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农药润湿剂是指能够降低固/液或液/液界面张力，增加药液在处理对象的固体表面或特定液体表面的接触，使药液能够润湿或铺展于目标物表面的物质。
农药渗透剂是指一类能够促进农药或其相关组分进入靶标内部，或增强农药药液透过靶标表面，进入靶标内部的物质。
按照物理化学理论观点，表面活性剂的润湿和渗透作用具有本质区别，但是由于这两种功能通常为农药制剂加工和使用时所需，且兼具两者性能的助剂较多，在不同条件下起不同的主导作用，而有时很难按照实际效果将两者严格区分，因此，美国AAPCO也将渗透剂定义为一类润湿剂。
农药润湿剂是农药制剂，尤其是环保型制剂SC、FS、SE、OF、EW、WG、DF、SO、ULV等的重要组成成分之一，能够起到润湿农药液体或固体表面作用，在研磨、剪切或气流粉碎等外力作用下，利于分散剂吸附或包裹于颗粒表面，达到稳定作用。此外，在施药过程中，农药润湿剂可以有效降低药液的表面张力，从而有效地铺展于靶标表面，扩大药液的铺展面积，提高药物与防治对象的接触机会，这对触杀型农药尤其适用。农药渗透剂能够有效地提高药液渗透力，促进药液透过靶标表面，进入靶标内部，这对内吸型农药尤其适用。
常用的农药润湿剂有壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷醇酰胺聚氧乙烯醚及其磷酸酯或硫酸酯盐、烷基聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐、端烯基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、低分子量萘磺酸盐甲醛缩合物、木质素磺酸盐、聚羧酸盐等。
常用的农药渗透剂有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚及其磷酸酯盐或硫酸酯、氮酮、快速渗透剂T、磺化蓖麻油、七甲基三硅氧烷聚氧乙烯醚等，通常直接添加于农药剂型EC、SC、ULV中或与各种制剂桶混施药。
润湿是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程，一般是指水在固体表面置换空气的过程，固体表面的润湿性可以使用接触角大小来表征。对于植物而言，润湿性的大小可以反映叶面的特征，是由其化学组成和微观几何结构共同决定。Hall和Burke（1974）研究了新西兰52种植物叶片的润湿性，发现润湿性与叶面的显微结构、蜡质层厚度以及绒毛有关。Wagner等（2003）研究了表皮细胞突起程度对叶片润湿性的影响，结果表明：表皮细胞突起产生的微细粗糙结构造成了表面疏水。植物叶片的润湿性不仅受叶片结构、蜡质、绒毛等叶面特征的影响外，而且受外界各类污染物的影响。Adams和Hutchinson（1987）研究了酸雨对甘蓝（ Brassica oleracea ）、甜菜（ Beta vulgaris ）、向日葵（ Helianthus annuus ）和萝卜（ Raphanus sativus ）的影响，结果发现：由于向日葵和萝卜叶片已被润湿，因此，更易受酸雨的影响，酸雨加速了叶片表面营养物质的流失。Schreuder等（2001）研究发现：臭氧加速破坏叶片表皮蜡质，而对润湿性、叶面水分散失和生物量形成的影响因物种而异。
最初，研究者认为蜡质层决定了叶面的被润湿能力，后来Fernandes（1965）研究证明厚度与润湿能力之间并不存在确定关系。Holloway（1967）测定了80种植物叶面的接触角，主要集中在90°～107°的狭窄范围内；王会霞等利用接触角测定仪测定了西安市常见的21种绿化作物叶片的接触角，结果表明：植物叶片正背面、物种间的接触角差异均显著，叶片正面和背面接触角大小在40°～140°。水滴在平整石蜡表面的接触角为110°，而在粗糙表面的接触角则为158°，说明了表面的粗糙程度能够明显影响润湿能力。Wenzel指出在不亲水的粗糙表面存在两种接触角，一种是测量蜡面与液滴边缘接触点处以液面切线组成的角，即通常的接触角 θ ；另一种是静观接触角 θ ，是以蜡面的表面来测量的。两者间关系如下：
（3-1）
式中 r ——粗糙系数。
Cassiet Baxfer（1944）指出：表面极粗糙时，雾滴与表面的接触，实际上包含着液/固界面和液/气界面两种。农药润湿渗透剂是通过降低表面张力，改变液滴在表面上的接触角以实现润湿和渗透，包括溶解蜡质层和进入害虫表皮角质层。润湿性能可以使用接触角和润湿时间（Draves试验）来定量表示。
润湿剂均有特定的润湿效率，有时也称润湿力，即表面活性剂润湿表面的效率，具体是指以液体100%润湿处理叶面所必需的最低表面活性剂平衡浓度，用质量/体积表示。那么，平衡浓度越低，润湿效率越高，润湿性能越好，与润湿时间一致。表3-1列出了65种表面活性剂在5种固体表面（叶背面）上的润湿效率，从表3-1中可知，不同表面活性剂对不同表面的润湿效率差别较大。
