原則上講,凡是能降低表面張力的物質都具有表面活性。而表面活性劑則是指能顯著降低溶劑(一般為水)表面張力和液-液界面張力并具有一定結構、親水親油特性和特殊吸附性能的物質。表面活性劑具有親水親油的特性,易于吸附、定向于物質表面(界面),而表現(xiàn)出能降低表面(界面)張力、滲透、潤濕、乳化、分散、增溶、發(fā)泡、消泡、洗滌、殺菌、潤滑、柔軟、拒水、抗靜電、防腐、防銹等一系列性能。
表面活性劑用途廣泛,涉及方方面面。從合成洗滌劑、化妝品、食品工業(yè),乃至紡織工業(yè)、皮革工業(yè)、橡膠、塑料工業(yè)、土木建筑業(yè)、涂料、油墨工業(yè)、金屬加工工業(yè)、石油、燃料工業(yè)、采礦業(yè)、煤炭工業(yè)、造紙工業(yè)、農林業(yè)以及醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護等部門都廣泛使用表面活性劑,以改進生產工藝、提高產品質量、增加產量、降低消耗、節(jié)約能源、提高生產效率及改善生產環(huán)境等。
從結構看,所有的表面活性劑都是由極性的親水基和非極性的親油基兩部分組成。親水基與水分子作用,使表面活性劑分子引入水;而親油基與水分子相排斥,與非極性或弱極性溶劑分子作用,使表面活性劑分子引入油(溶劑)。表面活性劑分子的親油基一般是由烴基構成的,而親水基則由各種極性基團組成,種類繁多。因此,表面活性劑在性質上的差異,除與烴基的大小和形狀有關外,主要與親水基團的類型有關。親水基團在種類和結構上的改變遠比親油基團的改變對表面活性劑性質的影響要大,所以,表面活性劑一般以親水基團的結構為依據(jù)來分類。按親水基是否荷電將表面活性劑分為離子型和非離子型兩大類。離子型表面活性劑的分子在水中能電離,形成帶正電荷、帶負電荷或者同時既帶正電荷又帶負電荷的離子。帶正電荷的稱為陽離子表面活性劑;帶負電荷的稱為陰離子表面活性劑。既帶正電荷又帶負電荷的則稱為兩性表面活性劑。非離子型表面活性劑分子在水中不電離,呈電中性。
表面活性劑的相對分子質量一般為幾百至幾千,而幾千至幾萬以上的則稱為高分子表面活性劑。表面活性劑有的是從天然物質提取制得的,有的是化學合成制備的,前者稱為天然表面活性劑(以區(qū)別于后者)。此外,還有在疏水基上氫為氟取代的氟碳類表面活性劑,聚硅氧烷類的硅氧烷類表面活性劑,含鈦的特種金屬表面活性劑以及冠醚類表面活性劑。這些表面活性劑均有其獨特的性能,故統(tǒng)稱為特種表面活性劑。