Способ определения количества поверхностно-активного вещества, десорбированного с поверхности раздела фаз жидкость-жидкость, в гербицидных дисперсных системах

Авторы патента:

G01N33/26 - масел, вязких жидкостей, красок, чернил (G01N 33/22 имеет преимущество)

A01P13 - Сельское хозяйство; лесное хозяйство; животноводство; охота и отлов животных; рыболовство и рыбоводство

A01N33 - Биоциды, репелленты или аттрактанты, или регуляторы роста растений, содержащие азотсодержащие органические соединения

A01N25/32 - ингредиенты для ослабления вредного действия активных веществ на организмы иные, чем вредители, например составы, понижающие токсичность, саморазрушающиеся составы

A01N25/30 - отличающиеся поверхностно-активными веществами

Владельцы патента RU 2402906:

Государственное учреждение "Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений с опытно-экспериментальным производством Академии наук Республики Башкортостан" (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Проводят разбавление эмульсии водой, по меньшей мере, в пять стадий, снижая при этом концентрацию ПАВ в два раза после каждого разбавления. Определяют межфазное натяжение. Осуществляют построение кривой зависимости поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость от концентрации ПАВ. Выдерживают эмульсию на каждой стадии до ее полной коагуляции. Проводят повторное определение межфазного натяжения и определение искомого количества ПАВ по величине сдвига изотермы по оси абсцисс. Изобретение позволяет оптимизировать содержание ПАВ в рецептурах гербицидных препаратов. 3 табл.

Изобретение относится к разработке препаративных форм гербицидов и позволяет оптимизировать количество поверхностно-активных веществ в рецептурах эмульгирующихся концентратов гербицидов.

Известно, что недостаток ПАВ в препаративной форме ухудшает физико-химические и эксплуатационные характеристики рабочей водной эмульсии, что снижает эффективность применения гербицидных препаратов [В.М.Кузнецов. Химико-технологические основы разработки и совершенствования гербицидных препаративных форм. - М.: Химия, 2006. 320 с.]. Наоборот, необоснованное увеличение содержания ПАВ в препаратах способствует ухудшению их токсикологических характеристик и снижению биоразлагаемости [Поверхностно-активные вещества. Справочник. Под. ред. А.А.Абрамзона и Г.М.Гаевого. - Л.: Химия, 1979. - 376 с.]. Таким образом, количество ПАВ в гербицидных дисперсных системах должно быть оптимальным, то есть достаточным, чтобы образовать мономолекулярный адсорбционный слой на поверхности раздела фаз гербицидной эмульсии.

Известен способ определения толщины оболочки микрокапсулы исходя из количества ПАВ, осевшего на поверхность эмульсии (прототип). Недостатком метода является сложность определения количества ПАВ на поверхности раздела фаз жидкость-жидкость, что способствует значительному расхождению результатов экспериментов и не позволяет оптимизировать содержание ПАВ [А.А.Абрамзон. Поверхностно-активные вещества. - Л.: Химия, 1981. - 304 с.].

Задача изобретения - оптимизация содержания ПАВ в рецептурах гербицидных препаратов, повышение их гербицидной активности.

Поставленная задача решается следующим образом. Способ определения количества поверхностно-активного вещества, десорбированного с поверхности раздела фаз жидкость-жидкость в гербицидных дисперсных системах, включает разбавление эмульсии водой по меньшей мере в пять стадий, снижая при этом концентрацию ПАВ в два раза после каждого разбавления, определение межфазного натяжения сталагмометрическим методом, построение кривой зависимости поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость от концентрации ПАВ, выдерживание эмульсии на каждой стадии до полной ее коагуляции, после чего повторно определяют межфазное натяжение и по величине сдвига изотермы по оси абсцисс определяют искомое количество ПАВ.

