农药和表面活性剂是精细化学品的2个重要领域。世界精细化学品工业在飞速发展，目前其品种已超过10万种，我国的精细化工率已达到40%左右。
在根据应用区分的精细化学品的17个领域中，农药的原药品种有上千种，我国应用的原药约260种，加工成的制剂数千种。我国农药60年来发展很快，已成为世界第2生产大国，登记的农药企业有2,400多家企业，2011年产原药达264.8万吨，有近1/3农药出口。登记的农药制剂达28,000多种。
表面活性剂也是精细化工中一个发展迅速的领域，现有品种超过5,000种。我国也是世界第2的表面活性剂生产大国，有2,800多家表面活性剂生产企业。2007年，我国表面活性剂产量为1,000多万吨，其中工业表面活性剂400多万吨，民用表面活性剂（洗涤剂等）673万吨。
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接触角（ º ) |
表面张力 |
润湿性 |
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180 |
大 |
完全不润湿 |
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90 ～ 180 |
中 |
附着润湿 |
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0 ～ 90 |
小 |
浸渍润湿 |
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0 |
最小 |
完全润湿 |
1 农药制剂及农药助剂
1.1 农药制剂
农药原药极少数能直接使用，绝大部分必须加工成不同的剂型方可使用。
农药剂型是指具有一定组分和规格的农药原药加工形态。如固态的有粉状、粒状、块状、条状、球状、片状等多种规格，液态的有水剂、油状、糊状等等，气态的有气雾剂等。
我国已制定《农药剂型名称及代码国家标准》，此标准规定了120个农药剂型的名称及代码。其中乳油（EC）、悬浮剂（SC）、可湿性粉剂（WP）、水乳剂（EW）、微乳剂（ME）、悬乳剂（SE）、可溶液剂（SL）、水剂（AS）等是目前产量最大、用量最多的农药剂型。在中华人民共和国农业行业标准NY/T 1667.2–2008《农药登记管理术语》第2部分“产品化学”中增加了15种农药剂型，可分散油悬浮剂（OD）就在其中。因此现有剂型有135种。
农药制剂是指农药原药加工成的具有一定有效成分含量、一定剂型、可按一定方法使用的成药产品。目前生产量较大的高效氯氰菊酯有4.5%和2.5%乳油、4.5%和5%水乳剂及微乳剂、5%的可湿性粉剂及5%和10%的悬浮剂等10多种制剂。
1.2 农药助剂
农药制剂是由农药原药和农药助剂配成，部分制剂中还加入水。
农药助剂的定义是指在农药加工和应用过程中的辅助药剂，能帮助主要药剂成分发挥其效能的物质。在农药制剂中，农药原药被称为有效成分，农药助剂被称为惰性成分。
农药助剂可分为：表面活性剂和非表面活性剂2大类。
农药表面活性剂主要有乳化剂、分散剂、润湿剂、渗透剂、展着剂、发泡剂、消泡剂、增溶剂等，非表面活性剂主要指溶剂、载体、填料、防冻剂等（如表1）。
2 表面活性剂在农药加工中的作用
2.1 表面活性剂的表面活性和结构特征
表面活性剂活跃于表面（界面），改变表（界）面张力。它具有不对称的分子结构：亲油的非极性基团——疏水基（亲油基）和亲水的极性基团——亲水基。
表面活性剂分子亲水基的种类很多，例如羟基或多羟基、羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、酰氨基、吡啶基、聚氧乙烯基等；疏水基则有各种碳氢基团（烷基、芳基或烷芳基）、碳氟基团、聚硅氧烷基、聚氧丙烯基等。
2.2 表面活性剂的性质
1）水中溶解性：表面活性剂在水中的溶解性与亲水基及亲油基的强弱有关，一般亲水基强则水中溶解性好，反之亲油基大则水中溶解性差。离子型表面活性剂在水中的溶解性会因温度的升高而提高，但非离子型表面活性剂在水中的溶解性能往往随着温度的升高而降低。
