表面活性剂的许多实际应用都依赖于其在表面上的吸附特性。例如它的起泡和消泡作用、润湿和铺展作用及雾化作用等。表面活性剂在这些作用中主要有两方面的贡献：一是减小液体的表面张力，减小气-液界面扩张时所需的功，使该过程容易进行；二是形成表面活性剂分子吸附层（adsorption layer），或称作吸附膜（adsorption film）、单分子膜（monolayer）。由于吸附层中分子基团间的横向相互作用，使得表面膜具有一定的强度，能够承受一定的外力而不被破坏，从而对所形成的气-液界面起到稳定作用。因此，表面活性剂溶液的功能大多依赖于它降低表面张力的能力和所形成表面膜的强度。

1.降低表面张力的能力

表面活性剂在水溶液表面吸附的过程也是溶液表面最外层化学组成变化的过程，是以非极性基团逐步代替水分子的过程。表面活性剂降低水表面张力的能力就在于它能以什么样的基团来代替水和能取代到何种程度。因此，表面活性剂疏水基的化学组成，特别是它的末端基团的组成，和它的最大吸附量是影响其降低表面张力能力的主要因素。表面活性剂降低水表面张力的能力，可用其临界胶束浓度所对应的表面压πCMC或溶液表面张力ГCMC来表示。πCMC越大或ГCMC越小，降低水表面张力的能力就越强。影响此能力的因素包括：表面活性剂类型、疏水基的化学成分、疏水基链长及疏水基支链等，下面分别加以简述。

2.表面活性剂离子类型的影响

疏水基相同时，离子型表面活性剂与非离子表面活性剂相比，其ГCMC值总是较大，特别是极性基团大小相近的，例如n-C10H21SO4Na与n-C10H21SOCH3，差别更为明显，参见表2-8。

表2-8 表面活性剂类型与减小表面张力的能力

表面活性剂疏水基的影响 疏水基的化学成分不同、长度不同或结构不同都会影响表面活性剂降低水表面张力的能力。碳氟链表面活性剂的ГCMC明显低于碳氢链表面活性剂；疏水链越长，ΓCMC越小；对于同分异构体的疏水基，支链越多，ГCMC越小，见表2-9、表2-10和表2-11。

表2-9 疏水基的化学组成对ГCMC的影响(www.daowen.com)

表2-10 疏水基链长对ГCMC的影响

表2-11 疏水基支链对ГCMC的影响

从表中数据可以看出，表面活性剂减小水表面张力的能力，主要取决于其所形成的单分子膜最外层的原子或原子团。对分子间相互作用贡献大的原子或原子团占据表面，ГCMC就较高；反之，ГCMC较低。一般说来，最外层带有极性基团比带有非极性基团的表面张力大。非极性基团对减小表面张力能力的贡献依次为

—CF3＞—CF2—＞—CH3＞—CH2—＞—CH＝CH—

3.表面活性剂在水溶液表面的吸附与界面稳定性

表面活性剂在溶液表面的吸附显著减小了表面张力，使得表面分子处于更低的能级水平，因而也更趋于稳定。首先，由于液体分子与表面分子之间的吸引力减小，便削弱了液体收缩使表面分子进入体相的趋势，同时减小了Laplace压差及因此而产生的泡膜向边界排液、变薄的推动力，从而利于液膜和有关分散体系的稳定性。其次，离子型表面活性剂吸附层带电，使液膜两表面间产生电性排斥，而不易于接近。聚氧乙烯型非离子表面活性剂吸附层带有较厚的亲水基层，对液膜两表面接近产生空间阻碍作用。这两种作用都抑制液膜因排液、变薄而走向破裂的过程。再次，表面活性剂吸附层中分子的疏水基之间（有时在亲水基之间）存在侧向相互作用，这使吸附层具有一定强度，使液膜能承受适当外力而不致破裂。另外，存在吸附层时，外力使液面局部变形导致吸附量和表面压分布不均匀，吸附分子将自发地从密度大处流向密度小处，并产生表面波动，以致形成波纹或旋涡，这种现象称为Marangoni效应，如图2-23所示，它往往发生在吸附的初始阶段，且持续时间很短，是修复液膜变形、损伤的有效机制，对分散体系的稳定性至关重要。

图2-23 Marangoni效应致波纹形成示意图