Пример 1

Смешивают 20 г оксиэтилированного изононилфенола (неонола АФ 9-12), 75 г 2-этилгексилового эфира 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д) и 5 г углеводородного ароматического растворителя нефрас А 150/330. 1 г полученного концентрата эмульгируют в 100 мл воды и определяют межфазное натяжение сталагмометрическим методом, а также размеры частиц дисперсной фазы эмульсии методом оптической микроскопии. Последовательно разбавляют полученную эмульсию водой, снижая таким образом концентрацию ПАВ в два раза после каждого разбавления. После пяти стадий разбавления водой строят кривую зависимости поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость от концентрации ПАВ. Все эмульсии выдерживают в отстойнике до осаждения максимального количества коагулянта, после чего повторно определяют межфазное натяжение. В результате сдвига изотермы по оси абсцисс определяют количество ПАВ (мас.%), десорбированного с межфазной поверхности.

Пример 2

Аналогично пр.1. Отличие состоит в том, что количество неонола АФ 9-12 в концентрате составляет 15 г, количество нефраса А 150/330 - 10 г.

Пример 3

Аналогично пр.1. Отличие состоит в том, что количество неонола АФ 9-12 в концентрате составляет 10 г, количество нефраса А 150/330 - 15 г.

Пример 4

Аналогично пр.1. Отличие состоит в том, что количество неонола АФ 9-12 в концентрате составляет 17,5 г, количество нефраса А 150/330 - 7,5 г.

Пример 5

Аналогично пр.1. Отличие состоит в том, что вместо неонола АФ 9-12 берут синтанол ДС-10, вместо 2-этилгексилового эфира 2,4-Д используют 2-этилгексиловый эфир2-метокси-3,6-дихлорбензойной кислоты (дикамбы), вместо нефраса А 150/330 используют нефрас АР 120/220. Данные в табл.2.

Пример 6

Аналогично пр.5. Отличие состоит в том, что количество синтанола ДС-10 составляет 17,5 г, количество нефраса АР 120/220 - 7,5 г.

Пример 7

Аналогично пр.5. Отличие состоит в том, что количество синтанола ДС-10 составляет 15 г, количество нефраса АР 120/220 - 10 г.

Пример 8

Аналогично пр.5. Отличие состоит в том, что количество синтанола ДС-10 составляет 22,5 г, количество нефраса АР 120/220 - 2,5 г.

Пример 9 - прототип

Аналогично пр.1. Отличие состоит в том, что количество ПАВ определяют в водной и органической фазах эмульсии фотоколориметрическим методом, который позволяет определить суммарное количество ПАВ в двух фазах, но не дает возможности определить количество десорбированного с поверхности раздела фаз ПАВ.

Пример 10

Полевые испытания гербицидных препаратов проводят на посевах пшеницы и ячменя. Почва опытного участка - чернозем оподзоленный с содержанием гумуса 8%.

Преобладающие сорные растения - малолетние широколистные и многолетние корнеотпрысковые: марь белая, редька дикая, щирица, ромашка полевая, виды пикульников, горцев, осоты розовый и желтый, вьюнок полевой. Обработку проводят в фазу кущения пшеницы и ячменя с помощью ручного опрыскивателя. Доза препаратов 0,7 л/га (оп.1-4) и 0,1 л/га (оп.5-8), расход воды - 100 л/га. Площадь одной делянки 10 м², повторность 4-кратная. Эффективность действия гербицидов оценивали по весу сорняков и по урожаю культуры на опытных и контрольных делянках (вариант без обработки гербицидами). Результаты опытов представлены в табл.3.

