第十一章 烟剂及其加工

19:19:07第十章烟剂及其加工一、概述二、烟剂的特点和分类三、烟剂的组成四、烟剂的助剂选择五、烟剂的加工工艺SmokeGenerator19:19:07一、概述generalization烟：0.5～5.0μm的固体颗粒分散悬浮于气体中的分散体系。雾：1～50μm的液体微粒悬浮分散于气体中的分散体系。烟和雾均以气体(空气)为分散介质(连续相)，形成胶体态分散体系，在化学上统称为气溶胶(aerosol)。烟剂是由适当热源供给能量，使易于挥发或升华的药剂迅速气化，可同时形成烟或雾，弥漫空际，并维持相当长时间的剂型。19:19:07二、烟雾剂的特点1.烟剂或烟雾剂有效成分形成高度分散的体系，它显著增强药剂的生物活性，而且消失快，残留量低。2.由于使用烟剂施药无需任何设备与器械，因而在森林、灌木丛、果树、草丛、甘蔗等高秆作物、温室、大棚、库房、家庭、山洞、峡谷及特殊建筑物等处被广泛采用，特别对山高路远，缺水的果林区有重要的现实应用价值19:19:07二、烟剂的分类1.烟剂按其防治对象可分为杀虫烟剂、杀菌烟剂、杀鼠烟剂、家用卫生杀虫烟剂(蚊香)等。2.按其性状可分为烟雾罐、烟雾烛、烟雾筒、烟雾棒、烟雾片、烟雾丸等。3.按热源的提供方式可分为加热型、自燃型和化学加热型。19:19:07三、烟剂的组成1.主剂烟剂的有效成分。根据防治对象选用高效、低毒，在发烟温度下易挥发、蒸发或升华而又不大易分解，同时又能和通常使用的发烟剂组分在化学和物理上相容的原药才有可能配制成烟剂。2.燃料是供热剂的主要成分。要求燃料在150℃以下不与氧作用，在200～500℃时与少量氧即能发生燃烧反应，放出大量热能；不产生对保护对象有害的物质；易粉碎、不吸潮、价格低等。19:19:073.助燃剂助燃剂即氧化剂，提供燃料燃烧时所需要的氧和热，保证燃烧能持续稳定地进行。要求助燃剂有较强的氧化力，但在150℃以下稳定，在150～160℃时分解释放氧。4.发烟剂指在高温下能挥发，冷却后迅速成烟的一类物质，能增大烟剂燃烧发烟过程中的烟量和烟浓度。烟云粒子是主剂在大气中的载体，以帮助农药的飘移与沉降。对保护对象无害。常用的发烟剂有NH4Cl、NH4HCO3、萘、蒽、松香等。19:19:075.导燃剂6.降温剂能降低烟剂燃点，促进引燃并加速燃烧的物质。一般在燃点高不易引燃或燃烧速度缓慢的配方中加用。导燃剂是燃点较低、还原性强的易燃物质。如硫脲、二氧化硫脲、蔗糖、硫氰酸铵等。作用是能大量吸收和带走燃烧热量，降低燃烧温度，减缓燃烧速度的助剂。常用于燃点低、易引燃或燃烧速度过快、温度过高的烟剂配方。常用的降温剂有NH4Cl、NH4HCO3、硅藻土、白炭黑、膨润土、滑石粉、ZnO等。19:19:077.阻燃剂阻燃剂是防止烟剂点燃后出现明火、引起有效成分燃烧分解并产生火灾，或阻止发烟残渣死灰复燃引起火灾的重要助剂。8.稳定剂在常温下可防止烟剂中有效成分和有关助剂在贮藏过程中分解及相互作用的物质。可根据其性质而选用不同的稳定剂。常用的有NH4Cl、高岭土、惰性无机物等。19:19:079.防潮剂是指在烟剂界面或烟剂粉粒表面形成蜡膜或油膜，防止烟剂特别是燃料和助燃剂从空气中吸潮而不能引燃的一类非水溶性物质。常用的防潮剂有柴油、润滑油、锭子油、高沸点芳烷烃、蜡类等。