“工業味精”——表面活性劑的物性和應用
什麼材料能把藥水噴濺型藥水
目錄
1。表面張力和表面能
2。膠束以及臨界膠束濃度（CMC）
3。臨界溶解溫度和濁點
4。膠束和增溶作用
5。潤溼與滲透（L+S）
6。分散作用（S+L）
7。乳化作用（L+L）
8。起泡作用
9。洗滌作用
10。表面活性劑派生的性質及應用
#這是ChemX整理的第003篇［化工乾貨］
#分類：化工/精細化工/表面活性劑/“工業味精”——表面活性劑的物性和應用
#關於“表面活性劑”全部知識點目錄：
1、表面活性劑的結構和分類
2、表面活性劑的物性和應用（本文）
3、表面活性劑的化學結構與性質的關係
4、陰離子表面活性劑
5、非離子表面活性劑
6、陽離子表面活性劑
7、兩性表面活性劑
8、特種表面活性劑
前文
［1］
介紹了幾種常見的表面活性劑，這裡如果要更加細緻地研究表面活性劑，就得看看它的物性了。
（1）表面張力和表面能
談到表面活性劑之前，就不得不先要了解一下啥是
表面張力
。
先來看看一個很有趣的實驗！
如果在金屬線框中間繫一線圈，一起浸入肥皂液中，然後取出，上面形成一液膜。由於以線圈為邊界的兩邊表面張力大小相等方向相反，所以線圈成任意形狀可在液膜上移動，見（a）圖。如果刺破線圈中央的液膜，線圈內側張力消失，外側表面張力立即將線圈繃成一個圓形，見（b）圖，清楚的顯示出表面張力的存在。
表面張力演示實驗
清晨的雨滴
［2］
荷葉上的露珠
彩色的泡泡
水面上的昆蟲
這些圖片有沒有“藝術張力”我不知道，但是裡面實實在在蘊含著“表面張力”的科學。
只要你留心一下，生活中的很多現象都和表面張力有關係！
說到表面張力，先看
表面
。
不同聚集狀態，即不同相的物質相互觸，形成相與相的分介面，我們稱之為“介面”。按照氣相、液相、固相兩兩組合形式的不同，介面可分為五種型別 ：液/氣、液/液、液/固、固/氣、固/固。
五種介面：液/氣、液/液、液/固、固/氣、固/固
由於人眼通常看不見氣相，所以，常把
液/氣、固/氣
的介面稱做
表面
。
現在我們可以明確一下啥是表面張力和表面能了。舉一個例子，一杯液體，我們可以把它分成三層：
液體分子：分子”緊挨”，運動無序，液內和液表分子性質有別。
表面：液體與氣體或固體的接觸面。
液體表面層：液體表面厚度等於d=10nm的液層。
由於
液體表面層
處於液體與
氣體
、
固體
接觸，處於液體表面層的分子和處於液體內部的分子的物理性質是不一樣的，繼而會產生一系列特殊現象（
液體表面現象
）。
氣-液表面，表面層裡分子的分佈要比液內稀疏，即分子間的距離比液內大些，分子間的作用力就表現為引力。如果在液體表面任意劃一條分界線MN，把液體表面分為左右兩部分，那麼，液麵左側的分子對液麵右側分子的作用力的合力為引力F1，液麵右側的分子對左側分子的作用力的合力為引力F2，F，和F2大小相等方向相反。液麵各部分之間這種相互吸引的力叫做
表面張力
。
液體表面分子，受到垂直於液麵指向液內的引力，其受力狀態和液體內部的分子受力狀態不一樣。
從微觀層次上來說：
從分子運動論觀點說明：液體表面分子，受到垂直於液麵指向液內的引力
如果從能量觀點來分析：表面層分子比內部分子的勢能高（系統應具有最低的表面）