Данные табл.1 показывают, что оптимальное содержание неонола АФ 9-12 в гербицидном препарате на основе эфира 2,4-Д составляет 17,5-20%. Толщина адсорбционного слоя ПАВ составляет 0,0069 мкм для значения 17,5% и более не увеличивается при значении 20%. Площадь, приходящаяся на одну молекулу ПАВ, составляет 1,74·10^-7 мкм² при значении 17,5% и практически такая же - 1,75·10^-7 мкм для варианта 20%. Данные табл.2 показывают, что оптимальное содержание синтанола ДС-10 в гербицидном препарате на основе эфира дикамбы составляет 20-22,5%. Толщина адсорбционного слоя ПАВ составляет 0,0071 мкм для значения 20% и более не увеличивается при значении 22,5%. Площадь приходящихся на одну молекулу ПАВ составляет 1,38·10^-7 мкм² при значении 20% и не изменяется при значении 22,5%.

Полевые испытания гербицидов в посевах пшеницы и ячменя (табл.3) подтвердили преимущество препаратов, содержащих оптимальное количество ПАВ. Рецептуры по примерам №1 и №4 с содержанием неонола 20% и 17,5% показали более высокую гербицидную активность в сравнении с примерами №2 и №3 (содержание неонола 15% и 10%). Рецептуры по примерам №5 и №8 с содержанием синтанола 20% и 22,5%) показали более высокую гербицидную активность в сравнении с примерами №6 и №7 (содержание синтанола 17,5% и 15%). Прибавка урожая пшеницы и ячменя в опытах №1 и №4 выше, чем в опытах №2 и №3, а в опытах №5 и №8 выше, чем в №6 и №7.

Таблица 1
Расчет параметров адсорбционного слоя неонола АФ 9-12 в эмульсии гербицидного препарата на основе эфира 2,4-Д.
Наименование показателей	Значение показателей
Количество неонола в препарате, мас.%	10	15	17,5	20
Усредненный размер частиц дисперсной фазы, мкм	12	5	2	1,5
Объем однрй частицы, мкм³	904,78	65,45	4,189	1,767
Доза препарата на 1 га, мл	700	700	700	700
Объем препарата на 1 см² площади обработки, мкм³	7·10⁶	7·10⁶	7·10⁶	7·10⁶
Количество частиц на 1 см², шт.	7737	1,07·10⁵	1,67·10⁶	3,96·10⁶
Площадь поверхности одной частицы, мкм²	452,39	78,54	12,57	7,07
Суммарная площадь поверхности частиц, мкм²	3,5·10⁶	8,4·10⁶	2,1·10⁷	2,8·10⁷
Объем эмульсии на 1 га, л	100	100	100	100
Объем эмульсии на 1 см² площади обработки, мкм³	10⁹	10⁹	10⁹	10⁹
Количество неонола, десорбированного с межфазной поверхности, мас.%	0,002	0,0058	0,015	0,02
Объем неонола с учетом его плотности, мкм³	1,92·10⁴	5,57·10⁴	14,42·10⁴	19,2·10⁴
Толщина адсорбционного слоя неонола, мкм	0,0055	0,0066	0,0069	0,0069
Вес десорбированного неонола, мкг	0,02	0,058	0,15	0,199
Вес одного моля неонола, мкг	748·10⁶	748·10⁶	748·10⁶	748·10⁶
Количество молей неонола	0,267·10^-10	0,775·10^-10	2,0·10^-10	2,66·10^-10
Количество молекул неонола	1,607·10¹³	4,66·10¹³	12,04·10¹³	16,01·10¹³
Площадь, приходящаяся на одну молекулу, мкм²	2,178·10^-7	1,80·10^-7	1,74·10^-7	1,75·10^-7

