离子型表面活性剂胶团的结构为球形胶团,由内核、外壳和扩散双电层组成,离子型表面活性剂的内核由类似于液态烃疏水的碳氢链构成,其直径约l~2.8nm。由于邻近极性基-CH2- 带有一定的极性,内核的周围仍有部分水分子存在,因此胶团内核中还含有较多的渗透水,此时,这种-CH2- 基团并不完全是加入液态的碳氢链组成的内核,而是作为非液态胶团外壳的一部分。
胶团的外壳也称为胶团-水的“界面”或者表面相。 胶团的外壳并非指胶团与水的宏观界面,而是指胶团与单体水溶液之间的一层区域。对于离子型表面活性剂胶团,此外壳由胶团双电层的内层Stern层(或固定吸附层)组成,其厚约0.2~0.3nm。在胶团外壳中不仅有表面活性剂的离子头及固定的一部分反离子,而且由于离子的水化,胶团外壳还包括水化层。胶团的外壳并非一个光滑的面,而是一个“粗糙” 不平的面。这是由于表面活性剂单体分子的热运动,引起胶团外壳的波动所致。
在非水(油性) 介质中,油性分子占大多数,表面活性剂亲水基团在胶团内部构成极性基内核,而由疏水的碳氢链构成胶团的外壳,所形成的胶团与常规胶团相反,因此称之为反胶团,与之对应,在水中的胶束叫正胶团。图4 为表面活性剂在非水溶液中形成的反胶团模型。近年来反胶团被广泛用于纳米药物载体的合成和制备中,例如,亲水性药物的包覆。
所谓润湿即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象, 能增强这一取代能力的物质称为润湿剂。润湿一般分为三类:接触润湿——沾湿、浸入润湿——浸湿、铺展润湿——铺展。其中铺展是润湿的高标准, 常以铺展系数S作为体系之间润湿性能的指标。
此外, 接触角大小也是润湿好坏的判据使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中,有的也含有一定量的表面活性剂, 其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量,提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积,提高防病、治病效果。
在化妆品行业中,做为乳化剂是乳霜、乳液、 洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。