Benetzungsspannungsmessungen als Basis für HLB-Werte wasserlöslicher Emulgatoren: Konzept zur Formulierung emulgierbarer Pestizidkonzentrate

L. Richter; D. Vollhardt

doi:10.1515/tsd-1993-300313

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Benetzungsspannungsmessungen als Basis für HLB-Werte wasserlöslicher Emulgatoren

Konzept zur Formulierung emulgierbarer Pestizidkonzentrate

L. Richter
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From the journal Tenside Surfactants Detergents Volume 30 Issue 3

L. RichterundD. Vollhardt,Berlin/Deutschland*Benetzungsspannungsmessungenals Basisfür HLB-WertewasserlöslicherEmulgatorenKonzeptzur FormulierungemulgierbarerPestizidkonzentrateEEEBesenesse DOIEERDEEEEEIDERDEEEENENESSSESBSSEEESSESSEESBIIDEOSBÄquivalentzumHLB-KonzeptwirddieCharakterisierungderEmulgatoreigenschaftenaufgrenzflächenenergetischerGrundlagevorgeschlagen.DieMethodebasiertauf einerVer-hältniszahl,die den experimentellermitteltenpolarenAnteilderOberflächenspannungzurGesamtoberflächenspannungals-log0'/6ausdrückt.EinKonzeptzurFormulierungvonEmulsionskonzentratenläßtsichaufdenso berechnetenHLB-Wertenaufbauen.The emulgatorpropertiescan be characterizedmorein detailbysurface-energeticalbasisof the HLBconcept.Themethodisbasedon the ratioof the polarpartof the surfacetensionto thetotalsurfacetensionexpressedby - log 0'/0.TheresultsarecomparedwithGriffin’sHLBdatadeterminedby the ratioofthe hydrophilicpartof the molarmassto the totalmolarmassof the amphiphiles.TheHLBvaluescalculatedon surface-en-ergeticalbasishavebeensuccessfullyappliedto the formulationof emulsionconcentrates.2ER1 EinleitungDerEinsatzvonPestizidenin der Land-undForstwirtschafterfolgtzu einembeachtlichenMaßein FormvonEmulsions-konzentraten,die,mitWasserverdünnt,spontanEmulsionenbilden.Zumeisthandeltes sichdabeium O/W-Emulsionen.Inder einfachstenFormbestehtein Emulsionskonzentrataus ei-nemzu emulgierendenflüssigenPestizidundEmulgatoren.Inder RegelenthaltenEmulsionskonzentratenebendemWirk-stoffein wasserunlöslichesLösungsmitteloderLösungsmittel-gemisch,Hydrotrope,Stabilisatoren,Emulgatorenundgege-benenfallsweitereZusätze.EinoptimalesEmulgierender Ölekannerfahrungsgemäßnichtmit beliebigenEmulgatorenerfolgen,sondernerfordertdenZusatzspezieller,denEigenschaftender ÖleangepaßterVerbindungen.In der Praxisder Pestizidformulierungerfolgtdieszumeistauf BasiseinestraditionellenKnow-hows.AndererseitskannmanzurCharakterisierungderEmul-gierbarkeitvonÖlenauf VerfahrenvonGriffin[1], Shinoda[2] und Becher[3] zurückgreifen.ZurBewertungder Eigenschaftenvon Emulgatorenwurdebereits1949vonGriffin[1] aufempirischerBasisdassog.HLB-Konzepteingeführt(Hydrophile-LipophileBalance).Überdie Stabilitätvon Emulsionenermöglichtdas HLB-Kon-zeptnur begrenzteAussagen.UnterweiterenMethodenzur* Max-Planck-Institutfür Kolloid-undGrenzflächenforschung,Ru-dowerChaussee5, D-O-1199Berlin.192© CarlHanserVerlag,München1993Berechnungdes HLB-Wertessollendie vonDavies[4] undLin [5] besondershervorgehobenwerden.AlleMethodenzurBerechnungvon HLB-Wertenerforderndie genaueKenntnisder chemischenStrukturdes betreffendenEmulgators.In derPraxiserweistsichdas oft als Nachteil,da die MehrzahlderkommerziellenEmulgatorenSubstanzenmit statistischerVer-teilungderAlkyl-undEO-Kettendarstellen.BeisolchenEmulgatorenbzw.bei VerbindungenunbekannterStrukturbestehtdeshalbdie Notwendigkeit,denHLB-Wertexperi-mentellzu ermitteln.HierfürexistierteineVielzahlvonMe-thoden,die u.a.in denÜbersichtsarbeitenvonMarszall[6]und Becher[7] zusammengefaßtsind.UnserInteressebesitzenbesondersMethodenaufBasisvonOber-/Grenzflächenspannungsmessungen[8-11],da diesein direktemZusammenhangmitdemEmulgiervorgangste-hen.KontaktwinkelvonFlüssigkeitenverschiedenerPolaritätauf apolarenFestkörpern[12] zur Bewertungder HydrophiliebesitzenzusätzlichdenVorteil,daßsie ähnlichwiederGrif-fin’scheHLB-Wertaus einerVerhältniszahlerrechnetwerdenunddemzufolgenichtauf einehomologeReihebeschränktsind.|Es ıst dasZielnachfolgenderUntersuchungen,auf BasiseinerVerhältniszahlgrenzflächenenergetischerGrößeneinHLB-Konzeptvorzuschlagen.Hierbeisolldie AnalogiezurempirischenBeziehungvonGriffingewahrtbleiben,die aufdemVerhältnisdes hydrophilenMolmasseanteilszur Gesamt-molmassedes amphiphilenMolekülsberuht.2 GrundlagenDennachfolgendenUntersuchungenliegtderVersuchzu-grunde,das HLB-Konzeptauf grenzflächenenergetischerBa-sis zu begründen.HierfürbietetsichdieYoung’scheKontaktwinkelbezie-hung,Gl. (1), an, nachder sichder Kontaktwinkel(®) in einfa-cherWeiseaus demVerhältnisder Benetzungsspannung(0)und der Oberflächenspannung(6) ergibt:0/0= cos®(1)NachGriffinist, wie bereitserwähnt,der HLB-WertdemVer-hältnisdes hydrophilenMolmasseanteilsM, zur Gesamtmol-masseM proportional.HLB= (M,/M)x 20(2)EinewesentlicheKonsequenzdes Griffin’schenKonzeptsbe-stehtdarin,daß Emulgatorenmit sehrunterschiedlicherchemi-scherStrukturund unterschiedlichenGesamtmolmassendurch-aus gleicheMolmassenverhältnisseMy/Mdes amphiphilenMo-TensideSurf.Det.30 (1993)3

Published Online: 2021-06-01

Published in Print: 1993-05-01

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