Таблица 2
Расчет параметров адсорбционного слоя синтанола ДС-10 в эмульсии гербицидного препарата на основе эфира дикамбы
Наименование показателей	Значение показателей
Количество синтанола в препарате, мас.%	15	17,5	20	22,5
Усредненный размер частиц дисперсной фазы, мкм	10	7	2	1,5
Объем одной частицы, мкм³	523,6	179,6	4,189	1,767
Доза препарата на 1 га, мл	100	100	100	100
Объем препарата на 1 см² площади обработки, мкм³	10⁶	10⁶	10⁶	10⁶
Количество частиц на 1 см², шт.	1910	5568	238720	565931
Площадь поверхности одной частицы, мкм²	314,2	153,9	12,57	7,07
Суммарная площадь поверхности частиц, мкм²	6·10⁵	8,57·10⁵	3·10⁶	4·10⁶
Объем эмульсии на 1 га, л	100	100	100	100
Объем эмульсии на 1 см² площади обработки, мкм³	10⁹	10⁹	10⁹	10⁹
Количество синтанола, десорбированного с межфазной поверхности, мас.%	3·10^-4	5,6·10^-4	2,2·10^-3	2,95·10^-3
Объем синтанола с учетом его плотности, мкм³	2,884·10³	5,384·10³	2,115·10⁴	2,837·10⁴
Толщина адсорбционного слоя синтанола, мкм	0,048	0,0062	0,0071	00071
Вес десорбированного синтанола, мкг	0,003	0,0056	0,022	0,0295
Вес одного моля синтанола, мкг	610·10⁶	610·10⁶	610·10⁶	610·10⁶
Количество молей синтанола	0,049·10^-10	0,091·10^-10	0,361·10^-10	0,483·10^-10
Количество молекул синтанола	0,295·10¹³	0,548·10^-7	2,173·10¹³	2,908·10¹³
Площадь, приходящаяся на одну молекулу, мкм²	2,034·10^-7	1,564·10^-7	1,38·10^-7	1,38·10^-7

Таблица 3
Гербицидная активность препаратов в полевых опытах
№опытов	Ингибирование сорных растений	Урожай зерна
Малолетние широколистные	Многолетние корнеотпрысковые	ц/га	+ -
Посевы пшеницы
1	92	84	20,9	+2,5
2	83	79	19,5	+1,1
3	78	65	19,2	+0,8
4	91	86	20,7	+2,2
5	90	96	21,3	+2,9
6	78	80	20,0	+1,6
7	75	78	19,8	+1,4
8	92	96	21,4	+3,0
Контроль			18,4
Посевы ячменя
1	90	86	23,4	+2,9
2	82	72	22,3	+1,8
3	75	70	21,9	+1,4
4	90	85	23,2	+2,7
5	88	92	23,5	+3,0
6	78	83	21,8	+1,3
7	74	80	21,6	+1,1
8	89	94	23,7	+3,2
Контроль			20,5

Способ определения количества поверхностно-активного вещества, десорбированного с поверхности раздела фаз жидкость-жидкость, в гербицидных дисперсных системах, включающий разбавление эмульсии водой в пять стадий, снижая при этом концентрацию ПАВ в два раза после каждого разбавления, определение межфазного натяжения, построение кривой зависимости поверхностного натяжения на границе жидкость-жидкость от концентрации ПАВ, выдерживание эмульсии на каждой стадии до ее полной коагуляции, затем повторное определение межфазного натяжения и определение искомого количества ПАВ по величине сдвига изотермы по оси абсцисс.

Изобретение относится к методам аналитического контроля качества газового конденсата и нефтей и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Способ определения коллоидной стабильности пластичных смазок и устройство для его осуществления // 2395808

Изобретение относится к исследованиям физико-химических свойств вязких нефтепродуктов. .

Способ и устройство для определения содержания нерастворимых осадков в отработанных маслах // 2393471

Изобретение относится к технологии определения содержания механических примесей в нефтепродуктах, в частности к способам и устройствам для определения нерастворимых осадков в отработанных моторных, гидравлических, трансформаторных и других маслах на минеральной основе, и может быть использовано в различных областях науки и производства.

Способ оперативного контроля окисления масла и устройство для его осуществления // 2361209

Изобретение относится к измерительной технике. .

Способ подготовки проб для определения содержания изотопов урана в маслах // 2338186

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу подготовки проб для определения содержания элементов и их изотопов в углеводородных, минеральных и синтетических, в частности вакуумных маслах, нефтепродуктах и горюче-смазочных материалах.

