表面活性剂是降低两种液体之间、气体和液体之间或液体和固体之间的表面张力(或界面张力)的化合物。表面活性剂可用作清洁剂、润湿剂、乳化剂、发泡剂或分散剂。
表面活性剂通常是两亲性的有机化合物,这意味着它们同时包含疏水基团(它们的尾部)和亲水基团(它们的头部)。因此,表面活性剂既含有水不溶性(或油溶性)成分,又含有水溶性成分。表面活性剂会在水中扩散并在界面处吸附在水和油混合的情况下,空气和水之间或油和水之间的界面。水不溶性疏水基团可以延伸出主体水相、进入空气或进入油相,而水溶性头部基团保留在水相中。
表面活性剂吸附动力学对于实际应用非常重要,例如在发泡、乳化或涂层过程中,其中气泡或液滴迅速产生并需要稳定。吸收动力学取决于表面活性剂的扩散系数。随着界面的产生,吸附受到表面活性剂扩散到界面的限制。在某些情况下,表面活性剂的吸附或解吸可能存在能量屏障。如果这样的屏障限制了吸附速率,则动态被称为“动力学限制”。这种能量势垒可能是由于空间或静电排斥。表面流变学表面活性剂层的弹性和粘度对泡沫和乳液的稳定性起着重要作用。