表3-1 不同表面活性剂溶液对叶背面和蜂蜡的润湿效率
续表
续表
注：非离子EO加成数是平均值；助剂名称按其在苹果叶上润湿能力从强到弱排序。 A —润湿时间； B —全部润湿最低平衡浓度。
就上述产品而言，最高的和最差的平衡浓度之比相差2350～7050倍，见表3-2。在最高润湿效率之间，即最佳润湿效果的4种润湿剂之间，平衡浓度也相差3倍，不难看出，对这5种叶面而言，大多数表面活性剂润湿性不好，只有少数具有较好的润湿性。
表3-2 65个助剂对5种植物叶面及蜂蜡的润湿效率最高和最低值
Ross等研究表明：润湿作用取决于在动态条件下润湿界面上（叶面和药滴）表面张力的有效降低，当润湿液（药液）覆盖到被润湿物体上（植物茎叶、虫体及其他处理表面）时，表面活性剂分子必须迅速扩散到液体和被润湿物体间的移动边界上去，并使该区域的表面张力降至某一低值。降低表面张力的结构要求是：亲水基小；疏水基大；非离子型而不是离子型的亲水基。因此，优良的润湿剂结构应能有效降低表面张力并扩散到界面（即快速降低表面张力）。如上所述的支链化高、分子较小的表面活性剂是水介质的优良润湿剂，疏水基的长度应足够长，使润湿剂在使用条件下的水相中稍有溶解度（若链太短，降低表面张力能力差），亲水基只要能与水充分作用以防止分子不溶解即可，这是因为表面活性剂与溶剂的相互作用能减少表面活性剂分子向界面移动的倾向。如 α -烯基磺酸钠随着碳数的增加，临界胶束浓度降低。
短链离子型表面活性剂极易溶于普通水溶液，是有效的渗透剂，在含盐溶液中，高电解质含量可压缩亲水基周围的双电层，在界面上的吸附就更有效，也可降低其在水中的溶解度，从而更有效地降低表面张力，如异辛醇丁二酸酯磺酸钠等。烷基苯系列中，具有最高润湿力和最高洗净力的是烷基碳氢链较短者；而且烷基碳氢链末端有甲基较多者润湿力大。此外碱金属盐润湿力较好，碱土金属盐分散性能、乳化性能较好。亲水基处在亲油基链中央者一般润湿渗透力大，除双烷基丁二酸酯磺酸钠盐外，还有蓖麻油酸酯硫酸酯钠盐、双酰胺双磺酸钠盐（图3-1）等。
图3-1 双烷酰胺双磺酸钠盐
非离子表面活性剂中疏水基含支链的润湿性强，如异构十三醇聚氧乙烯醚润湿性优于直链醇聚氧乙烯醚，异构十三醇聚氧乙烯醚（ n =3～5）渗透力好。聚氧乙烯醚聚合度因不同的疏水基具有最佳值。如壬基酚聚氧乙烯醚以EO n =6～12，脂肪醇（C 12 ～C 14 ）以EO n =5～7润湿力较好，而 n 略低，渗透力好。
值得注意的是润湿渗透剂需具有最低添加量，否则难以达到预期效果。顾中言等研究表明，由于表面活性剂的吸附特性，低浓度时主要以单分子层状态排列于气/液界面。当表面活性剂分子在气/液界面上的吸附达到饱和状态时，溶液内部的表面活性剂形成亲油基向内、亲水基向外的胶束，即达到了临界胶束浓度。扩大气/液界面，溶液内部的胶束便向界面转移。当气/液界面扩大到胶束不能使界面上的表面活性剂分子达到饱和时，表面张力便增加。当药液通过喷雾器喷孔形成的雾滴很细时，气/液界面比表面积迅速扩大，药液内部形成胶束的表面活性剂将大量向界面转移，如果药液内部形成胶束的表面活性剂不能使这些界面的吸附达到饱和，将会提高药液的表面张力，影响药液在植物表面的湿润展布。因此，药液内表面活性剂的浓度应大于临界胶束浓度，才可能不因气/液界面的扩大而增加药液的表面张力，影响药液在植物表面的湿润展布。因此适当降低农药制剂中有效成分的含量，或在不影响农药制剂稳定性的前提下，选用能显著降低表面张力的表面活性剂，或增加表面活性剂的用量，使推荐剂量药液中的表面活性剂浓度达到临界胶束浓度，有利于药液在这些靶标表面的湿润展布。
选择润湿渗透性能良好的表面活性剂作为农药的润湿渗透助剂，对提高农药加工过程效率和农药药效起到重要的作用。固体原药在加工成液体制剂如水悬浮剂时，由于原药为有机化合物，水很难润湿颗粒表面，需添加润湿剂降低固体粉末与气体的界面张力，促进含分散剂的水溶液润湿颗粒表面。在农药施药过程中，喷洒的药液必须充分地黏附在靶标表面，并停留一定时间，才能有效发挥药效。但是在靶标表面均有一层蜡质分泌物，药液很难在靶标表面上浸润或黏附，因而很难达到预期药效。为了充分发挥药效，选择润湿渗透力强的润湿渗透剂，显然是重要的。
研究表明，悬浮剂润湿分散剂种类和数量在不同程度上影响着药液对靶标生物的润湿和持留，也影响着农药制剂的加工过程。农药制剂在使用过程中药液对靶标生物的润湿和持留能力，不仅直接影响防治效果，而且也影响农业环境质量。由此可见，研究助剂种类和用量与药液对靶标的润湿和持留的关系对正确选择助剂具有重要指导作用。Henry研究指出，表面张力、接触角是持留的函数，采用测定表面张力、接触角可以判断药液对靶标表面的润湿性，用黏度曲线法和最大持留量可以判断最佳用量。而Sharma等认为不能仅仅从表面张力高低来评价一种制剂的性能好坏，表面张力低会引起药液的流失。Hans等发现表面活性剂的浓度和种类均会影响植物对草甘膦的吸收和传导，并且提出了用铺展和干燥来评价制剂性能的方法。因此，悬浮剂润湿分散剂的选择，既要考虑种类，也要考虑用量。