結果就導致表面層分子有擠進液體內部液麵有試圖收縮達到最小面積的趨勢，這種趨勢在宏觀上就表現為液體的表面張力。
因為液體表面的分子受力情況和液體內部受力是不一樣的，它們兩個的能量是有差別的，所以這裡就要提到
表面能
的概念了。後面的分析如果從表面能這個角度出發，就會容易很多。
液體的表面能：表面層分子的勢能大於液內分子的勢能，增加單位液體表面積所做的功為
，
液體表面層分子比液內分子多出的勢能總和
。
通常把沿著與表面相切的方向，垂直作用於液體表面上任一單位長度的表面緊縮力，簡稱為表面張力
［3］
。
液體的表面張力是液體的基本物理性質之一
，它的許多特性都與表面張力有關。
要想使液體表面伸展，就必須抵抗這個使表面縮小的力。若形成液體的單位面積所需要的功為
，則形成
面積就需要做出
的功。從熱力學上看它是一種在一定溫度、一定壓力下的可逆功，等於該體系自由能的增加值
［4］
，即：
表示單位面積的
表面自由能
：
若用單位長度的力表示，則稱為表面張力。
把能使溶劑的表面張力降低的性質稱為表面活性；而把具有表面活性，
加入很少量即能顯著降低溶劑（一般為水）的表面張力，改變體系介面狀態
的物質稱為
表面活性劑
［5］
。
各種液體表面張力，可以看到水銀的表面張力&；gt；水的表面張力&；gt；苯等有機物的表面張力，因此水銀落在地上呈球狀，水趨向於球形，苯幾乎鋪開。
（2）膠束以及臨界膠束濃度（CMC）
那麼問題來了，表面活性劑對水溶液的表面張力是如何影響的呢？
癸基聚氧乙烯醚是一種表面活性劑，加入很少這種物質，溶液的表面張力會大幅變化，這是為什麼？
當表面活性劑加入到水中，疏水作用導致表面活性劑在溶液表面吸附成膜
［6］
。
脂肪酸分子在水溶液表面上的定向排列。
兩親分子在氣液介面上的定向排列，形成一層單分子疏水膜，改變溶液表面性質，
表面張力降低
。在溶液中形成
膠束
，隨著表面活性劑濃度的增加，膠束不斷增多，增大；成親水性膠束。
溶液中表面活性劑濃度達到某一範圍後，其許多物理化學性質如
滲透壓、電導率、表面張力、增溶性、去汙力
均會發生突變。這都是由於在
溶液中形成膠束
［7］
的緣故。其形成是表面活性劑的非極性烴鏈借分子作用力相互吸引，而將極性基團朝向水相，締合成為膠態聚集物，即形成膠束。
膠束結構示意圖
隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現棒狀、層狀或球狀等多種形狀。 讓我們來欣賞欣賞不同的形狀的膠束吧~
McBain小膠團
球形膠束
Debye的臘腸式膠團
棒狀膠束
層狀膠束
層狀膠束
膠束形成過程
在水溶液中，表面活性劑由完全無序的單體稀溶液到高度有序的結晶態，在此之間存在一系列中間相，隨著表面活性劑濃度的增加，膠團的聚集數增加，表面活性劑就會出現一系列液晶態
［8］
。在表面活性劑-水體系中通常有三種液晶即六方相、立方相和層狀相。
表面活性劑，加到溶液裡面，形成膠束所需要的最低濃度，成為
臨界膠束濃度
［9］
（critical micelle concentration），
常縮寫為
CMC
。為什麼要去研究這個濃度呢？
在CMC附近，表面活性劑溶液的許多性質都會出現轉折，如表面張力、電導率、去汙能力等
［10］
。
這個是一個非常關鍵是數值！
