1.表面活性剂的重要作用

①乳化作用乳状液是一种液体分子分散于另一种互不相混溶的液体中形成分散体系，分散液滴大小的大致范围为0.1～10um。组成乳状液的两相，一般有一相为水或水溶液，统称水相；另一相是与水不相混溶的非极性液体，常称油相。根据两者在乳状液中所处位置的不同，乳状液分为两类：一类是水包油乳状液(O/W)，油作内相，即非连续相或分散相，水作外相，即连续相或分散介质；另一类是油包水乳状液(W/O)。乳状液中分散相呈细小的液滴分散在介质中，相界面积很大，分散的液滴有自发聚并趋向，是热力学不稳定的体系。

凡能使油、水两相发生乳化，形成稳定乳状液的物质称为乳化剂(emulsifier)。作为乳化剂的表面活性剂作用是：a．吸附在两相界面上形成吸附层，亲水基向水，亲油基向油，油一水界面张力降低；b．形成具有一定机械强度、较坚固的保护膜。

加入某些表面活性剂可使乳状液破坏，这种表面活性剂称为破乳剂。破乳剂的作用：a．能促使将乳状液中的乳化剂从油水界面上顶替出来，而加入的表面活性剂又不能形成牢固的界面保护膜；b.若在乳状液的界面上有微小粒子，例如原油乳状液的油水界面上有沥青质等的胶态粒子、微晶蜡等，它们起着稳定乳状液的作用，起破乳作用的表面活性剂使这些固体粒子被水或油完全润湿、脱离界面而进入水或油中，破坏了保护膜，从而达到了破乳的目的。

②分散作用原理与乳化有相似之处，分散作用是使固体物质以微小颗粒悬浮在分散介质中并保持稳定。应用实例有颜料、染料和煤浆液等。

絮凝作用：使悬浮有固体颗粒的悬浮液，迅速地积聚并沉淀下来。实例有污水处理等。

③起泡作用气体分散于液体中产生泡沫，这也是不稳定的分散体系。由于气体和液体密度相差很大，生成泡沫时，伴随着液体表面积增加。纯液体不能形成稳定的泡沫，在一定条件下(如搅拌、吹气)，添加具有良好起泡能力的表面活性剂，则可得到比较稳定的泡沫，这些表面活性剂称为起泡剂。在生产实际中泡沫问题多种多样，如选矿中的泡沫浮选、泡沫灭火等。

消泡：有时不希望产生泡沫，需要消泡。消泡的方法是可以加入一些化学剂，与界面上起泡剂发生化学反应，或使起泡剂部分被顶替、界面保护层被破坏、泡沫消失。这类化学剂被称为消泡剂，某些表面活性剂可作为消泡剂。

④加溶作用使难溶物质(液体或固体)的溶解度显著增加称为加溶作用(或称增溶作用)。如室温下100mL水仅能溶解0.09mL的苯，而10％的油酸钠水溶液中苯的溶解度达到10mL。能自发地形成热力学稳定的均相体系是加溶作用区别于乳化作用的特征。此现象只有在大于临界胶束浓度(CMC)的条件才能存在。它是由表面活性剂分子在溶液中形成胶束所致。

至于表面活性剂的胶束如何起加溶作用、按哪种方式加溶，这取决于被加溶物质的分子结构与表面活性剂的结构。例如烷烃、环烷烃以及其他极化率较小的化合物，一般被加溶于胶束内核，按图1-4 (a)所示方式加溶；长链醇、胺等加溶于胶束的“栅栏”之间，非极性碳氢链插入胶束内部，而极性头则处于表面活性剂极性基之间，按图1-4(b)方式加溶；对于一些较小的极性分子如苯二甲酸二甲酯，它既不溶于水，也不溶于非极性溶剂，加溶时附着于胶束“表面”的亲水基部分，按图1-4(c)方式加溶。至于极化率较大的烃化合物(如苯、乙苯等)，开始加溶时可能被附着于胶束-水的界面[按图1-4 (c)方式加溶]，加溶量增多后可能插入表面活性剂“栅栏”中[按图1-4 (b)方式加溶]，甚至可能溶入到胶束内核[按图1-4 (a)方式加溶]，所以某一种物质的加溶方式不一定是唯一的。在聚氧乙烯型非离子表面活性剂胶束溶液中，酚类化合物按图1-4 (d)方式加溶于胶束的聚氧乙烯外壳中(即聚氧乙烯链之间)。

图1-4  几种加溶作用方式

③润湿作用固体表面上的空气被液体置换的现象称为润湿；固、液、气三相交界处固液界面与气液界面的夹角θ称作接触角(图1-5)。

θ>90^o不润湿；

θ＜90^o润湿，θ越小润湿性能越好。

例如水滴在矿物表面上润湿，在石蜡表面上则不润湿。润湿剂是改善润湿性能所用的表面活性剂，其作用为：a．吸附于固体表面，改变其性质，使其从疏液固体表面变为亲液固体表面，或从亲液固体表面变为疏液固体表面；b．降低固液和气液界面张力。

图1-5  接触角与润湿的关系

2.表面活性剂的“活性”含义和作用及实际应用

表面活性剂(surface active agent; surfactant)是一类重要的精细化学品，早期主要应用于洗涤、纺织等行业，现在其应用范围几乎覆盖了精细化工的所有领域。目前人们对表面活性剂的定义尚无统一的描述，但普遍认为从其名称上看应包括三方面的含义，即“表(界)面”(surface) ,“活性”(active)和“添加剂”(agent)。具体地讲，表面活性剂应当是这样一类物质，在加入量很少时即能明显降低溶剂(通常为水)的表面(或界面)张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求。