由于润湿过程的不同，润湿分为铺展润湿、浸渍润湿和黏附润湿3种形式。润湿过程进行的难易可用表面自由焓的代数和，即润湿功来表示。农药的应用是药液在固体表面铺展的过程，其润湿功 W S 可表示成：
（3-2）
式中 Г S ， Г E ， Г SL ——固/气、液/气和固/液界面张力。
固液接触时， W S 越高，说明铺展过程越易进行。从式（3-2）可以看出，增大 Г S ，减小 Г E 和 Г SL ，可以使润湿过程顺利进行。对于指定的固体（如昆虫或植物表面） Г S 为定值，因此，只有降低 Г E 和 Г SL ，故添加表面活性剂是最有效的措施。如水在常温下的表面张力为72mN/m，添加有机硅表面活性剂可使之降至20mN/m，表面活性剂在固液界面的定向吸附，可降低 Г SL 、提高 W S ，使润湿过程顺利进行。
实践表明，对于极难润湿的表面，添加表面活性剂仍可以改善润湿状况。如荷叶被水润湿时，其润湿角为148°，而某种表面活性剂的水溶液与荷叶表面的润湿角可趋于零。渗透是指液体进入毛细管或多孔固体的现象，其判据可用浸渍功 W L 表示：
（3-3）
由式（3-3）可知，只要能降低固/液界面张力，则过程即可进行。一般来说，能实现铺展润湿的表面活性剂，同样有利于浸渍润湿。
固体表面上吸附的气体被某种液体所取代的现象叫润湿，液体在平滑的固体表面上展开的程度即润湿的程度，可用接触角大小来表示。所谓接触角（也叫润湿角）是指过气、液、固三相交界点，作液面切线，此切线与固体表面现象的夹角 θ 。一般认为： θ ＜90°为润湿， θ ＞90°为不润湿，如图3-2所示。
图3-2 液体与固体的接触角
判断润湿的方法很多，如润湿功、润湿热、临界表面张力等。由于固体表面张力和固液界面张力难以测定，通常转换成接触角的关系，因此，接触角是最为简便、普及且直观的判据。然而，接触角测定的影响因素较多，实际测定时需要校正。对于给定的体系，接触角是特定的，取决于三相界面（液/气、固/气和液/固）间的相互作用。接触角通常是以固体表面平面上形成的小液滴来表示，理想情况下，这一小液滴应足够小，避免液滴本身重力的影响。达到平衡时液滴的形状由Young-Laplace方程式决定，接触角此时存在边界条件的作用。座滴（Sessile Drop）法或贴泡（Captive Bubble）法是测量接触角的光学方法，这一方法可用来估计固体表面某一局部区域的润湿性。测量方法是直接测量介于液滴基线和液/固/气-三相接触点处的液/固-界面切线间的角度（接触角）。座滴法是直接测量接触角方法，除通常的平面固体表面外，也适合测量弯曲固体表面的接触角，且对表面不均匀或不一致的样品也适用（局部区域的润湿性测量或固体表面均质性的表征等）。
（1）Conic圆锥法 本方法运用二次曲线方程式拟合液滴的轮廓形状，从而计算接触角。程序采用了独特的精致算法，以保证几乎对任意液滴都能达到最佳的曲线拟合结果。由于此方法未对液滴的形状作任何假定，所以其适用范围不受液滴形状的限制，不但可用于轴对称液滴，也同样可用于不符合轴对称的液滴。适用的角度范围是在所有方法中最广的，从接近0°起，通常可高到130°左右。Conic法由于其通用性广，精度高，是现有程序的通用计算法。注意：本方法也是整体液滴法，在计算时考虑的是整个液滴的轮廓形状，不是局部，所以当液滴的形状受到其他物体干扰时，如针管置于液滴内，就会影响方法的准确性，甚至不再适用。
（2）Young-Laplace公式法 此方法是基于以下原理：液滴（或气泡）达到静力学平衡时的形状由Young-Laplace方程决定，其接触角在这里存在边界条件的作用。在具体计算中，为了使方程式可解，又引入液滴（或气泡）的轴对称假定。此方法原则上适用于所有基本符合轴对称前提的液滴（或气泡）。但实际经验告诉我们，由于表面的非均质性以及其他缺陷的存在，液滴在表面的形状或多或少偏离轴对称性，且往往接触角越小，偏离轴对称性的程度越大。接触角足够大的液滴（如100°以上）通常可以符合轴对称的要求，所以Young-Laplace法特别适合接触角大的液滴。另外，此方法已经考虑了重力对液滴形状的影响，所以对液滴体积大或小都适用。
通常情况下，当接触角大于约60°时可选用此方法。注意：本方法是整体液滴法。在计算时考虑的是整个液滴的轮廓形状，不是局部，所以当液滴的形状受到其他物体干扰时，如针管置于液滴内，就会影响方法的准确性，甚至不再适用。因此，应尽可能使用正确的操作方法，适当地设置/调节测量装置，以确保用来进行测量的液滴或气泡尽量接近轴对称，此对保证测量的精度和可靠性都非常必要。