表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多餘的分子在體相內部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束，這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。
可以利用測定表面張力，電導率等方法達到測定臨界膠束濃度目的。
一般來說，表面活性劑水溶液其濃度只有稍高於其CMC值時，才能充分顯示其作用。
由於表面活性劑使溶液的一些物理性質如：電阻率、滲透壓、冰點下降、蒸汽壓、粘度、密度、增溶性、洗滌性、光散射，以及顏色變化等在臨界膠束濃度時都有顯著變化，因此透過測定這些顯著變化的轉折點，就可獲知臨界膠束濃度
［11］
。
一些表面活性劑的臨界膠束濃度測定值。
由上表可知，臨界膠束濃度都很低，在使用表面活性劑時，濃度一般要比臨界膠束濃度稍大些，否則其表面活性的效能不能充分發揮
［12］
。
影響臨界膠束濃度（CMC）的因素
①分子結構
Ａ．親油基（疏水基）
烴鏈引入支鏈或雙鍵，則
CMC
↑，降低張力的能力↓
烴鏈越長（C數↑），則
CMC
↓，降低張力的能力↑
Ｂ．親水基（種類）
離子型表面活性劑，親水基對
CMC
的影響很小；因為親水基小。
非離子表面活性劑，親水基對
CMC
的影響較大；因為親水基大。當親油基一定時，
CMC隨聚氧乙烯醚聚合度n的
↑而↑ ，降低張力的能力↓
兩性表面活性劑，隨無機強電解質新增，
CMC
↓
② 電解質的種類與濃度
在表面活性劑溶液中新增反
離子，將使
ＣＭＣ
下降：
式中：
為電解質鹽的濃度，
、
為常數。
③ 醇類影響
醇類量愈多，則
CMC
愈小。尤其是高分子量醇的影響最大，因為長鏈脂肪醇水溶性差，易穿入膠束柵層中，因而抑制
CMC
甲醇、乙醇易溶於水中，僅小部分分子穿入膠束中，對
CMC
的影響較小。
（3）臨界溶解溫度和濁點（特徵常數）
離子表面活性劑在低溫時溶解度小，隨溫度升高，溶解度逐漸增大，但到達某一溫度點時溶解度急劇增加，該溫度點稱為
臨界溶解溫度(Kraft point)
。臨界溶解溫度為各種離子表面活性劑的特徵常數，並隨烴鏈的增長而增加。
而非離子型表面活性劑（特別有
者）在低溫時易與水混溶，溫度升至一定值後，則其析出、分層，這一析出、分層併發生渾濁的溫度稱為該表面活性劑的濁點，亦為非離子表面活性劑的特徵常數。
這種異常溶解度特性是由其分子丙醚鍵（
）結構所致，醚鍵氧原子易與水分子締合而形成氫鍵，但又很不穩定，升高溫度，溶解動力消去，鍵能降低，溶解物析出。這種現象是可逆的。
（4）膠束和增溶作用
一般認為膠束內部與液狀烴近似，因此如在CMC濃度以上的活性溶液中加入難溶於水的有機物質時，就得到溶解的透明水溶液，這就稱增溶現象
。
在乳液聚合，石油開採，膠片生產、化妝品、洗滌、藥物等方面就需要利用表面活性劑的膠束增溶作用。
2-硝基二苯胺在月桂酸鉀水溶液中的溶解度
它是由於有機物質進入與它本身性質相同的膠束內部而變成在熱力學上穩定的各向同性溶液的原因。把增溶的物質叫被增溶物質，在一定濃度的活性溶液中，所溶解的被增溶物質的飽和濃度叫做增溶量。增溶是以CMC為起點隨著濃度增加而增溶量大致以直線增長，因此也可用增溶來確定CMC值。對各類不同表面活性劑它們增溶能力也不同。
