表面活性劑的主要功能

（一）潤濕作用

當(dāng)固體與液體接觸(chù)時，原來的固/氣、液/氣界面消失而形成瞭新的固/液界面，這一過程稱爲潤濕。如紡織纖維是一種多孔性物質，有著(zhe)巨大的表面，當溶液沿著(zhe)纖維鋪展時，會進入纖維間的空隙，並(bìng)将空氣驅趕出去，把原來的空氣/纖維界面變成液體/纖維界面，就是一個典型的潤濕過程；而溶液同時會進入纖維内部，這一過程則稱(chēng)爲滲透。幫(bāng)助潤濕和滲透作用發生的表面活性劑稱(chēng)爲潤濕劑和滲透劑。

    把不同液體滴在同一固體表面，可以看到兩(liǎng)種不同的現象。一種是液滴很快在固體表面鋪展開(kāi)形成液∕固新界面，這種情況(kuàng)叫潤(rùn)濕，如圖（a）和圖（b）所示。把氣∕液界面通過液體與固∕液界面之間的夾角稱(chēng)爲接觸角，可以看出在潤濕的情況下接觸角小於(yú)90°。另一種情況(kuàng)是液體不在固體表面上鋪展，而是在固體表面縮成一液珠，如把水滴加到固體石蠟(là)表面所形成的現象，這種情況(kuàng)叫不潤濕，如圖（c）和圖（d）所示，此時的接觸(chù)角大於(yú)90°

通常可通過液體在固體表面受力達到平衡時所形成的接觸(chù)角的大小來判斷潤濕或不潤濕。當在水滴中加入表面活性劑時，由於(yú)表面活性劑具有降低氣∕液界面張力和液/固界面張力的作用，會改變(biàn)上述受力關系，導(dǎo)緻水滴可以在石蠟表面鋪展，由不潤濕變(biàn)爲潤濕。

（二）乳化作用

乳化作用是指兩種互不相溶液的液體（如油和水），其中一種液體以極(jí)小的粒子（粒徑(jìng)爲10^-8~10^-5m）均勻地分散到另一種液體(tǐ)中形成乳狀液的作用。把油滴分散到水中稱(chēng)爲水包油型乳狀液（O/W），水滴分散到油中則稱(chēng)爲油包水型乳狀液體(tǐ)（W/O）。把能幫(bāng)助乳化作用的表面活性劑稱(chēng)爲乳化劑。作乳化劑使用的表面活性劑有穩定和保護兩種作用。

（1）穩定作用

    乳化劑有降低兩種液體間界面張力而使混合體系達到穩定的作用。因爲當油（或水）在水（或油）中分散成許多微小粒子時，擴大瞭(le)它們之間的接觸面積，導緻體系能位增加而處於不穩定狀态。當加入乳化劑時，乳化劑分子的親油基吸附在油滴微粒表面而親水基伸入水中，並(bìng)在油滴表面定向排列形成一層親水性分子膜，使油∕水界面張力降低，降低瞭(le)體系的能位並(bìng)且減少瞭(le)油滴間吸引力，防止油滴聚集後重新分爲兩層
。

（2）保護作用

    表面活性劑在油滴表面形成的定向排列分子膜是一層(céng)堅固的保護膜，能防止油滴碰撞而聚集。如果是由離子型表面活性劑形成的定向排列分子膜，還會使油滴帶(dài)上同種電荷，使相互間的斥力增加，防止油滴在頻繁碰撞中發生聚集。

（三）洗滌去污作用

由於(yú)表面活性劑的乳化作用，使得從固體表面脫離下來的油脂污垢顆粒能被穩定地乳化分散在水溶液中，並(bìng)且不再沉積到被洗淨的表面形成再污染。

   下面以液體油污從表面上去除的過程說明表面活性劑的作用。液體油污原來是在固體表面鋪展的，當加入表面活性劑後，由於(yú)它具有很低的表面張力，所以表面活性劑水溶液很快在固體表面鋪展而潤濕固體，並(bìng)逐漸把油污頂替下來，原來平鋪在固體表面的油污逐漸卷縮成油滴（接觸角逐漸加大，由潤濕變爲不潤濕）。

在機械作用或水流沖(chōng)擊(jī)下，“卷縮”的液體油滴脫離物體表面進入水溶液中被表面活性劑乳化並(bìng)穩定分散在洗滌液中。由於(yú)固體表面已被表面活性劑分子占據，所以油污不會再沉積到固體表面形成再污染.

（四）懸浮分散作用

不溶性固體以極小微粒分散到溶液中形成懸浮液的過程叫分散。有促進固體分散並(bìng)形成穩定懸浮液作用的該表面活性劑稱(chēng)爲分散劑。實際上，半固體态油脂在溶液中乳化分散時很難區分某一過程是乳化還是分散，而且乳化劑和分散劑通常是同一種物質，所以在實際使用過程中把兩者放在一起統爲乳化分散劑。

   分散劑的作用原理與乳化劑基本相同，不同之處(chù)在於(yú)被分散的固體顆粒一般比被乳化的液滴穩定性稍差.

