1.表面活性剂的分子结构特点

表面活性剂是一种具有特殊结构和性质的有机化合物，它们能明显地改变两相间的界面张力或液体(一般为水)的表面张力，具有润湿、起泡、乳化、洗涤等性能。

无论何种类型的表面活性剂，其分子结构总是由两部分组成：一部分是非极性的、疏水亲油的碳链部分，另一部分是极性的、疏油亲水的基团部分。其不对称结构如图1-6所示。

图1-6  表面活性剂两亲结构示意图

这样的分子结构使得这些物质是一种既具有亲油性又具有亲水性的两亲分子，具有把水、油两相连接起来的功能。表面活性剂都有一个共同的特点：就结构而言，其分子中含有两种不同性质的基团，一端是能溶于油而不溶于水的长链非极性基团。亦即所谓的疏水基团或僧水基，这种憎水基一般都是长链的碳氢化合物，有时也为有机氟、有机硅、有机磷、有机锡链等。另一端则是水溶性的基团，即亲水基团或亲水基。亲水基团必须有足够的亲水性，以保证整个表面活性剂能溶于水，并有必要的溶解度。由于表面活性剂含有亲水基和疏水基，因而它们至少能溶于液相中的某一相。表面活性剂的这种既亲水又亲油的性质称为两亲性。

2.表面活性剂的疏水基团主要类型和亲水基团的区别

表面活性剂分子是一种既有疏水基团又有亲水基团的两亲性分子。表面活性剂的疏水基团一般是由长链的碳氢构成，如直链烷基C₈～C₂₀,支链烷基C₈～C₂₀,烷基苯基(烷基碳原子数为8～16)等。疏水基团的差别主要是在碳氢链的结构变化上，差别较小。而亲水基团的种类则较多，所以表面活性剂的性质除与疏水基团的大小、形状有关外，主要还是与亲水基团有关。亲水基团的结构变化较疏水基团大，因而表面活性剂的分类一般以亲水基团的结构为依据。这种分类是以亲水基团是否为离子型为主，将其分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型和其他特殊类型的表面活性剂。

3.表面活性剂水溶液的特性

(1)表面活性剂在界面上的吸附

表面活性剂分子中具有亲油基和亲水基，为两亲分子。水是强极性液体，当表面活性剂溶于水中时，根据极性相似相引、极性相异相斥原理，其亲水基与水相引而溶于水，其亲油基与水相斥而离开水，结果表面活性剂分子(或离子)吸附在两相界面上，使两相间的界面张力降低。表面活性剂分子(或离子)在界面上吸附越多，界面张力降低越大。

(2)吸附膜的一些性质

吸附膜的表面压力：表面活性剂在气液界面吸附形成吸附膜，如在界面上放置一无摩擦可移动浮片，以浮片沿溶液面推动吸附质膜，膜对浮片产生一压力，此压力称为表面压力。

表面黏度：与表面压力一样，表面黏度是由不溶性分子膜表现出的一种性质。以细金属丝悬吊一白金环，令其平面接触水槽的水表面，旋转白金环，白金环受水的黏度阻碍，振幅逐渐衰减，据此可测定表面黏度。方法是：先在纯水表面进行实验，测出振幅衰减，然后测定形成表面膜后的衰减，从两者的差值求出表面膜的黏度。

表面黏度与表面膜的牢固度密切有关。

由于吸附膜有表面压力和黏度，它必定具有弹性。吸附膜的表面压力越大，黏度越高，其弹性模量就越大。表面吸附膜的弹性模量在稳泡过程中有重要意义。

(3)胶束的形成

表面活性剂的稀溶液服从理想溶液所遵循的规律。表面活性剂在溶液表面的吸附量随溶液浓度增高而增多，当浓度达到或超过某值后，吸附量不再增加，这些过多的表面活性剂分子在溶液内是杂乱无章的，抑或以某种有规律的方式存在。实践和理论均表明，它们在溶液内形成缔合体，这种缔合体称为胶束。