不可不知的表面活性劑的基本理論知識1
1、表面張力
把液體表面任意單位長度的收縮力稱為表面張力，單位為N•m-1。
2、表面活性和表面活性劑
將能降低溶劑表面張力的性質稱為表面活性，而具有表面活性的物質稱為表面活性物質。
把能在水溶液中分子發生締合且形成膠束等締合體，并具有較高的表面活性，同時還具有潤濕﹑乳化﹑起泡﹑洗滌等作用的表面活性物質稱為表面活性劑。
3、表面活性劑的分子結構特點
表面活性劑是一種具有特殊結構和性質的有機化合物，它們能明顯地改變兩相間的界面張力或液體（一般為水）的表面張力，具有潤濕﹑起泡﹑乳化﹑洗滌等性能。
就結構而言，表面活性劑都有一個共同的特點，即其分子中含有兩種不同性質的基團，一端是長鏈非極性基團，能溶于油而不溶于水，亦即所謂的疏水基團或憎水基，這種憎水基一般都是長鏈的碳氫化合物，有時也為有機氟﹑有機硅﹑有機磷﹑有機錫鏈等。另一端則是水溶性的基團，即親水基團或親水基。親水基團必須有足夠的親水性，以保證整個表面活性劑能溶于水，并有必要的溶解度。由于表面活性劑含有親水基和疏水基，因而它們至少能溶于液相中的某一相。表面活性劑的這種既親水又親油的性質稱為兩親性。
4、表面活性劑的類型
表面活性劑是一種既有疏水基團又有親水基團的兩親性分子。表面活性劑的疏水基團一般是由長鏈的碳氫構成，如直鏈烷基C8～C20，支鏈烷基C8～C20，烷基苯基（烷基碳原子數為8～16）等。疏水基團的差別主要是在碳氫鏈的結構變化上，差別較小，而親水基團的種類則較多，所以表面活性劑的性質除與疏水基團的大小﹑形狀有關外，主要還與親水基團有關。親水基團的結構變化較疏水基團大，因而表面活性劑的分類一般以親水基團的結構為依據。這種分類是以親水基團是否是離子型為主，將其分為陰離子型﹑陽離子型﹑非離子型﹑兩性離子型和其他特殊類型的表面活性劑。
5、表面活性劑水溶液的特性
① 表面活性劑在界面上的吸附
表面活性劑分子中具有親油基和親水基，為兩親分子。水是強極性液體，當表面活性劑溶于水中時，根據極性相似相引﹑極性相異相斥原理，其親水基與水相引而溶于水，其親油基與水相斥而離開水，結果表面活性劑分子（或離子）吸附在兩相界面上，使兩相間的界面張力降低。表面活性劑分子（或離子）在界面上吸附越多，界面張力降低越大。
② 吸附膜的一些性質
吸附膜的表面壓力： 表面活性劑在氣液界面吸附形成吸附膜，如在界面上放置一無摩擦可移動浮片，以浮片沿溶液面推動吸附質膜，膜對浮片產生一壓力，此壓力稱為表面壓力。
表面黏度：與表面壓力一樣，表面黏度是由不溶性分子膜表現出的一種性質。以細金屬絲懸吊一白金環，令其平面接觸水槽的水表面，旋轉白金環，白金環受水的黏度阻礙，振幅逐漸衰減，據此可測定表面黏度，方法是：先在純水表面進行實驗，測出振幅衰減，然后測定形成表面膜后的衰減，從兩者的差值求出表面膜的黏度。
表面黏度與表面膜的牢固度密切有關，由于吸附膜有表面壓力和黏度，它必定具有彈性。吸附膜的表面壓力越大，黏度越高，其彈性模量就越大。表面吸附膜的彈性模量在穩泡過程中有重要意義。
③ 膠束的形成
表面活性劑的稀溶液服從理想溶液所遵循的規律。表面活性劑在溶液表面的吸附量隨溶液濃度增高而增多，當濃度達到或超過某值后，吸附量不再增加，這些過多的表面活性劑分子在溶液內是雜亂無章的，抑或以某種有規律的方式存在。實踐和理論均表明，它們在溶液內形成締合體，這種締合體稱為膠束。
臨界膠束濃度： 表面活性劑在溶液中形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。
④常見表面活性劑的cmc值。
來源：【大耀紡織】