固體污垢從物體表面的去除過程與液體油垢的去除過程稍有不同。固體污垢黏附在物體表面主要靠分子間作用力的吸引作用。在洗滌過程中
，表面活性劑水溶液首先将固體污垢及物體表面潤濕
，接著(zhe)表面活性劑分子吸附到固體污垢和物體表面上，由於表面活性劑形成的吸附層加大瞭(le)污垢粒子和物體表面間的距離，從而削弱瞭(le)兩者間的吸引力。如果爲陰離子型表面活性劑，表面活性劑在污垢粒子和物體上的吸附導緻它們帶有相同的負電荷而産生排斥，使兩者的黏附強度減弱
。在外力（機械力）作用下，污垢更容易從物體表面脫落而穩定地分散在水溶液中。所以使用陰離子型表面活性劑作洗滌劑，對固體污垢的去除效果更好。

    固體污垢顆粒越大越易被去除，而粒徑(jìng)小於(yú)0.1μm的污垢顆粒，由於(yú)被牢固地吸附在物體表面而很難去除。在固體污垢去除過程中，除瞭(le)表面活性劑的潤濕、吸附、分散作用外，機械力作用也很重要。

（五）發泡作用

氣體分散在液體中的狀态稱(chēng)爲氣泡。如果某種液體容易成膜且不易破裂，這種液體在攪拌時就會産(chǎn)生許多泡沫。泡沫産(chǎn)生後體系中的氣∕液表面積大爲增加，使得體系變(biàn)得不穩定，因此泡沫易於(yú)破裂。當溶液中加入表面活性劑後，表面活性劑分子吸附在氣/液界面，不但降低瞭氣/液兩相間的表面張力，而且形成一層(céng)具有一定力學強度的單分子薄膜從(cóng)而使泡沫不易破裂。

   表面活性劑水溶液都有不同程度的發(fā)泡作用，一般陰離子型表面活性劑的發(fā)泡性更強，而非離子型表面活性劑的發(fā)泡性較弱，特别是在濁點(diǎn)以上使用時。

   由於(yú)泡沫表面對污垢有極強的吸附作用，使洗滌的耐久力提高，也可防止污垢在物體表面再沉積。所以人們總是認爲發泡性好的洗滌劑去污能力強，因此很多液體洗滌劑，會降低噴射泵的壓力，同時還不利於(yú)漂洗，因此在這種場(chǎng)合應使用低泡型的非離子型表面活性劑。

（六）增溶作用

增溶作用是指表面活性劑(jì)有增加難(nán)溶性或不溶性物質在水中溶解度的作用，例如苯在水中的溶解度爲0.09％（體積(jī)分數），若加入表面活性劑(jì)（如油酸鈉），苯的溶解度即可增加到10％。

    增溶作用是與表面活性劑在水中形成的膠束分不開的
。膠束即表面活性劑分子中的碳氫鏈因疏水作用而在水溶液中相互靠攏所形成的膠團。膠束内部實際上是液态的碳氫化合物，因此苯、礦物油等不溶於(yú)水的非極性有機溶質較易溶解在膠束内。增溶現象是膠束對(duì)親油物質的溶解過程，是表面活性劑的一種特殊作用，因此隻有溶液中表面活性劑濃度在臨界膠束濃度以上時，即溶液中有較多的大粒膠束時才有增溶作用，而且膠束體積越大，增溶量越大。

    增溶與乳化不同，乳化是一種液相分散到水（或另一液相）中得到的不連續、不穩定的多相體系，而增溶得到的是增溶液與被增溶物處(chù)於(yú)同一相中的單相均勻穩定體系。有時同一種表面活性劑既有乳化作用又有增溶作用，但隻有當它的濃度在臨界膠束濃度以上時，才有增溶作用。

    由於(yú)非離子型表面活性劑(jì)的臨界膠束濃度較低，容易形成膠束，因此非離子型表面活性劑(jì)有較好的增溶作用。

洗滌去污過程中常伴有增溶過程發生，當(dāng)油性污垢脫離物體表面時，會被增溶到表面活性劑膠束中，從(cóng)而穩定地分散在水溶液中，因此可以很好地防止物體表面被油污再污染。

（七）其他作用

表面活性劑除瞭(le)有上述作用之外，還有柔軟平滑、抗靜電(diàn)、殺菌等作用。

（1）對織物的柔軟平滑作用

    當(dāng)表面活性劑分子在織物表面定向排列時，可使織物的相對靜摩擦系數降低。如直鏈烷基的多元醇聚氧乙烯醚、直鏈烷基脂肪酸的聚氧乙烯醚等非離子型表面活性劑和多種陽離子型表面活性劑均有降低織物靜摩擦系數的作用，所以可用作織物柔軟劑。而帶(dài)有支鏈的烷基或芳香基的表面活性劑不能在織物表面形成整齊的定向排列，所以不适合用作柔軟劑。

（2）抗靜電作用

   某些陰離子型表面活性劑及季铵鹽類陽離子型表面活性劑易吸收水分而在織物表面形成導(dǎo)電的溶液層(céng)，所以有抗靜電作用而被用作化纖織物的抗靜電劑。

（3）殺菌作用

    季铵鹽類陽離子型表面活性劑和氨基酸類兩性表面活性劑對(duì)微生物的毒性較大，表現出很強的殺菌作用，所以常被用作殺菌劑應用在以殺微生物爲目的的殺菌、消毒洗滌(dí)劑中。