在表面活性劑溶液中，上述四種形式的膠束增溶作用對被增溶物的增溶量是不相同的，按下列順序遞減：
膠束的4種增溶方式
影響增溶作用的主要因素主要有5種：
表面活性劑的化學結構
被增溶物的結構
溫度的影響
無機電解質
有機物新增劑
首先，說說表面活性劑的化學結構是如何影響到增溶的。
具有相同親油基的表面活性劑對烴類及極性有機物的增溶作用大小順序：非離子>陽離子>陰離子。
膠束越大，對於增溶到膠束內部的物質增溶量增大。
親油基部分帶有支鏈結構的表面活性劑，增溶作用較直鏈的小。
帶有不飽和結構的表面活性劑，或在活性劑分子上引入第二個極性基團時，對烴類的增溶作用減少，而對長鏈極性物增溶作用增加。（親水性↑，CMC ↑ ，極性間斥力↑ ）
烷基數在7～13的脂肪酸鉀對染料1—鄰甲苯基偶氮—β—萘酚的增溶例項，可知增溶能力是以增溶曲線的斜率（表面活性劑單位濃度下的被增溶物質的濃度）來表示。
乙苯在25℃時在鉀皂水溶液中增溶情況
同系物溶液中，碳氫鏈的增加，增溶作用也增強。
其次，被增溶物的結構也會影響到增容作用。
脂肪烴與烷基芳烴被增溶的程度隨其鏈長的增加而減小。
隨不飽和度環化程度的增加而增大
帶支鏈的飽和化合物與相應的直鏈異構體增溶量大致相同。
烷烴的氫原子被OH，—NH2等極性基團取代後，其被增溶的程度明顯增加。
脂肪烴、烷基芳烴增溶量隨增溶物的碳數增加而減少，隨增溶物不飽和程度及環化程度增加而增加。多環芳烴增溶量隨分子大小↑而↓。
溫度的影響。
溫度對增溶作用的影響，隨著表面活性劑型別和被增溶物質結構不同而不同。多數情況下T↑，增溶作用↑。
對於離子型表面活性劑， T↑，分子運動加劇，使膠束中能發生增溶空間增大，對極性和非極性化合物增溶程度增加。
對含聚氧乙烯基的非離子表面活性劑， T↑，氫鍵破壞，水化作用減小，膠束易生成，聚集數↑。
無機電解質的影響。
離子型表面活性劑溶液中新增少量無機電解質，可增加烴基化合物的增溶程度，但卻使極性有機物的增溶程度減少。（單個↑ ，整體↓）
最後，有機新增劑也會影響。
向表面活性劑溶液中新增烴類等非極性化合物，會使其增溶於表面活性劑膠束內部，使膠束脹大，有利於極性有機物插入膠束的“柵欄”中，提高了極性有機物的增溶程度。
增溶了一種極性有機物後，會使表面活性劑對另一種極性有機物的增溶程度降低。
（5）潤溼與滲透
固體表面和液體接觸時，原來的固—氣介面消失，形成新的固—液介面，此過程即為
潤溼
。當用水去潤溼或滲透某固體時，若加入少量的表面活性劑，則潤溼和滲透就更容易，此稱為
潤溼和滲透作用
。
該原理是一種表面活性劑的介面定向作用。即表面活性劑的雙親分子吸附在固體的表面上形成介面定向排列的吸附層，親水基朝向固體，親油基朝向氣體。其作用的本質就是液體的表面張力下降的結果，其大小關係可用
潤溼角
和
表面張力
衡量。
在固體和水珠接觸點A上有三個作用力：
固體表面張力
（氣固表面自由能）；
液體的表面張力
（液體表面自由能） ；
液體和固體的介面張力
（固液介面自由能）。
力圖使液滴鋪展
、
合力則力圖使液滴收縮從而達到平衡（Young方程）
可以用接觸角來判斷溶液的潤溼情況：θ>90不潤溼，θ<90潤溼，θ=0鋪展。