（3）Tangent 切线法 该法是将液滴靠近液/固/气-三相接触点附近的一段轮廓拟合到一合适的二次曲线模型，从而确定界于液滴基线和三相接触点处的液/固-界面切线间的角度，即接触角。与上面提到的所有其他方法不同，切线法是一种局部液滴法。在计算时考虑的不是整个液滴的轮廓形状，而只是三相接触点附近的局部一段轮廓，所以当液滴的形状受到其他物体干扰时，如针管置于液滴内，并不会影响本方法的准确性。另外它也未对液滴的形状作任何假定，所以其适用范围不受液滴形状限制，不但可用于轴对称液滴，也同样可用于不符合轴对称的液滴。适用的角度范围为5°～180°。切线法是局部法，其优点是不受液滴形状的限制，缺点是对于轴对称的液滴，该方法的稳定性、可靠性和精确性不如Conic法和Young-Laplace法。在测量前进接触角和后退接触角时，往往采用将加液的针头埋入到液滴中，然后通过不断加液或将液体吸掉，同时测量/记录接触角的方法。在这种情况下，由于埋入的针头对液滴形状的干扰，其他的整体轮廓分析法就不再准确或不再适用，此时切线法往往是唯一的选择。另外，使用旋转样品台时，当倾斜角度增大时，液滴两侧严重不对称，此时切线法基于其不受液滴形状限制的特性，而被人们所选择。
（4）Circle 圆形法（液滴高度/宽度法） 本方法属于整体液滴法，运用圆方程式来拟合液滴的轮廓形状，从而计算出接触角。由于此方法假定了液滴（截面）的形状为圆的一部分，所以其适用范围只限于球状或接近球状的液滴。由于重力影响，严格地讲，液滴形状都偏离球形，偏离程度随液滴体积增大而增大；在相同体积下，液体密度越大，表面张力越小，偏离幅度越大。
通常情况下，对于体积小于5μL的液滴，其所受重力对形状的影响可忽略不计，此时可用本方法计算。文献中提到的通过测量液滴高度和宽度来计算接触角的方法就是圆形法最简单运用，其实圆形法也属于上面提到的Conic法，因为圆方程式只是二次曲线的特例。当液滴体积较大，或液体密度很大，或液体表面张力相对较小，造成其形状明显偏离球形，此时运用本方法可能会导致较大的测量误差，可大至几十度，因此，一定要注意本方法的局限性。
表面张力检测方法同第二章第一节“三、乳化剂选择依据及表征方法”中的表面张力测定方法。
测定润湿力的方法有帆布沉降法、纱袋沉降法、接触角法，在农药加工或施药过程中，诸如悬浮剂制备以及药液喷洒过程都是以液相水取代空气覆盖于固体农药或靶标表面，因此，测定润湿力以及完全润湿所需时间对于润湿剂的选择至关重要。
（1）浸没法 该法是测定棉布浸没于表面活性剂溶液时，溶液取代棉布中空气的能力。测定棉布圆片浸没于被测表面活性剂溶液，或已知浓度的标准润湿剂溶液中的润湿时间，以相应的浓度绘图来评价表面活性剂的润湿力。
（2）接触角法 利用接触角测定仪测定接触角，将在平面板上的液滴通过反光系统及放大系统放大，然后用测角器测量接触角大小。
表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构，亲水基团使分子有进入水的趋向，而憎水基团则阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移，有逃逸水相的倾向，而两种倾向平衡的结果使表面活性剂在水表富集，亲水基伸向水中，憎水基伸向空气，结果是水表面被一层非极性的碳氢链覆盖，从而导致水的表面张力下降。表面活性剂在界面富集吸附形成单分子层，当表面吸附达到饱和时，表面活性剂分子不能在表面继续富集，而憎水基的疏水作用仍竭力促使分子逃离水环境，于是表面活性剂分子则在溶液内部自聚，即疏水基在一起形成内核，亲水基朝外与水接触，形成最简单的胶团。而开始形成胶团时的表面活性剂的浓度称为临界胶束浓度（CMC）。当溶液达到临界胶束浓度时，溶液的表面张力降至最低值，再提高表面活性剂浓度，溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团，此时溶液的表面张力就是该表面活性剂能达到的最小表面张力。
测试方法：
（1）表面张力 用表面张力与浓度的对数作图，在表面吸附达到饱和时，曲线出现转折点，该点的浓度即为临界胶束浓度。
（2）电导率 用电导率与浓度的对数作图，在表面吸附达到饱和时，曲线出现转折点，该点的浓度即为临界胶束浓度。
（3）其他溶液性质 原则上只要溶液性质随溶液中胶束的产生而发生改变，就存在一个浓度曲线的转折点，从而通过作图得到临界胶束浓度。
采用浸沾法，根据黏度曲线所确定的最佳黏度范围，配制不同浓度润湿分散剂试验样品，并分别稀释成一定倍数的水溶液置于烧杯中备用；剪取新鲜黄瓜叶片，使用电子分析天平称重 W 0 /mg。使用镊子夹持叶片垂直放入配制好的样品水溶液中浸沾5s，迅速把叶片拉出水面，垂直悬持约15s，待其不再有液滴流淌时称重 W 1 /mg，使用叶面积测定仪测定叶片面积 S /cm 2 ，按下式计算药液在黄瓜叶片上的最大持留量 R m /(mg/cm 2 )。
同时使用蜡面做空白试验进行比较，在一定浓度范围内，药液在靶标上的最大持留量与润湿分散剂用量呈现出明显正相关，表明在一定浓度范围内增大润湿分散剂用量有助于提高药液在靶标表面的沉积持留。
使用一定浓度的润湿剂溶液，与一定细度但不溶于该溶液的固体原药细粉混合成糊状至形成液滴下所需溶液的最少量为流点，流点反映出润湿剂的润湿效率。
测定方法：① 使用超细粉碎机（或用研钵）将固体农药粉碎至一定细度（平均粒径约10μm）；② 将润湿剂配制成相同浓度的水溶液；③ 称取一定质量的固体农药于小烧杯中，将上述配制好的润湿剂溶液慢慢滴加到农药细粉上，同时使用药匙不断搅拌，当糊状物刚形成液滴下时，记录所用溶液的重量，然后计算出单位重量有效成分所需溶液重量，即为流点。通常流点较小的润湿剂的润湿性相对较好。
