表面活性剂
字数 571 2025-11-11 23:59:38

表面活性剂

表面活性剂是能显著降低液体表面张力或界面张力的化合物。它们分子结构独特,通常由亲水头部和疏水尾部组成。

  1. 分子结构与基本性质
    表面活性剂分子为两亲结构:亲水基团吸引水分子,常见如羧酸根、磺酸根、聚氧乙烯链;疏水基团排斥水分子,多为长链烷基。当溶于水时,疏水尾部为逃离水环境而趋向聚集,这一特性称为疏水效应。极低浓度时,分子吸附于溶液表面,通过定向排列使尾部朝向空气,头部浸入水中,从而削弱水分子间作用力,导致表面张力下降。

  2. 临界胶束浓度与胶束形成
    当浓度增至临界胶束浓度时,表面张力降至最低值。此时溶液内部表面活性分子开始自组装成胶束——疏水尾向内聚集、亲水头向外接触水的球形或层状聚集体。CMC是重要参数,可通过表面张力-浓度曲线转折点测定。胶束化使油溶性物质被包裹于疏水核心,实现增溶作用。

  3. 分类与亲疏水平衡值
    按亲水基电荷分为:阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型。亲疏水平衡值衡量分子亲水/疏水性,计算公式为HLB值。HLB越低越亲油,适合制备油包型乳液;HLB越高越亲水,适于水包油型乳液。

  4. 应用原理

    • 乳化作用:吸附于油-水界面形成定向分子层,阻止液滴聚并
    • 润湿作用:降低固-液界面张力,促进液体铺展
    • 发泡与消泡:稳定气-液界面膜或破坏膜结构
    • 洗涤作用:通过胶束增溶油脂,降低污垢附着力
表面活性剂 表面活性剂是能显著降低液体表面张力或界面张力的化合物。它们分子结构独特,通常由亲水头部和疏水尾部组成。 分子结构与基本性质 表面活性剂分子为两亲结构:亲水基团吸引水分子,常见如羧酸根、磺酸根、聚氧乙烯链;疏水基团排斥水分子,多为长链烷基。当溶于水时,疏水尾部为逃离水环境而趋向聚集,这一特性称为 疏水效应 。极低浓度时,分子吸附于溶液表面,通过定向排列使尾部朝向空气,头部浸入水中,从而削弱水分子间作用力,导致表面张力下降。 临界胶束浓度与胶束形成 当浓度增至 临界胶束浓度 时,表面张力降至最低值。此时溶液内部表面活性分子开始自组装成 胶束 ——疏水尾向内聚集、亲水头向外接触水的球形或层状聚集体。CMC是重要参数,可通过表面张力-浓度曲线转折点测定。胶束化使油溶性物质被包裹于疏水核心,实现增溶作用。 分类与亲疏水平衡值 按亲水基电荷分为:阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型。 亲疏水平衡值 衡量分子亲水/疏水性,计算公式为HLB值。HLB越低越亲油,适合制备油包型乳液;HLB越高越亲水,适于水包油型乳液。 应用原理 乳化作用 :吸附于油-水界面形成定向分子层,阻止液滴聚并 润湿作用 :降低固-液界面张力,促进液体铺展 发泡与消泡 :稳定气-液界面膜或破坏膜结构 洗涤作用 :通过胶束增溶油脂,降低污垢附着力