将聚乙二醇型非离子表面活性剂的透明水溶液加热时，水溶液出现混浊时的温度，称之为浊点。浊点是农药用非离子表面活性剂的重要质量指标。聚乙二醇非离子型中环氧乙烷加成量愈多亲水性愈大，需较高的温度使其混浊，浊点也愈高。在非离子型中，醚键的氧原子容易与水分子缔合而形成氢键，即为氧盐。因为氢键结合是松驰的，在高温或加入盐时就有逐渐脱离的倾向。
2）化学稳定性：一般阴离子型表面活性剂在强酸溶液中不稳定，在碱性溶液中比较稳定。一般非离子型表面活性剂能耐受较高浓度的酸和碱。凡具有酯结构的表面活性剂，则在强酸或强碱溶液中都容易发生水解。无机盐易使离子型表面活性剂自溶液中盐析，对非离子型和两性表面活性剂的作用甚小。
3）生物降解性：表面活性剂被微生物分解的过程，即为表面活性剂的生物降解。生物降解性是消除表面活性剂对环境污染的重要标志，表面活性剂的化学结构与生物降解性的关系是：
① 对于碳氢链疏水基，直链者比有分支者易于生物降解；
② 对于非离子型中的聚氧乙烯链，链越长，则越不易生物降解。
农药用阴离子型表面活性剂中的钙盐，可采用直链烷基苯或支链烷基苯（四聚丙烯烷基苯）制备，虽然支链烷基苯制得的钙盐性能好，但其生物降解性较差。生产非离子型NP-10的原料壬基酚，有直链壬烷基和三聚丙烯壬烷基等区分，其生物降解也同样有差别。
非离子型中环氧乙烷加成数在10以下时生物降解速度无明显差别，超过10时随着链的加长，降解速度明显减慢。
4）定向吸附：在液体中加入少量表面活性剂，表面活性剂的分子就聚集在液体表面上，其亲油基倾向于油，亲水基倾向于水，在液体表面形成单分子薄膜层，这种定向排列和界面吸附的现象叫做定向吸附。
在水溶液中，这种定向吸附使液体–空气表面被表面活性剂分子的亲油基–空气界面所取代，而这种界面的表面张力要比水–空气的表面张力小得多，从而大大地降低了水的表面张力。
在两种互不相溶的液体（如水和油）界面上，也同样存在定向吸附现象。当表面活性剂分子中的亲油基性质和油的性质相似时，更易向油接近，形成亲水基向水、亲油基向油的分子膜，显著降低了水–油的界面张力。
表面活性剂所具有的乳化、分散、起泡、润湿、洗涤等作用无不与定向吸附有关，这将在后面论述。
5）临界胶束浓度：表面活性剂在水溶液中达到一定浓度时，除在水的表面形成单分子膜外，其水中的表面活性剂分子聚集起来，互相把亲油基靠在一起，形成胶束。胶束有球状、棒状、层状等多种形式。
表面活性剂形成胶束的最低浓度叫临界胶束浓度。以cmc表示。以临界胶束浓度为界限，高于或低于cmc时，水溶液的表面张力和其它许多物理性质都有很大的差异。只有在高于cmc时，才能充分显示作用，例如电阻率、蒸汽压、粘度、洗涤性、增溶性、折光率、表面张力等都会有显著的变化。
表面活性剂的临界胶束浓度一般很低，在0.001～0.02克分子/升，或0.02%～0.4%。
2.3 表面活性剂的作用
表面活性剂的作用决定和影响表面活性剂的用途，即影响着其应用的功能。由于85%以上农药要加水稀释使用，表面活性剂对农药制剂稀释液的乳化稳定性、悬浮率、润湿性、持久起泡性等技术指标起决定性的作用，并且对药液在应用时具有的熏蒸、胃毒、内吸和触杀等作用及针对靶标的铺展、渗透、展着、沉积等效能密切相关，从而对农药充分发挥药效起到重要作用（如表2）。
1）乳化作用：一种液体以液珠（0.05～50微米）均匀分散在另一种液体中成为乳状液。农药乳油、微乳剂和水乳剂加水稀释后均成为乳状液（如表3）。
加入表面活性剂（乳化剂）使乳状液相对稳定，其因素：
定向吸附–降低表面张力，形成界面保护膜，形成双电层，阻止油珠聚结。
2）分散作用：固体微粒均匀分散在液体中成为悬浮液或分散液。农药可湿性粉剂、悬浮剂分散在水中则成为悬浮液。
加入表面活性剂可有利于悬浮液稳定，悬浮液稳定的因素与乳状液相同。
3）润湿作用：固体表面被液体覆盖称为润湿（如表4）。
表面活性剂的加入有助于提高农药对植物的润湿性和渗透性。
4）增溶作用：在液–液或液–固体系中，表面活性剂浓度达到临界胶束浓度时，因胶束的存在，使物质在溶剂中的溶解度增加，这种作用称为增溶作用。
增溶作用产生胶体溶液，形成所谓的微乳状液，其分散粒子大小在0.1微米以下，因而稳定性更好于乳状液。农药微乳剂的加工与此密切相关。
5）表面活性剂的其它作用：起泡作用与消泡作用：控制泡沫持久性和泡沫量。破乳作用：油水分离（石油开采使用破乳剂）。去污（洗涤）作用：以上乳化分散、润湿渗透、泡沫、增溶等作用的结合。 （未完待续）