接觸角θ越小，潤溼和滲透作用越好。
當一個固體表面上分別滴上一滴水和一滴表面活性劑水溶液時，則會出現如圖所示的（a）、（b）兩種不同的水珠形狀，（b）比（a）潤溼得好，潤溼作用及滲透作用的大小常用潤溼角θ表示，它的角度越小，表示潤溼越好。潤溼角θ越大，越接近於180°，表示越難潤溼；180°時表示完全不能潤溼如圖（c）所示。
表面活性劑的溼潤功能
提高液體的潤溼能力（在水中加入表面活性劑降低表面張力，使水在固體發生鋪展）——-
潤溼劑
改變固體表面的潤溼性質（極性基團吸附在固體表面，非極性基團朝向氣體形成定向排列吸附層，反潤溼作用）——-
防水劑
在固體表面發生定向吸附
適用於或選用做潤溼劑的表面活性劑
潤溼劑、滲透劑廣泛應用於紡織印染工業中，使織物潤溼易於染色。也用在農藥中， 以增強其對植物或蟲體的潤溼性，提高殺蟲效力，另外在照相乳劑塗布時，加入適當滲透劑可改善對片基的潤溼效能和提高塗布速度。
滲透劑T的結構。
（6）分散作用（S+L）
分散常指固體粒子分散在液體中，粒子很細的分散〔（1~10） µｍ〕稱為膠體分散，粒子大於此值則稱粗分散。在染料工業及印染工業、合成反應、產品 配製中是常用到分散劑。在分散染料和還原染料的商品中，常含有大量分散劑促使固體粒子分散，才能染色。顏料分散在塗料或油墨中，合成的懸浮反應等等。
微粒的分散機理
微粒的分散機理
潤溼是固體離子分散的最基本條件，分散劑被吸附於固體微粒上，改進了它和分散介質的潤溼，從而促進了分散作用。
當分散劑被吸附於固體微粒表面，降低了表面張力並向微粒間隙或裂紋滲透，防止它們再結合，降低研磨能和研磨時間。
但由於布郎運動或攪拌作用，微粒又會凝聚。分散劑的存在使微粒外層又包了一層親水性分散劑分子的吸附膜，而不再凝聚，保持了整個分散過程的正常進行及穩定。這就是微粒的分散機理。
表面活性劑的絮凝作用
絮凝作用主要是在體系中加入有機高分子絮凝劑（通常也是表面活性劑），有機高分子絮凝劑透過自身的極性基或離子基團與質點形成氫鍵或粒子對，加上範德華力而吸附在質點表面，在質點間進行橋聯，形成體積龐大的絮狀沉澱而與水溶液分離。
絮凝作用的特點是絮凝劑用量少，體積增大的速度快，形成絮狀體的速度快，絮凝效率高。
（7）乳化作用（L+L）
乳化作用也是一種分散現象，與上述分散不同的是（L+L）即兩種不相混溶的液體，其中一液體以細滴狀分散於另一液體中形成乳狀液，由於兩液相介面積增大，所以是熱力學不穩定體系。加入表面活性劑，降低兩相間介面張力，促使乳液穩定。如果能達到微乳狀態，就接近於熱力學穩定狀態。
乳化現象
油與水的乳化形式有兩種：
少量油分散在多量水中，水是連續相，油是分散相，這種型別稱油在水中型（O/W），也稱水包油。
少量水分散在多量油中，油是連續相，水是分散相，這種型別稱為水在油中型（W/O），也稱油包水。
隨兩相含量的多少，乳化劑種類及數量等因素而互相轉換。
乳化作用的基本原理
在實際配置乳液時，當將油和水在混合器中攪拌時，由於介面不斷分裂，介面面積急劇增大，介面能形成極大的力，凝聚的速度也急劇加快。
但由於加入表面活性劑乳化劑的結果，它向油—水介面吸附，乳化劑的疏水基一端溶入油中，親水基一端留在水中，定向排列成一層保護層，降低了油水兩相介面上的介面張力，降低了油在水中分散所需要的功，從而達到油與水乳化目的。
