表面活性剂一词来自英语surfactant。它实际上是短语surface
active
agent的缩合词。它还有一个名字叫做tenside。凡加入少量而能显著降低液体表面张力的物质,统称为表面活性剂。它们的表面活性是对某特定的液体而言的,在通常情况下则指水。
表面活性剂一端是非极性的碳氢链(烃基),与水的亲和力极小,常称疏水基;另一端则是极性基团(如—OH、—COOH、—NH₂、—SO₃H等),与水有很大的亲和力,故称亲水基,总称“双亲分子”(亲油亲水分子)。为了达到稳定,
表面活性剂溶于水时,可以采取两种方式:
1、在液面形成单分子膜。
将亲水基留在水中而将疏水基伸向空气,以减小排斥。而疏水基与水分子间的斥力相当于使表面的水分子受到一个向外的推力,抵消表面水分子原来受到的向内的拉力,亦即使水的表面张力降低。这就是表面活性剂的发泡、乳化和湿润作用的基本原理。在油-水系统中,表面活性剂分子会被吸附在油-水两相的界面上,而将极性基团插入水中,非极性部分则进入油中,在界面定向排列。这在油-水相之间产生拉力,使油-水的界面张力降低。这一性质对表面活性剂的广泛应用有重要的影响。
2、形成“胶束”。
胶束可为球形,也可是层状结构,都尽可能地将疏水基藏于胶束内部而将亲水基外露。如以球形表示极性基,以柱形表示疏水的非极性基,则单分子膜和胶束。如溶液中有不溶于水的油类(不溶于水的有机液体的泛称),则可进入球形胶束中心和层状胶束的夹层内而溶解。这称为表面活性剂的增溶作用。
表面活性剂可起洗涤、乳化、发泡、湿润、浸透和分散等多种作用,且表面活性剂用量少(一般为百分之几到千分之几),操作方便、无毒无腐蚀,是较理想的化学用品因此在生产上和科学研究中都有重要的应用。在浓度相同时,表面活性剂中非极性成分大,其表面活性强。即在同系物中,碳原子数多的表面活性较大。但碳链太长时,则因在水中溶解度太低而无实用价值。
是指具有固定的亲水亲油基团,在溶液的表面能定向排列,并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性:一端为亲水基团,另一端为憎水基团;亲水基团常为极性的基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,也可是羟基、酰胺基、醚键等;而憎水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。
溶解于水中以后,表面活性剂能降低水的表面张力,并提高有机化合物的可溶性。 表面活性剂范围十分广泛(阳离子、阴离子、非离子及两性),为具体应用提供多种功能,包括发泡效果,表面改性,清洁,乳液,流变学,环境和健康保护。
表面活性剂的分子结构具有两性:一端为亲水基团,另一端为疏水基团;亲水基团常为极性基团,如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐,羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团;而疏水基团常为非极性烃链,如8个碳原子以上烃链。
性质:
表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力,也可以通过吸附在液体界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。
囊泡和胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成,胶束的尾形成能够包裹油滴的核,而它们的(离子/极性)头能够形成一个外壳,保持与水接触。
——表面活性剂
化学上表面活性剂是指某种具有两亲性(溶于溶剂约为长条状的、两端能分别亲和互不相溶的溶剂)的物质,以同时含亲水基团和亲油基团的最为常见;
市场上所称的表面活性剂则是由化学意义上的表面活性剂及其保存溶剂、保存添加剂等组成。
就是说如果从化学意义上讲,表面活性剂指的是一类物质中的某一种,是指的化合物而不是混合物,所以不能问表面活性剂由什么物质组成,因为表面活性剂是一个概念而不是特指某种物质或某个混合物。
能被称作表面活性剂的这类物质特征是分子两端亲和性不同。以最常见的水油表面活性剂为例,该类表面活性剂往往一端是有机碳链结构被称为疏水基团,另一端则是凸显出极性的能溶于水的基团(如羟基、磺酸、羧酸等)被称为亲水基团。生物体中最常见的表面活性剂当属组成细胞膜的磷脂,头部为含氮含磷的亲水基团,尾部为长链的亲油基团。
总之,表面活性剂指的就是能让溶解有低浓度该物质的一种溶剂界面性质即可发生改变的物质。这种改变主要是表(界)面张力改变,并因此诞生了主要效果——提升了溶剂溶解另一种不相溶溶剂(如水溶解油)的能力,类似于长满倒刺的苍耳子可以挂在动物毛发上而没有刺的话苍耳子根本挂不上去。
市售洗洁精一般配方你可以搜一下,我搜到的很多是烷基磺酸钠为主要成分的,安利那些标榜不伤手的记得是用棕榈酸钠的。
表面活性剂本身就是一大类化学物质,最简单的模型就是一个棒状分子,一端亲水一端亲油。本来油水不互溶,所以油渍(污渍同理)喜欢附着在盘子上,而不喜欢分散在水中,但是有了表面活性剂,就可以亲油段朝内,把小油滴包在里面,亲水段朝外,悬浮在水中。学术一点的说法是它通过这种作用能够降低油/水界面能,帮助分散。
多扯一点,所谓伤手, 是因为细胞膜的主要成分也是脂类,洗洁精能辅助溶解油渍,同理也攻击皮肤细胞膜。要想不伤手,就得在选择表面活性剂的时候做一个折中。比如洗抽油烟机的需要很强的去污能力,同时一定伤手。
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