表面活性劑分子中同時具有親水基團和親油基團,這種特性也叫做“雙親”(amphiphilic)。由于表面活性劑的這種特性,在適當濃度時,它們在水中能形成膠束(micelle)[1]:親水的頭部被水吸引朝外,親油的尾部被水排斥從而朝里。在洗衣服的過程中,油漬就是被親油基團拉到膠束的內部,而整個膠束又被水帶走。
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。
那么,肥皂為什么能夠洗凈油漬呢?這得歸功于表面活性劑的“兩面派”特性。肥皂的成分是脂肪酸金屬鹽,它一頭易溶于水,我們稱之為“親水基團”;另一頭則難溶于水而易溶于油,我們稱之為“憎水基團”或“親油基團”。正因為這樣特殊的結構,肥皂能夠一頭扎進水中,另一頭扎進油中。這樣,水拉著肥皂分子,肥皂分子再拉著油,就把油漬從衣服上拉下來啦!
表面活性劑是一類功能性的精細化學品。表面活性劑因其兩親結構和性能,在溶液內部自聚,形成多種形式的分子有序組合體,如膠團、反膠團、囊泡、液晶等。這些分子有序組合體的質點大小或聚集分子層厚度已接近納米級數量級,可以提供形成有“量子尺寸效應”超細微粒的適合場所與條件,而且分子聚集體本身也可能有類似“量子尺寸效應”。
因此,表面活性劑分子有序組合體表現出多種多樣的實用功能,如乳化、增溶、潤濕、吸附、滲透、分散、消泡、增稠、潤滑等,被用作印染助劑,農藥乳化劑,高分子材料乳化聚合反應的分散劑,還可在采礦、石油、乳液聚合等工業得到廣泛應用。同時在膠體流變性、微乳和液晶模板等方面的應用也引起了人們的關注。近年來在無機材料超細粉體制備,納米與納米復合材料制備,分子篩與多孔材料的制備中,表面活性劑扮演了非常重要的角色,發揮了突出的功用。