另外因乳化劑分子膜將液滴包住。防止了碰撞的液滴彼此合併，同時由於形成表面雙電層，因電的相斥作用而防止了凝聚，從而保護了乳液的穩定性。
乳化劑的應用
化妝品工業方面
乳化劑主要是乳化製取膏霜、露液等，除此以外在化學捲髮液或染髮劑中加了乳化劑後可防止損傷頭髮；改進使用感。化妝品的膏霜類絕大部分是乳化型的，其優點在於提供面板所需油性及水性成分，有效保持面板柔軟，潤滑性及良好洗滌性。所用乳化劑一般為陰離子類的硬脂酸皂，及非離子表面活性劑。
農藥方面
乳化劑主要應用是使用農藥時要求經過簡單攪拌，短時間內製成乳液作吹撒液。農藥的藥效是藥液透過對植物體、蟲體、菌體能潤溼、均勻地附著和停留一定時間而發揮藥效，這就要求農藥的藥液具有強力的潤溼、擴散、浸透等多種效能，以提高藥效。乳化劑一般由2~5種非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑混合組成。
食品工業
乳化劑也被廣泛應用作為食品新增物之一，如脂肪酸甘油酯，脂肪酸丙二醇酯，失水山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯等。
其它
乳化劑應用於由瀝青製備的瀝青乳液，可使瀝青乳液在常溫下使用，避免了有害氣體的汙染。所用乳化劑以陽離子型為最多，其他型別也可。特別是胺類活性劑是有效的乳化劑。對於因非常事故而流出的石油往往用石油處理劑以化學方法進行處理。石油處理劑是將流出的油嚴密地進行化學處理的藥劑，包括集油劑、沉降劑、凝固劑、乳化分散劑等。其中主要成分乳化分散劑為陰離子型，如烷基苯磺酸的鹼性氨基酸鹽，非離子型如聚氧乙烯醚類。而兩性及陽離子型乳化劑一般不採用。
微乳液
水和油與大量表面活性劑形成乳液再加入助表面活性劑混合能自發的形成透明或半透明的體系，這種體系經論證是一種分散體系，可以是O/W，或W/O，分散質點為球形，但半徑非常小，通常為10~100nm範圍。是熱力學穩定的體系，成為“微乳狀液”。O/W為正相，W/O為反相微乳液。
其對高分子合成提供了基礎條件
。以微乳液體系合成可以得到意想不到的超高分子。
微乳液製備採用Schulman法。通常若不加其它試劑，油與水是互不相溶的，即油水分層，兩者之間有明顯的分介面（見圖1）。啟動攪拌，將乳化劑加入，乳化劑起到乳化作用，使水溶於油相中，形成渾濁、不透明、乳白色的乳液狀（見圖2）。然後向乳白色的乳液中滴加助乳化劑，同時輕微攪拌，不用劇烈攪拌，在某一時刻體系會由渾濁狀態突然變得清澈，透明，無色的均一體系（見圖3，4）。
Schulman法制備微乳液
儘管微乳液與普通的乳液有相似之處，即有O/W型和W/O型，但兩者有三點區別：
普通乳液的形成一般靠外界提供能量：如攪拌，超聲粉粹，膠體球磨處理。而微乳液的形成是自發的，不需要外界提供能量。
普通乳液是熱力學不穩定體系，而微乳液是熱力學穩定體系。前者在存放過程中易發生聚結而最終分為油、水兩相，而微乳液不會發生聚結。
粒徑不一樣。微乳液粒徑範圍：10~100nm 。
乳狀液、微乳液、膠束溶液比較：
體系性質
乳狀液
微乳液
膠束溶液
分散度
粗分散體系，質點>100nm，顯微鏡可見
質點10～100nm，顯微鏡不可見
