations and process for preparing and use thereof, 2021. https://patents.google.com/patent/WO2021255664A1/en
- [6] European Patent Office, EP2104422A2: Ostwald ripening inhibition in chemical formulations, 2009. https://patents.google.com/patent/EP2104422A2/en
- [7] Pirrung, F. O.; Quednau, P. H.; Auschra, C. Wetting and Dispersing Agents. Chimia 2002.
- [8] PCC Group, Agrochemicals – Markets and applications, 2026. https://www.products.pcc.eu/en/products/markets-and-applications/agrochemicals/