10.其它助剂黏合剂，能起黏合烟剂粉粒并使烟剂成型和保持一定机械强度的黏胶性物质。加重剂。是一种特殊的发烟剂，其形成的烟微粒密度大，农药的烟粒附着在其烟粒上使整个烟云加重，不易升空。19:19:07四、理想烟剂应具备的调件1.主剂有效成分成烟率高，药效好。2.易点然，点燃后燃烧发烟持续不断，在燃烧过程中不产生火焰，烟浓、有冲力，燃烧后残渣疏松无余烬。3.不易自燃，生产、贮存、运输安全。4.对人畜毒性较低。5.产品吸潮性小。6.价格便宜。7.贮存有效期在2年以上。19:19:07五、烟剂的配制技术（一）主剂的选择主剂应具备的条件：1.常温下或燃烧发烟过程中，不易与烟剂的其他组分相互作用。2.在600℃以下的短时高温下，有效成分不易燃烧，热分解少。3.在烟剂燃烧温度下易迅速升华或气化，有效成烟率高。4.毒性较低。19:19:07主剂的筛选及其用量1.主剂的筛选2.主剂用量的确定一是在配制前根据使用要求和习惯预先确定主剂用量；二是在某些燃烧温度较高或燃烧反应热效应较大的供热剂中尽可能多的加入主剂，然后通过田间试验来确定每千克烟剂的防治面积。（1）化学测定法－成烟率测定（2）生物测定法－毒力测定19:19:07（二）供热剂组成的选择1.氧化剂的选择烟剂用氧化剂应具备的条件：（1）含氧量较高，在烟剂燃烧温度下分解放氧量较大。（2）150℃以下保持稳定，150～600℃之间易分解放氧，分解时吸热量较小。（3）不易吸潮，遇水不分解；来源广，价格低。（4）对摩擦和撞击的敏感度较低，不易爆炸。19:19:07常用氧化剂：KClO3放氧温度400℃，放氧量39％，不易吸潮，对摩擦、撞击敏感，氧化力强。KNO3放氧温度400℃，放氧量40％，不易吸潮，对摩擦、撞击不敏感，氧化力较强。NH4NO3放氧温度270℃，放氧量60％，易吸潮，对摩擦、撞击不敏感，氧化力弱。19:19:07对燃料的要求：2.燃料的选择（1）在200～500℃下易与氧发生燃烧反应，燃烧时需氧量小，发热量大。（2）150℃下不与氧化剂作用，不易吸潮，吸潮后不与水发生作用。（3）来源广，价格低，易粉碎。常用燃料：木粉（C6H10O5）、木炭（C6.H2O）、白糖、硫脲、硫氰酸铵等。19:19:073.氧化剂和燃料的正确选择与合理匹配氧化剂的氧化力氯酸钾[强]﹥硝酸钾[中]﹥硝酸铵[弱]安全性及燃烧性好好好燃料的还原力木粉[弱]﹤白糖[中]﹤硫脲[强]4.氧化剂和燃料的配比一个好的烟剂需要氧化剂和燃料有一个合理的配比，这需要确定燃料的反应方程式。19:19:07以木粉为例与氯酸钾、硝酸钾、硝酸铵的燃烧反应为例：A.4KClO4+C6H10O5＝4KCl+6CO2+5H2OB.2KClO4+C6H10O5＝2KCl+6CO+5H2O12KNO3+5C6H10O5＝6K2O+30CO+25H2O6NH4NO3+C6H10O5＝6N2+6CO+17H2O在实际配制过程中，需要燃料适当过量，木粉：氯酸钾＝1：1.5；木粉：硝酸钾＝1：1.5木粉：硝酸铵＝1：319:19:07（三）助剂的选择1.发烟剂的选择对发烟剂的要求：（1）发烟剂迅速升华或气化的温度应略低于烟剂的燃烧温度。（2）在烟剂燃烧温度下不易燃烧和分解，发烟量大。（3）烟在大气中有足够的稳定性，烟粒间不易凝聚，扩散性强。