其他配方组分相同的情况下，将润湿剂设置不同的使用量，混合后加入砂磨机中进行研磨，达到规定的细度（一般小于3μm）后滤出，测定黏度；以表面活性剂用量为横坐标，试样黏度值为纵坐标绘制黏度曲线。同等使用量条件下，制剂样品黏度越小，润湿性越好。
在等温、等压条件下，单位面积液固界面取代单位面积气固界面产生单位面积气液界面过程中，表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用 S 表示。若 S ≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展，实际测定过程中采用相同液滴在固体表面的铺展面积大小来表征润湿的优劣。
药液在蜡质层表面干燥速度与铺展面积有关，铺展面积越大，干燥时间越短，沉积量越多，药效越好；表面张力太低、铺展面积太大的药液，有效沉积量降低，不是最佳选择。
当润湿分散剂在原药粒子上吸附时，可改变原药表面的润湿性能，并使原药粒子产生空间稳定性和（或）静电稳定性，离子型分散剂产生的主要是静电稳定作用。在外加电场作用下，颗粒外围双电层会产生分离，形成滑动面，此处的动电位称为Zeta电位（ζ电位）。Zeta电位的数值大小可以衡量润湿分散剂荷电情况以及对固体颗粒吸附强弱，从而判断润湿分散剂的作用效果以及所形成分散体系的稳定性。大量实验结果表明，固体颗粒表面电荷密度越高，Zeta电位的绝对值越大，颗粒间静电排斥力越强，体系越稳定。
常见农药润湿渗透剂主要包括：非离子表面活性剂、磺酸盐类阴离子表面活性剂、磷酸酯类阴离子表面活性剂、羧酸盐类阴离子表面活性剂和低聚表面活性剂（包含Gemini表面活性剂）。
非离子表面活性剂在水中不进行电离，分子在溶液界面上容易靠拢，形成疏水基密度较大的膜，性质接近碳氢液体的表面，有较高的表面活性，润湿渗透力强于其他类型的表面活性剂。常用的润湿渗透剂有脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、植物油聚氧乙烯醚、多芳基酚聚氧乙醚（甲醛缩合物）、烷基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物、烷基糖苷、嵌段聚醚、聚甘油醚脂肪酸酯、羟基硬脂酸聚乙二醇酯、聚氨酯等。由于烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解性差和对鱼类的毒性，在农药加工与使用中的应用逐渐受限制，用量逐渐减少。而脂肪醇聚氧乙烯醚是非离子表面活性剂中品种最多、用量最大的一类，具有广阔的发展前景。
（1）脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）
结构式： R — O (C 2 H 4 O) n H
润湿渗透力既与脂肪醇碳链的长度有关，也与环氧乙烷、环氧丙烷的加成数有关。测定结果表明：脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚分子中，当乙氧基数为适当值，脂肪醇中的烷基分别为C 10 、C 12 、C 15 、C 16 时，随着碳链增加，润湿渗透力下降，即C 10 的脂肪醇醚润湿力最大，适当引入环氧丙烷可提高产品润湿性。此外，支链醇醚比直链醇醚具有更好的润湿性能，见图3-3。
图3-3 不同脂肪醇
（直链醇和
脂肪醇结构相同时，润湿渗透力与环氧乙烷加成数的关系是：当环氧乙烷在某一加成数时，醇醚的润湿渗透力最大，在最大值以后随环氧乙烷加成数增加，润湿力下降。如月桂醇醚的环氧乙烷加成数为7时，润湿力最大。不同烷基醇醚的最大润湿力所需的环氧乙烷数量不同，烷基越大，所需环氧乙烷数也越大。环氧乙烷的加成数在7～10时，脂肪醇醚可在水中分散或溶解，呈水溶性，通常选这一范围的环氧乙烷数为宜。
农药领域选择烷基中碳原子数为10或12、环氧乙烷加成数为7～10的脂肪醇聚氧乙烯醚作为润湿渗透剂最合适。杀虫剂常可采用月桂醇（12）聚氧乙烯醚作为润湿渗透剂。农药领域常见脂肪醇醚产品与供应商，见表3-3。
表3-3 农药领域常见脂肪醇醚产品与供应商
（2）烷基酚聚氧乙烯醚（NPE） 常见烷基酚包括辛基酚和壬基酚，其与环氧乙烷聚合形成相应的烷基酚聚氧乙烯醚。早期，壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）主要用于纺织品的生产中，在农药乳油、水剂、悬浮剂等剂型中也常用作润湿剂。然而，该物质在环境中会迅速分解成壬基酚（NP）。壬基酚（NP）是一种公认的环境激素，能够模拟雌激素，对生物的性发育产生影响，并且干扰生物的内分泌，对生殖系统具有毒性。同时，壬基酚（NP）能通过食物链在生物体内不断蓄积，即便排放的浓度很低，也极具危害性。2011年初，中国环保部和海关总署发布的《中国严格限制进出口的有毒化学品目录》中已首次将壬基酚（NP）和壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）列为禁止进出口物质。我国出口欧美或东南亚一些国家的农药制剂中也已明确限制了NPE的用量。