<10nm，顯微鏡不可見
透光性
不透明
半透明到透明
一般透明
穩定性
不穩定，用離心機易於分離
穩定，用離心機亦不能使之分層
穩定，不能分層
表面活性劑用量
可少用，不一定加輔助表面活性劑
用量多，需加輔助表面活性劑
超過CMC所需量即可，但加溶油或水之量多時需多加
與油、水之混溶性
O/W型與油不混 溶，W/O型與水不混溶
與油水在一定範圍內可混溶
未達到加溶飽和量時，可溶解油或水
破乳
有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為破乳劑，將乳狀液中的分散相和分散介質分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。破乳劑的種類主要包括：陰離子、陽離子和非離子表面活性劑。
幾種破乳方式
（8）起泡作用
“泡”就是由液體薄膜包圍著氣體。即：氣體分散在液體中的一種分散體系。氣體是分散相，流體是分散介質。表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，這種表面活性劑稱為起泡劑（foaming agent）
利用表面活性劑發泡的效能可用來製造滅火劑。在泡沫滅火劑中表面活性劑主要作用是起泡和滅火。由於泡沫中所含水分的冷卻效果，以及在火苗表面上覆蓋的泡沫層，膠束膜或凝膠層，使火苗和氧隔絕而起到滅火作用。一般為高碳脂肪酸類或高碳醇類陰離子、非離子和兩性活性劑中選擇高起泡力的活性劑。為穩定泡沫，可新增十二烷醇等高碳醇、乙醇胺等氨基醇。用於製備泡沫塑膠；泡沫耐火材料；膨脹水泥等。
日常生活中常見的肥皂泡，實質上該肥皂泡的膜是肥皂（活性劑）分子的親水基向著內部、疏水基向著外部（空氣）排列，最後形成雙分子膜結構的結果。
泡沫生成的機理：如對錶面活性劑溶液進行機械攪拌，使空氣進入溶液中，從而被周圍的溶液包圍形成氣泡，此時疏水基伸向氣泡的內部，親水基向著液相的而形成吸附膜。氣泡由於溶液的浮力上升而達溶液的表面，最終逸出液麵便形成雙分子薄膜，如下圖所示。在形成泡沫的雙分子膜之間含有大量表面活性劑溶液。
泡沫生成模式圖
消泡
由表面活性劑產生的泡沫，可加入消泡劑來消泡。在實用上有些方面要求儘可能少產生泡沫，如在纖維的洗滌漂洗過程中，泡沫太多是不適宜的。
又如焦化、城市的廢水生化處理中，由於氨氮含量高，引起的泡沫影響泡沫操作。消泡是使其他物質進入雙分子定向膜，並破壞其力學平衡而達到破壞泡沫的方法。高碳醇、烴、動植物油等都是有效消泡物質。
泡沫的穩定性影響因素
（9）洗滌作用
從固體表面除掉汙物統稱為洗滌。洗滌中衣類的洗滌佔主要地位，但近年來對餐具、傢俱、建築物、飛機、車輛等的清洗也逐漸被重視起來。
來自生活環境的汙垢通常有：
油汙（包括排氣、排煙中的碳氫化合物）；
固體汙垢，以無機成分為主（如泥砂、煤煙塵和灰塵等）；
及其他汙垢（如奶漬、血漬、人汗漬等含有蛋白質的汙垢）。
洗滌去汙作用，是由於表面活性劑降低了表面張力而產生的潤溼、滲透、乳化、分散、增溶等多種作用綜合的結果。被沾汙物放入洗滌劑溶液中，先充分潤溼、滲透，使溶液進入被沾汙物內部，使汙垢容易脫落，然後洗滌劑把脫落下來的汙垢進行乳化，分散於溶液中，經清水反覆漂洗從而達到洗滌效果。
