表面活性劑可起洗滌(di)、乳化(hua)、發泡、濕潤、浸透和分(fen)(fen)散等多種(zhong)作(zuo)用,且表面(mian)(mian)活性(xing)劑用量少(一般為(wei)百分(fen)(fen)之幾(ji)到千分(fen)(fen)之幾(ji)),操作(zuo)方便、無(wu)毒無(wu)腐蝕(shi),是較(jiao)理想(xiang)的(de)化(hua)學用品因此(ci)在(zai)(zai)生(sheng)產上和科學研究中(zhong)都(dou)有重要的(de)應用。在(zai)(zai)濃度(du)相同時,表面(mian)(mian)活性(xing)劑中(zhong)非極性(xing)成分(fen)(fen)大,其表面(mian)(mian)活性(xing)強(qiang)。即在(zai)(zai)同系物中(zhong),碳原(yuan)子數(shu)多的(de)表面(mian)(mian)活性(xing)較(jiao)大。但碳鏈太長時,則因在(zai)(zai)水中(zhong)溶解度(du)太低而無(wu)實用價值。
表(biao)面(mian)活性(xing)劑一(yi)(yi)詞來自(zi)英語(yu)surfactant。它實際(ji)上是(shi)短語(yu)surface active agent的(de)縮(suo)合(he)詞。它還(huan)有一(yi)(yi)個名(ming)字叫做tenside。凡加入少(shao)量而(er)能(neng)顯著降(jiang)低液體(ti)表(biao)面(mian)張力的(de)物質,統稱(cheng)(cheng)為表(biao)面(mian)活性(xing)劑。在科研單位看來它們的(de)表(biao)面(mian)活性(xing)是(shi)對某特定(ding)(ding)的(de)液體(ti)而(er)言的(de),在通常情況下則(ze)指(zhi)水。 表(biao)面(mian)活性(xing)劑一(yi)(yi)端是(shi)非極性(xing)的(de)碳氫鏈(烴基),與水的(de)親(qin)和力極小,常稱(cheng)(cheng)疏水基;另一(yi)(yi)端則(ze)是(shi)極性(xing)基團(如—OH、—COOH、—NH2、—SO3H等),與水有很大的(de)親(qin)和力,故稱(cheng)(cheng)親(qin)水基,總稱(cheng)(cheng)“雙親(qin)分子"(親(qin)油親(qin)水分子)。為了達(da)到穩定(ding)(ding), 表(biao)面(mian)活性(xing)劑溶于水時,可以采取兩種方式
1、在(zai)液(ye)面形成單分子膜。
將親水(shui)基留在(zai)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)而(er)(er)將疏(shu)水(shui)基伸向空氣(qi),以減小排斥。而(er)(er)疏(shu)水(shui)基與水(shui)分(fen)子間(jian)的(de)斥力(li)相當于(yu)使(shi)表面的(de)水(shui)分(fen)子受到一個向外的(de)推(tui)力(li),抵消表面水(shui)分(fen)子原來受到的(de)向內的(de)拉力(li),亦(yi)即使(shi)水(shui)的(de)表面張力(li)降低。這(zhe)(zhe)就(jiu)是表面活性劑的(de)發泡、乳化和濕潤作用的(de)基本原理。在(zai)油-水(shui)系統(tong)中(zhong)(zhong)(zhong),表面活性劑分(fen)子會(hui)被(bei)吸附在(zai)油-水(shui)兩相的(de)界(jie)面上,而(er)(er)將極性基團插入水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong),非極性部分(fen)則進入油中(zhong)(zhong)(zhong),在(zai)界(jie)面定(ding)向排列(lie)。這(zhe)(zhe)在(zai)油-水(shui)相之間(jian)產生拉力(li),使(shi)油-水(shui)的(de)界(jie)面張力(li)降低。這(zhe)(zhe)一性質對表面活性劑的(de)廣泛應用有重要的(de)影響。
2、形成“膠束"。
膠束可為(wei)球(qiu)形(xing),也可是層狀(zhuang)結構,都盡可能地將疏水(shui)基藏于膠束內(nei)部而將親水(shui)基外露。如以球(qiu)形(xing)表(biao)(biao)示極性(xing)基,以柱形(xing)表(biao)(biao)示疏水(shui)的(de)(de)非極性(xing)基,則(ze)單分子膜(mo)和膠束。如溶(rong)液中有不(bu)溶(rong)于水(shui)的(de)(de)油(you)類(不(bu)溶(rong)于水(shui)的(de)(de)有機液體的(de)(de)泛(fan)稱),則(ze)可進(jin)入球(qiu)形(xing)膠束中心和層狀(zhuang)膠束的(de)(de)夾層內(nei)而溶(rong)解。這稱為(wei)表(biao)(biao)面活性(xing)劑(ji)的(de)(de)增溶(rong)作用(yong)。