NPE具有较低的表面张力、极佳的润湿渗透力，通常应用于农药领域的NPE环氧乙烷加成数为4、7、10、30、50、100。农药加工与应用中常见烷基酚醚及供应商，见表3-4。
表3-4 农药加工与应用中常见烷基酚醚及供应商
（3）脂肪胺聚氧乙烯醚（TAE） 脂肪胺聚氧乙烯醚（简称胺醚）是一种特殊的非离子表面活性剂，其分子中有2个聚氧乙烯醚链、1个氮原子和1个长链脂肪基。这种具有特殊结构的胺醚显示出了润湿、渗透、黏着、杀菌等特性，通常应用于可溶性液剂。农药剂型加工与应用中常见脂肪胺聚氧乙烯醚及供应商，见表3-5。
表3-5 农药剂型加工与应用中常见脂肪胺聚氧乙烯醚及供应商
研究者在比较两种助剂对草甘膦摄入影响时发现：脂肪仲醇聚氧乙烯醚是TA15EO展布因子的2倍，但在改善草甘膦摄入方面不如TA15EO有效，尤其是在后一阶段。Holloway等曾研究了包括脂肪胺聚氧乙烯醚在内的3类聚氧乙烯醚表面活性剂对植物（小麦、蚕豆）摄入草甘膦异丙胺盐性能的影响，结果表明：对于草甘膦这类水溶性极好、吸水性极强的活性物质，只有使用HLB较高、吸水性较好、EO含量较高的表面活性剂，才会改善、促进和优化植物对草甘膦的摄入，从而提高草甘膦的除草活性。牛脂胺聚氧乙烯醚不仅能促进草甘膦吸收，还可以改善草甘膦在植物组织内部中的传导。值得注意的是，如果添加助剂量合适，使用对象和条件恰当，不仅能提高植物组织内部草甘膦传导的绝对量，而且能提高相对于摄入的草甘膦传导量。
（4）烷基糖苷（APG） 牛脂胺聚氧乙烯醚作为广泛使用的草甘膦专用助剂，虽然有良好的增效性能，价格也较便宜，但仍有比较严重的缺点，特别是它对皮肤和眼睛有较大的刺激性，对鱼类等水生生物有较高毒性。因此，市场上已陆续出现替代牛脂胺聚氧乙烯醚的商品。其中，Zeneca公司在推出草甘膦三甲基硫盐制剂中，使用烷基多苷（alkyl polyglucoside，APG）作为助剂。据报道，它的烷基碳链数为10，糖苷平均聚合度为1.4，这类助剂不仅具有毒性低、生物降解容易等特点，而且以分别以可再生的淀粉和植物油用作苷基和烷基的原料。常见农药用烷基糖苷，见表3-6。
表3-6 常见农药用烷基糖苷
（5）三硅氧烷聚氧乙烯醚 三硅氧烷聚氧乙烯醚结构见图3-4。
图3-4 三硅氧烷聚氧乙烯醚结构
有机硅表面活性剂在农药中的应用研究始于20世纪60年代中期，20世纪80年代末开始商品化。有机硅表面活性剂，尤其是三硅氧烷类表面活性剂，因具有良好的湿润性、较强的黏附力、极佳的延展性、良好的抗雨冲刷性和气孔渗透率，在短短的几十年内得到飞速发展。三硅氧烷聚氧乙烯醚具有特有的“T”形结构，是一种高效、无毒、表面性能突出的农药助剂，国内外出现了大量有关其超级分散行为、超级分散机理、超强渗透性、相行为及应用的报道，其硅氧硅结构遇水等含羟基化合物时易水解，在pH值为6.5～7.5环境中较为稳定，通常采用桶混技术使用，国内也出现了直接加入制剂中使用。常见农用有机硅表面活性剂，见表3-7。
表3-7 常见农用有机硅表面活性剂
（6）多芳基酚聚氧乙烯醚（TSPE）或甲醛缩合物 多芳基酚聚氧乙烯醚或甲醛缩合物常见产品有农乳600#、1600#和400#，聚氧乙烯醚单元数少，润湿性好。由于多芳基酚基团与农药结构相似，而环氧乙烯提供了良好的亲水性，与十二烷基苯磺酸钙复合广泛应用于农药乳油制剂，与壬基酚聚氧乙烯醚等复配应用于微乳剂制剂。常见农用多芳基酚聚氧乙烯醚或甲醛缩合物，见表3-8。
表3-8 常见农用多芳基酚聚氧乙烯醚或甲醛缩合物
（7）蓖麻油聚氧乙烯醚 蓖麻油聚氧乙烯醚是一种酯型多元醇非离子表面活性剂，蓖麻油与环氧乙烷反应可制得蓖麻油聚氧乙烯醚，具有无毒、无刺激性、易降解等绿色表面活性剂的特点。低聚合度蓖麻油聚氧乙烯醚具有良好的润湿、黏结性能，广泛应用于农药EC、OD、EW、SE等体系中。常见农用聚氧乙烯醚，见表3-9。
表3-9 常见农用聚氧乙烯醚
非离子表面活性剂一般是含活性氢（如羟基、氨基、酸基、酚基等）的基团在催化剂（如氢氧化钾）存在条件下，通过环氧化物聚合、酸中和制备而得，通常外观、浊点、聚乙二醇含量、分子量分布等与合成工艺条件密切相关，常见质量影响因素见表3-10。
表3-10 非离子表面活性剂常见质量影响因素
阴离子表面活性剂是表面活性剂中发展历史最悠久、产量最大、品种最多的一类产品，其中，磺酸盐类又是阴离子表面活性剂中产量最大、应用领域最广的一种。磺酸盐类表面活性剂按亲油基或磺化原料可分为：① 烷基芳基磺酸盐（磺酸基在芳环上）；② 烷基和烯基磺酸盐；③ 聚氧乙烯醚硫酸酯盐（磺酸基在氧乙基链端）；④ 多环芳烃磺酸盐缩合物（磺酸基在芳环上）；⑤ 琥珀酸酯磺酸盐（磺酸在碳链上）等。
磺酸盐类表面活性亲水基团是磺酸基，根据其结构的不同可分为传统型、双尾型（AOT类）、双子（Gemini）型等，具有优良的渗透和分散性能，应用前景和市场价值广阔。
