表面活性劑可起洗滌、乳化、發泡(pao)、濕潤、浸透和分(fen)散等(deng)多種作用(yong),且表(biao)面(mian)活性劑(ji)用(yong)量少(一般為百分(fen)之幾到千(qian)分(fen)之幾),操作方(fang)便、無毒無腐蝕,是較(jiao)理想的化學用(yong)品因(yin)此在(zai)生(sheng)產上和科學研(yan)究(jiu)中都有重要的應用(yong)。在(zai)濃度(du)相同時,表(biao)面(mian)活性劑(ji)中非極性成分(fen)大,其表(biao)面(mian)活性強。即在(zai)同系物中,碳原子數(shu)多的表(biao)面(mian)活性較(jiao)大。但(dan)碳鏈太長時,則因(yin)在(zai)水中溶解度(du)太低而無實用(yong)價(jia)值。
表(biao)面活(huo)性劑(ji)一詞(ci)來(lai)(lai)自(zi)英語(yu)surfactant。它實際上是短語(yu)surface active agent的(de)(de)(de)縮合詞(ci)。它還(huan)有一個名字叫做tenside。凡加入少量而能顯著降低液體表(biao)面張力(li)(li)的(de)(de)(de)物質,統稱為表(biao)面活(huo)性劑(ji)。在(zai)科研單(dan)位(wei)看來(lai)(lai)它們的(de)(de)(de)表(biao)面活(huo)性是對某特定的(de)(de)(de)液體而言的(de)(de)(de),在(zai)通常情況下(xia)則(ze)指水(shui)。 表(biao)面活(huo)性劑(ji)一端(duan)是非(fei)極性的(de)(de)(de)碳氫(qing)鏈(烴(jing)基(ji)(ji)),與水(shui)的(de)(de)(de)親(qin)(qin)和力(li)(li)極小,常稱疏(shu)水(shui)基(ji)(ji);另一端(duan)則(ze)是極性基(ji)(ji)團(如—OH、—COOH、—NH2、—SO3H等),與水(shui)有很(hen)大(da)的(de)(de)(de)親(qin)(qin)和力(li)(li),故稱親(qin)(qin)水(shui)基(ji)(ji),總(zong)稱“雙親(qin)(qin)分子"(親(qin)(qin)油親(qin)(qin)水(shui)分子)。為了達到穩定, 表(biao)面活(huo)性劑(ji)溶于水(shui)時(shi),可以(yi)采取(qu)兩種方(fang)式
1、在液面(mian)形成單分子(zi)膜。
將(jiang)親水(shui)(shui)(shui)(shui)基留在(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)而將(jiang)疏水(shui)(shui)(shui)(shui)基伸向空(kong)氣(qi),以減小排(pai)斥。而疏水(shui)(shui)(shui)(shui)基與(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)間的(de)(de)斥力(li)相當于使表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)受到一個向外(wai)的(de)(de)推力(li),抵消表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)水(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)(fen)子(zi)原(yuan)(yuan)來受到的(de)(de)向內的(de)(de)拉(la)力(li),亦即使水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)降低。這就是表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑(ji)的(de)(de)發泡、乳化和濕潤(run)作(zuo)用的(de)(de)基本原(yuan)(yuan)理(li)。在(zai)油-水(shui)(shui)(shui)(shui)系統(tong)中(zhong),表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑(ji)分(fen)(fen)子(zi)會被吸附在(zai)油-水(shui)(shui)(shui)(shui)兩相的(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)上,而將(jiang)極(ji)(ji)性(xing)基團插入水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong),非極(ji)(ji)性(xing)部分(fen)(fen)則進入油中(zhong),在(zai)界面(mian)(mian)(mian)定向排(pai)列。這在(zai)油-水(shui)(shui)(shui)(shui)相之間產生拉(la)力(li),使油-水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)降低。這一性(xing)質對表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)活性(xing)劑(ji)的(de)(de)廣泛應用有重(zhong)要的(de)(de)影(ying)響。
2、形成“膠束"。
膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)(shu)可為球形,也可是層(ceng)狀(zhuang)(zhuang)結構,都盡(jin)可能地將(jiang)疏水(shui)基藏于膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)(shu)內部而將(jiang)親水(shui)基外露(lu)。如(ru)以球形表示(shi)極(ji)性基,以柱形表示(shi)疏水(shui)的(de)非極(ji)性基,則單(dan)分子(zi)膜和(he)膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)(shu)。如(ru)溶(rong)液中(zhong)有(you)不溶(rong)于水(shui)的(de)油類(不溶(rong)于水(shui)的(de)有(you)機液體的(de)泛稱(cheng)),則可進入球形膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)(shu)中(zhong)心和(he)層(ceng)狀(zhuang)(zhuang)膠(jiao)(jiao)(jiao)束(shu)(shu)的(de)夾(jia)層(ceng)內而溶(rong)解。這稱(cheng)為表面(mian)活性劑的(de)增溶(rong)作用(yong)。