表面活性剂分子由性质截然不同的两部分组成:一部分是与油有亲和性的亲油基(也称憎水基),另一部分是与水有亲和性的亲水基(也称憎油基)。表面活性剂的这种结构特点使其溶于水后,亲水基受到水分子的吸引,而亲油基受到水分子的排斥。为了克服这种不稳定状态,就只有占据到液面的表面,将亲油基伸向气象,亲水基伸到水中。
虽然表面活性剂分子结构的特点是两亲性分子,但并不是所有的两亲性分子都是表面活性剂,只有亲油部分有足够长度的两亲性物质才是表面活性剂。
例如在脂肪酸钠盐系列中,碳原子数少的化合物(甲酸钠、乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠等)虽皆具有亲油基和亲水基,有表面活性,但不起肥皂作用,故不能称之为表面活性剂。只有当碳原子数增加到一定程度后,脂肪酸钠才表现出明显的表面活性,具有一般的肥皂性质。大部分天然动植物油脂都是含C10~C18的脂肪酸酯类,这些酸如果结合一个亲水基就会变成有一定亲油、亲水性的表面活性剂,且有良好的溶解性。
人们在长期的生产实际中发现,有些物质的溶液甚至在浓度很小时就能大大改变溶剂的表面性质,并使之适合于生产上的某种要求,如降低溶剂的表面张力或界面张力,增加润湿、洗涤、乳化及起泡性等。日常生活中,经常使用的肥皂即是这类物质中的一种。肥皂这类物质的一个显着特点是,加少量到水中就能把水的表面张力降低很多。
随着科学技术的进步和生产的发展,人们对这类物质的性质和作用进行了深入的研究,并给表面活性剂下了比较确切的定义,即表面活性剂是一种在很低浓度即能大大降低溶剂(一般为水)表面张力(或液液界面张力),改变体系的衣面状态从而产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化学物质。
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