（4）无药害。19:19:07常用发烟剂：NH4Cl、NH4HCO3、萘、蒽、松香等。此外常用助剂还有导燃剂、降温剂、粘结剂、防潮剂、稳定剂等燃烧温度和燃烧速度的调控烟剂的燃烧温度直接影响着农药有效成分受热气化成烟的好坏和受热分解的程度。燃烧温度过低，会便农药不易气化，或气化不完全；燃烧温度过高，则会导致农药分解。烟剂的燃烧速度决定着烟剂单位时间释放的烟量和烟剂持续燃烧的时间。因此，需要对其进行调控。19:19:07燃烧温度的计算－盖斯定律燃烧反应热＝燃烧生成物生成热-供热剂各成分的生成热组分相同、配比不同的供热剂燃烧反应的热效应和燃烧温度都不相同；热效应相同、组成不同的供热剂由于燃烧反应生成物的比热容以及它们的熔化、气化和升华温度和热容不同，燃烧反应温度也不一样。反应生成物比热容升华热气化热成物的熔化热生燃烧反应热燃烧最高温度＝19:19:07六、烟剂的配制方法一般烟剂都先按供热剂、主剂、引线三部分各自的要求分别加工处理，然后进行混合、组装或成型处理。1.供热剂的加工方法（1）干法将燃料、助燃剂和其他助剂分别粉碎成80～100目粉粒，按比例混合均匀后，用塑料袋包装。（2）湿法将助燃剂溶于60～80℃的水中，制成饱和溶液，然后加入燃料和其他助剂搅拌均匀后干燥、粉碎，得供热剂。19:19:07（3）热熔法在铁锅中加助燃剂重量的2％～3％的水与粉碎后的助燃剂混合加热，缓慢加热至全部熔化，停止加热并加入干燥的燃料，充分拌匀，趁热取出粉碎至4mm以下细度，再加速度其他助剂混拌均匀、搓擦成粉状供热剂。2.引线的加工方法引线由燃料和助燃剂制成。助燃剂有硝酸盐、氯酸盐和高锰酸钾，燃料有麻刀纸、棉纸、毛边纸、文昌纸、木炭、硫磺、木粉、树脂、锑粉、铁粉等。19:19:07（2）药粉引线将助燃剂和燃料粉碎按一定比例混合均匀成引燃剂，然后包卷在棉纸条内，再拧成双股纸绳即成。（1）浸药法将文昌纸或麻刀纸，在KNO3或NaNO3饱和溶液中浸2～3次，晾干后裁剪成条，搓成纸捻引线。3.烟剂的组装方法（1）混合法将分别加工好的主剂、供热剂和其他助剂直接混拌均匀为一体，适用于性质稳定、不与供热剂等发生反应的固体原药。19:19:07（2）隔离法将农药与供热剂和其他助剂分别加工隔离包装存放，使用时再组装在一起。此法适用于农药易挥发、分解或混合后易与其他组分发生反应的液体或溶于液体溶剂的固体农药。（3）分层法是将农药与供热剂分上下两层组装于包装筒或盒中的方法。此法适用于易燃和易分解的低熔点蜡状或固体农药。19:19:07七、烟剂的质量控制指标1.农药含量2.成烟率烟剂有效成分成烟率﹥80％，蚊香有效挥散率﹥60％3.燃烧现象观察要求1次点燃引线，无明火、火星，浓烟持续不断、有冲力。燃烧时间，杀虫烟剂要求每千克燃烧7～15min，杀菌烟剂要求每千克燃烧10～20min。4.安全试验取烟剂样品100g，取3～5份，置于80±2℃恒温箱内，每隔2h观察1次，连续观察72h，无样品自燃为合格。19:19:075.细度10g烟剂样品要求90％以上通过80目筛。6.水分要求水分控制在5％以下。7.强度对于成型的烟剂、蚊香及载药片等，要求能承受压力、切割、跌失的强度，用强度计(硬度计)测定，要求﹥637MPa(6.5kg/cm2)，或从lm处自然下落不折断即为合格。