表面活性剂

表面活性剂称为表面活性物质，因为他们能降低液体表面张力或者两相的界面张力。

背景

绝大多数表面活性剂的一个共同结构特征是最少存在一个（非全极性）疏水端和最少一个（极性）亲水端。由于不同表面活性剂的链长不同，通常分为亲水端“头部”和疏水端“尾巴”。

当界面发生吸附时，界面上，区域内小的对外相吸引力会伸出，而那些吸引力大的就会朝体积相内排列。表面活性剂大多数分散在水相中，所以疏水端会朝外排列。

表面活性剂按照亲水性来分类：

• 阴离子表面活性剂：阴离子基团结合（例如：羧化物或者磺酸盐），通常以碱性金属盐的形式存在。
• 阳离子表面活性剂：阳离子基团结合，例如：季胺。
• 两性活性剂：阴离子基团和阳离子基团结合，经常是羧酸盐和季胺组。
• 非离子表面活性剂：非离子、极性基团结合。例如：乙醇、醚和乙氧基化物。

工作原理

表面张力从能量的观点来看，液体分子更倾向于留在体相中，而不是在表面或者界面上。与此相反，根据表面活性剂的结构，存在于液体中界面上的分子容易到达表面。因此当表面活性剂形成新的表面（表面张力）需要做的功会减少。

当表面被表面活性分子完全覆盖、聚集，会在体积相中形成所谓的胶束。胶束可以合并那些并不溶于液体的物质（例如水包油）。清洗过程就是表面活性剂基于此原理实现的。

胶束开始形成的过渡浓度我们称之为临界胶束浓度（CMC）。CMC是表面活性剂非常重要的一个特性。

意义

表面活性剂在工业上具有极大的重要性。他们被用于任何两相之间接触或者混合需要改进的地方。如：清洗、润湿和涂料，在乳化行业，分散和浮色应用。表面活性剂在泡沫的形成中也扮演了重要的角色。

表面活性剂对界面和表面的活性的影响作用还有CMC我们可以通过表面张力仪来测量得到。表面活性剂对固体润湿影响作用研究可以通过接触角来得到。