去汙作用與表面活性劑的全部效能有關，一個去汙好的表面活性劑，不能說它的各種效能都好，只能說是上述各種效能協同配合的結果。
影響洗滌的因素：
表面張力
表面活性劑在介面上的吸附狀態
表面活性劑的分子結構
乳化與起泡作用
增溶作用
黏附強度
①洗滌用的表面活性劑
Ａ．陰離子型
ａ．直鏈烷基苯磺酸鹽（LAS） 鹼金屬或鹼土金屬
ｂ．α—烯基磺酸鹽（AOS）
（R碳數為9~15）
ｃ．烷基硫酸鹽（AS）
（R碳數9~17）
ｄ．烷基聚氧乙烯硫酸鹽（AES）
（R碳數9~17，n=1～5）
ｅ．仲烷基磺酸鹽（SAS）
Ｂ．非離子型
ａ．烷基聚氧乙烯醚（APE）
ｂ．烷基酚聚氧乙烯醚（APPE） （op系列）
②非離子與陰離子兩類洗滌活性劑的比較
Ａ．非離子型表面活性劑的洗滌效能完全不受硬水的影響，對皮脂汙垢的去汙力良好，對合成纖維防止再汙染的能力強。它主要用於液體洗滌劑中。因為起泡和去汙差，所以有時與陰離子表面活性劑並用。
Ｂ．陰離子表面活性劑，廚房用洗滌劑主要洗滌物件是蔬菜、 水果及餐具。廚房用洗滌劑除去汙外，還必須不損傷蔬菜、 水果的外觀、色、香、味等，不損壞餐具， 且易於沖洗不殘留洗滌劑成分，而且無毒、不損傷面板。 因此用陰離子表面活性劑 LAS、AS、AES、AOS、SAS，主要是烷基鏈長平均約為C12的LAS和AES。其中AES的環氧乙烷加成數n約2—3。
（10）表面活性劑派生的性質及應用
表面活性劑除上述基本性質外，在工業中尚有些特殊的派生性質。
(1)柔軟平滑作用
纖維在加工過程中因摩擦產生起毛、斷裂或靜電，經吸附一層表面活性劑後，摩擦就發生在互相滑動的疏水基之間，並獲得柔軟效果。疏水基愈細長，滑動愈容易。帶有支鏈的烴或烷基苯均不適於作為柔軟平滑劑，疏水基碳原子數以16一18較為合適。親水基有陰、非、陽、兩性型，從降低靜摩擦係數能力看：按聚乙二醇型非離子、陽離子、多元醇型非離子依次增大。合成纖維大多使用陽離子型柔軟劑。對於紡織、紡絲等在強力高速下的摩擦則以降低動摩擦為主，選擇的親水基與上相反，即以聚乙二醇型非離子降低動摩擦能力為最大。
(2)抗靜電作用
［13］
纖維因摩擦而生電，抗靜電的方法一種是使用以表面活性劑為主要成分的纖維用抗靜電劑，對纖維進行表面處理。另一種是對原料聚合物進行改性，即採用共聚單體新增劑。不同種類表面活性劑抗靜電效果因各自不同的結構而有差別。其中以陽離子型、兩性型表面活性劑為優。其次是非離子型、陰離子型表面活性劑。但因纖維不同，每種表面活性劑的效果也有差別
［14］
。
(3)勻染作用
能使染料緩慢地與被染物接觸或能將深色區染料向淺色區移動達到勻染目的的表面活性劑稱為勻染劑。僅有將深色移向淺色的作用稱緩染或移染作用。勻染劑一般分為親纖維勻染劑和親染料勻染劑，前者與纖維的吸附親和性要比染料大，染色時染料只能跟在勻染劑後面追蹤，從而延長了染色時間而達到緩染，使纖維均勻染色；後者與染料有較大的親和力，故在染色過程中拉住染料，從而延長了染色時間而達到緩染效果。此外尚有移染效果。
(4)殺菌作用
表面活性劑中有些官能團能與蛋白質發生作用而具有殺菌性質。尤以陽離子型為主，其次為兩性型，殺菌機理是表面活性劑首先吸附於菌體，然後浸透菌體的細胞膜並破壞之。
(5)防水防油整理劑
不透氣型、透氣型兩種