Установка для определения массового расхода потока газосодержащей жидкости // 2311619

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к установкам для измерения массового расхода потока газосодержащей жидкости и может быть использовано, в частности, в системах учета и контроля нефти при ее добыче, транспорте и переработке.

Способ определения содержания сероводорода и легких меркаптанов в нефти, нефтепродуктах и газовом конденсате // 2285917

Изобретение относится к методам аналитического контроля качества нефти, нефтепродуктов и газового конденсата и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.

Способ экспрессного определения кинематической вязкости авиационных керосинов и дизельных топлив // 2263301

Изобретение относится к анализу качества авиационных керосинов и дизельных топлив, а именно к экспрессному определению кинематической вязкости путем измерения плотности топлив при температуре 20°С.

Способы оптимального использования и усовершенствованной оценки коррозионного нефтяного сырья и фракций // 2246725

Способ определения характеристик перегонки жидких нефтепродуктов посредством мини-экспресс-перегонки и устройство для его осуществления // 2246717

Инсектицидно-фунгицидный состав и способ борьбы с вредителями и болезнями с/х культур // 2402215

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к химическим средствам защиты растений от вредителей и болезней, например от крестоцветных блошек и фузариоза, и может быть использовано для обработки семян озимого и ярового рапса, горчицы сарептской перед их посевом.

Инсектицидно-фунгицидный состав и способ борьбы с вредителями и болезнями с/х культур // 2402215

Применение 5-карбонитрил-1н-пиразол-4-фенилов в качестве регуляторов роста томата // 2402214

Изобретение относится к новым химическим биологически активным веществам из ряда гетероциклических соединений формулы 1-2: 1 R=H2 R=СН3, проявляющим свойства активировать прорастание семян томата.

Синергические смеси с инсектицидным и фунгицидным действием // 2400981

Способ увеличения урожая плодоовощной и растениеводческой продукции // 2400980

Изобретение относится к сельскому хозяйству. .

Способ защиты материалов от микробного разрушения // 2400069

Изобретение относится к способам подавления роста микроорганизмов. .

Гербицидный состав и выпускная форма гербицидного состава // 2400068

Порошковый препарат, способ его получения и композиции для обработки растений // 2400067

Изобретение относится к области сельского хозяйства. .

Противомикробный продукт // 2401532

Изобретение относится к противомикробному продукту, имеющему, по крайней мере, одну поверхность и нековалентно присоединенный, по крайней мере, к части указанной поверхности противомикробный полимер, который является линейным и/или разветвленным полимером, содержащим атомы азота, модифицированным полимером полимера-предшественника, где указанный полимер-предшественник выбран из группы полимеров, имеющих следующие общие формулы от I до III и их сополимеров: где R1 и R2 независимо выбраны из линейной или разветвленной (C1-С6 ) углеводородной цепи; х находится в диапазоне от 0 до 1; или где указанный полимер-предшественник выбран из группы, состоящей из полимеров, имеющих следующие общие формулы IIa, IIb, IIIa и IIIb, где n представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 6; R4 выбран из прямой связи и линейной или разветвленной (С1-С6) углеводородной цепи; R5 выбран из водорода и линейной или разветвленной (С1-С6) углеводородной цепи; R6 выбран из прямой связи и линейной или разветвленной (C1 -С6) углеводородной цепи; и Аr7 является азотосодержащей гетероароматической группой; и где указанный полимер-предшественник модифицирован таким образом, что, по крайней мере, часть указанных атомов азота замещена заместителем, выбранным из группы, состоящей из линейных или разветвленных С1 -С20-алкилов, и, по крайней мере, часть атомов азота в указанном полимере-предшественнике является кватернизованной, причем степень замещения указанных кватернизованных атомов азота составляет от 10 до 100%.