（1）烷基苯磺酸盐 烷基苯磺酸盐作为表面活性剂，其润湿渗透力以低碳烷基最好，即在直链烷基分子中，碳原子数为9～16时，其润湿渗透性能较好，而碳原子数为12时，润湿渗透力最好。在支链烷基分子中，2-丁基-辛基苯磺酸钠的润湿性能最好。一般说来，相同碳原子的支链烷基苯磺酸钠比直链烷基苯磺酸钠的润湿性能好，苯环位于烷基的中央比在烷基端上的润湿性能好，这是由于它们分子中的亲水基带电荷，在溶液表面饱和吸附时，活性离子由于同种电荷相斥，不能靠拢；而支链烷基在界面上占有较多空间，能形成紧密聚集的膜，表面活性高。因此，支链烷基的表面活性剂润湿渗透效果好。
农药工业中常用的烷基苯磺酸盐是十二烷基苯磺酸钙（俗称农乳500#），包括直链十二烷基苯磺酸钙和支链十二烷基苯磺酸钙，支链十二烷基苯磺酸钙是由四聚丙烯与苯烷基化反应生成十二烷基苯，再经三氧化硫磺化，在甲醇等溶剂中与碳酸钙反应、过滤、浓缩形成，其中，游离的磺酸是控制产品质量的关键。支链十二烷基苯磺酸钙具有在芳烃或醇类溶剂中溶解度好，制备时便于过滤，复配时适用范围广，在国内农药工业，尤其乳油制剂生产中得到了广泛应用，但其生物降解性不如直链磺酸盐，国外仍以直链磺酸盐为主。
市场上常见的农乳500#为十二烷基苯磺酸钙溶液，其溶剂有甲醇、甲醇与水混合物、丁醇、异辛醇、芳烃溶剂油、工业副产溶剂及部分添加剂等，其中甲醇与水混合物为溶剂的俗称“有水钙盐”，其他溶剂统称为“无水钙盐”。该类化合物主要应用于农药乳油制剂，也有少量应用于悬浮剂、可湿性粉剂和微乳剂等剂型。常见农用乳化剂十二烷基苯磺酸钙，见表3-11。
表3-11 常见农用乳化剂十二烷基苯磺酸钙
（2） α -烯基磺酸钠 α -烯烃磺酸钠（sodium alpha-olefin sulfonate，AOS）分子式为：RCH═CH(CH 2 ) n —SO 3 NaRCH(OH)(CH 2 ) n —SO 3 Na n =14～16或14～18， n =12为K12，纯白色。AOS和其他阴离子表面活性剂（如LAS、AS、AES等）同样具有优良的表面活性，在一定浓度范围内，AOS能将水的表面张力从72mN/m降至30～40mN/m。随着碳数增加，AOS的临界胶束浓度降低。AOS具有良好的润湿、生物降解和耐硬水性能，但泡沫比较丰富，在农药工业中主要应用于可湿性粉剂、水分散粒剂和干悬浮剂中。常见农用烯烃磺酸盐，见表3-12。
表3-12 常见农用烯烃磺酸盐
（3）聚氧乙烯醚硫酸酯盐 该化合物结构式为：R— (OCH 2 CH 2 ) n OSO 3 Na。
聚氧乙烯醚硫酸酯盐是由含聚氧乙烯醚化合物经硫酸酯化、中和形成的一类同时具有阴离子与非离子结构的化合物，硫酸酯的存在可以进一步提高聚氧乙烯醚的润湿性能。该类化合物广泛应用于农药各类制剂，提供良好的润湿、分散和乳化性能，其中脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐在世界上已得到广泛应用，其中烷基为C 12 ～C 14 的最为常用，脂肪醇一般加成上2～10个环氧乙烷。如月桂醇聚氧乙烯醚硫酸盐分子中环氧乙烷的加成数为4～7，与脂肪醇硫酸盐相比，由于加成了一定数量的环氧乙烷，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐的润湿力有所提高，其润湿力也优于烷基苯磺酸盐，常应用于农药水剂中。常见农用壬基酚醚硫酸酯盐，见表3-13。
表3-13 常见农用壬基酚醚硫酸酯盐
（4）多环芳烃甲醛缩合物磺酸盐或烷基芳烃磺酸盐 常用作润湿剂的是低级烷基、丙基、异丙基、丁基或混合烷基盐，也包括该类化合物的低聚物，除用作润湿剂，也常用作分散剂或润湿分散剂。常见多环芳烃甲醛缩合物磺酸盐或烷基芳烃磺酸盐，见表3-14。
表3-14 常见多环芳烃甲醛缩合物磺酸盐或烷基芳烃磺酸盐
（5）烷基琥珀酸酯磺酸钠 琥珀酸酯磺酸钠被发现已有近百年历史，早期多用于纺织工业渗透剂和润湿分散剂，它们具有很强的润湿渗透力。琥珀酸酯磺酸钠在不同介质（蒸馏水、硬水）中的渗透力，见表3-15。
表3-15 琥珀酸酯磺酸钠在不同介质中的渗透力
注：采用直径12mm，厚度2mm的毛毡片测定。
当亲油基R的碳原子总数为16时，烷基琥珀酸酯磺酸钠的润湿性能最好，并且R基为支链烷基琥珀酸酯磺酸钠比直链烷基琥珀酸酯磺酸钠润湿性能更好，最常用的是润湿渗透剂为OT，其结构式见图3-5。
图3-5 OT结构式
在农药制剂中，一般添加1%～10%OT就可大大提高制剂的性能。常见琥珀酸酯磺酸盐，见表3-16。
表3-16 常见琥珀酸酯磺酸盐
（6）聚氧乙烯醚单琥珀酸酯磺酸盐 聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸钠属于磺基琥珀酸盐类表面活性剂，具有优良的洗涤、乳化、分散、润湿、增溶作用及较强的钙皂分散力，易于生物降解。聚氧乙烯烷基醚琥珀酸酯磺酸钠的润湿、乳化性随着环氧乙烷加成数的不同而变化，一般环氧乙烷数控制在5～10之间，当环氧乙烷加成数较低时，产品具有良好的润湿力，当环氧乙烷加成数较高时，产品乳化性能最为优良。常见农用聚氧乙烯醚单琥珀酸酯磺酸盐，见表3-17。
