表面活性劑在用量較低時即能顯著降低溶液的表面張力,在臨界聚集濃度以上可以自發組裝形成各種類型的分子有序聚集體,從而在各種重要過程,如潤濕、鋪展、起泡、乳化、增溶分散、洗滌中發揮重要作用。表面活性劑在工業生產和人們的日常生活中扮演著極其重要的角色,截至2005年,全球表面活性劑的使用量已經超過1250x104 t。近年來,隨著人們環保意識的增強,對表面活性劑的開發和應用提出了更高的要求,綠色表面活性劑的制備和應用已成為研究的熱點。
如常規表面活性劑一樣,根據親水基團的荷電性質,綠色表面活性劑也可分為陰離子型、陽離子型、兩性型和非離子型。由于具有兩親分子的典型結構,綠色表面活性劑具有常規表面活性劑的所有特點;但與常規表面活性劑不同的是,該類表面活性劑大多來源于天然原料,因此具有較低的生物毒性、良好的環境相容性和較快的生物降解速率。目前,農藥中應用較多的綠色表面活性劑主要可分為以下幾類:脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(AEC)、a-烯基磺酸鹽(AOS)、烷基糖苷(APG)等。
農藥水基制劑的開發符合國際農藥制劑發展的趨勢,具有明顯的經濟效益和社會效益,已經引起了人們越來越多的關注。水基制劑的開發離不開表面活性劑的應用。在水乳劑中,表面活性劑的加入量一般在6% ~8%左右;而在微乳劑中,表面活性劑的添加量更高,一般在15% ~20%左右。一方面,大量的表面活性劑的應用給生態環境帶來潛在的危害,如傳統農藥劑型中常用的烷基酚聚氧乙烯醚(NP)系列表面活性劑的生物降解率僅為0%~9%,且降解產物烷基酚毒性更大,連續使用會造成土壤的累積性污染,影響土壤酸堿性,導致肥效下降;應用烷基苯磺酸鈉(LAS)的農藥制劑被雨水沖刷后會造成河流或灌溉溝渠的泡沫泛濫;含有磷酸鹽的農藥制劑則會造成河流湖泊水質的“富營養化”。另一方面,這些表面活性劑的生產往往需要大量的合成化學品,生產過程中產生較多的副產物,對環境造成危害。
選擇適當的綠色表面活性劑代替傳統表面活性劑作為農藥乳化劑和增效劑,能規避使用殘留帶來的污染問題,有利于環境保護。近年來,國內外研究者致力于研究環境友好的表面活性劑在農藥制劑加工中的應用,如烷基糖苷(APG)在水包油水乳劑加工中的應用;由脂肪醇聚氧乙烯醚改性的脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽在多種農藥乳液體系中的應用。