表3-17 常见农用聚氧乙烯醚单琥珀酸酯磺酸盐
注：NPE代表壬基酚醚，AEO代表脂肪醇醚。
（7）脂肪醇硫酸酯盐（ROSO 3 Na） 脂肪醇硫酸酯盐的润湿渗透力良好，通常是由含12～18个碳原子数的脂肪醇硫酸化合成。实验证明，其润湿力与烷基的碳原子数有关，C 12 以上都具有优良的润湿性能。例如，当溶液浓度为0.1%～0.4%、温度为30℃时，脂肪醇硫酸盐的润湿力大小顺序为：C 12 ＞C 14 ＞C 18 ，C 12 和C 14 醇的硫酸盐润湿力最大。脂肪醇硫酸盐的润湿力与碳链长度关系如图3-6所示。
图3-6 脂肪醇硫酸盐碳链长度与其润湿力的关系
另外，在烷基链中心硫酸化的长链烷基硫酸盐具有优良的润湿渗透性能。在直链仲醇中，十五醇硫酸盐的润湿力最高。
（8）脂肪酰胺 N -甲基牛磺酸钠盐 长链酰基氨基酸型表面活性剂由于具有极低的刺激性、无毒和易生物降解等优点而得到广泛应用。椰油酰基甲基牛磺酸钠属于长链酰基氨基酸型表面活性剂的一种，在分子中具有与酰胺基结合的磺酸基，与阴离子、非离子和两性表面活性剂配伍性好，是一种安全性较高的阴离子表面活性剂，具有优良的水溶性、耐硬水性、耐碱性和耐酸性，润湿性非常优越。常见农用脂肪酰胺 N -甲基牛磺酸钠盐，见表3-18。
表3-18 常见农用脂肪酰胺 N -甲基牛磺酸钠盐
除上述阴离子磺酸或硫酸酯盐外，还有木质素磺酸钠、石油磺酸钠、烷醇酰胺聚氧乙烯醚磺酸盐、脂肪酸甲酯磺酸盐、蓖麻油磺酸盐以及这些小分子形成的低聚物等。
经过几十年的发展，工业生产磺酸盐类表面活性剂已比较成熟，实现了大吨位、大批量生产。然而，醚硫酸酯类产品由于批量小，采用传统的三氧化硫或浓硫酸酯化工艺而易产生废水。目前已基本采用氨基磺酸作为磺化剂，该工艺转化率难以控制，废渣多，且氨基磺酸在醚或水中有一定溶解度，易致产品呈现酸性，醚键在长期酸性条件下易分解导致产品有效含量降低。
磷酸酯类表面活性剂是一种性能优良、应用广泛的阴离子表面活性剂，除了具有一般表面活性剂的特点外，还具有如下优良特征：① 低刺激性。相对于其他表面活性剂而言，磷酸酯盐具有显著的低刺激性，非常适用于制备化妆品和日用化学品。② 低毒性。③ 可生物降解性。④ 优良的表面活性。磷酸酯类表面活性剂具有较低的表面张力和较好的润湿性，可用作渗透剂和润湿剂。⑤ 良好的稳定性。对酸、碱、电解质具有良好的稳定性及耐高温性能，应用范围广。⑥ 配伍性好。磷酸酯类表面活性剂与其他表面活性剂具有良好的互溶性和配伍性。
（1）聚氧乙烯醚磷酸酯 聚氧乙烯醚磷酸酯是磷酸酯类表面活性剂中典型的代表品种，是由醚型非离子表面活性剂经酯化而得的新型阴离子表面活性剂，兼有非离子和阴离子表面活性剂特征，热稳定性好，能在较大温度范围内使用；在酸、碱和电解质溶液中稳定性好、不分层、不沉淀；耐电离性好；与阴离子、非离子以及两性表面活性剂配伍、相溶性好，毒性极低，刺激性极小。常见农用聚氧乙烯醚磷酸酯，见表3-19。
表3-19 常见农用聚氧乙烯醚磷酸酯
（2）烷基醇磷酸酯 烷基醇磷酸酯盐是一类重要的阴离子表面活性剂，市售的产品为单、双酯盐，醇，磷酸，焦磷酸或相应酯的混合物，其中单烷基磷酸酯盐含量一般在30%～65%，是良好的润湿降黏剂。目前，在烷基磷酸酯盐行业的发展过程中面临的问题：① 磷酸酯盐的单、双酯比例问题，需要提高单酯比从而提高整个烷基磷酸酯的润湿性能；② 磷酸酯的提纯问题，因其杂质的含量比较高，限制了磷酸酯盐优良性能的发挥。农药工业用磷酸酯一般采用五氧化二磷为磷化剂，产物是单酯与双酯的混合物，单酯具有良好的平滑、润湿性能，而双酯具有较好的分散性能，因此，控制单双酯比例是磷酸酯化的关键。常见农用烷基醇磷酸酯，见表3-20。
表3-20 常见农用烷基醇磷酸酯
（3）醇醚羧酸盐 醇醚羧酸盐（AEC）是一类重要的阴离子表面活性剂，醇醚羧酸呈非离子表面活性剂特性，而完全中和成盐则呈现阴离子特性，所以该类表面活性剂具有非离子和阴离子表面活性剂的特性。AEC不仅能同阴离子、非离子、两性离子表面活性剂进行复配，还能和阳离子表面活性剂或聚合物进行复配。醇醚羧酸盐易生物降解、无毒、使用安全、分散能力强，是良好的润湿剂、分散剂和降黏剂，但泡沫比较丰富。与AEC相比，烷醇酰胺醚羧酸盐是在醇醚基础上增加了酰胺键，易生物降解。常见农用醇醚羧酸盐，见表3-21。
表3-21 常见农用醇醚羧酸盐
低聚表面活性剂是由两个或多个表活性剂单体，在其靠近亲水头基附近通过化学键将两亲成分连接在一起，保证了低聚表面活性剂活性成分间的紧密接触，而且不破坏头基的亲水特征，使得该表面活性剂呈现出较高的表面活性。农药行业具有代表性的产品为壬基酚聚氧乙烯醚甲醛缩合物磺酸盐（SOPA），该产品同时具有阴离子与非离子表面性质，广泛应用于可湿性粉剂、悬浮剂、干悬浮剂等。常见农用低聚表面活性剂，见表3-22。
表3-22 常见农用低聚表面活性剂
从结构上讲，萘磺酸盐甲醛缩合物、双酰胺双磺酸盐、聚羧酸盐等均是小分子表面活性剂连接形成的低聚物，也属于低聚表面活性剂。