表面活性劑是指能使目標(biāo)溶液表面張力顯著下降的物質(zhì)，具有乳化、潤(rùn)濕、增溶、起泡等作用，詳情如下。

1.乳化作用
表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對(duì)油或水的綜合親合力。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將表面活性劑的HLB值范圍限定在0-40，非離子型的HLB值在0-20。
混合加和性:HLB=（HLBa Wa+HLBb/Wb）/（Wa+Wb）
理論計(jì)算:HLB=∑（親水基團(tuán)HLB值）+∑（親油基團(tuán)HLB）-7 HLB:3-8
W/O型乳化劑:Tween；一價(jià)皂 HLB:8-16
O/W型乳化劑:Span；二價(jià)皂
一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的粗分散體系稱為乳狀液。要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的水包油乳狀液(O/W)，或以油為連續(xù)相的油包水乳狀液(W/O)。有時(shí)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(zhì)分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。

2.潤(rùn)濕作用 要求：HLB:7-9
所謂潤(rùn)濕即固體表面吸附的氣體為液體所取代的現(xiàn)象，能增強(qiáng)這一取代能力的物質(zhì)稱為潤(rùn)濕劑。潤(rùn)濕一般分為三類：接觸潤(rùn)濕-沾濕、浸入潤(rùn)濕-浸濕、鋪展?jié)櫇?鋪展。其中鋪展是潤(rùn)濕的最高標(biāo)準(zhǔn), 常以鋪展系數(shù)作為體系之間潤(rùn)濕性能的指標(biāo)。
此外，接觸角大小也是潤(rùn)濕好壞的判據(jù)，使用表面活性劑可以控制液、固之間的潤(rùn)濕程度。
在化妝品行業(yè)中，做為乳化劑是乳霜、乳液、潔面、卸妝等護(hù)膚產(chǎn)品中不可或缺的成分。

3.助懸作用
表面活性劑用于礦石的浮選，就是運(yùn)用助浮作用。攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集表面，收集并滅泡濃縮，從而達(dá)到了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時(shí)清除。當(dāng)?shù)V砂表面有5%被捕集劑覆蓋時(shí)，就使表面產(chǎn)生憎水性，它會(huì)附在氣泡上一起升到液面，便于收集。選擇合適的捕集劑，使它的親水基團(tuán)只吸在礦砂的表面，憎水基朝向水。

4.起泡和消泡作用
有的表面活性劑和水可以形成一定強(qiáng)度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為起泡劑。有時(shí)要使用消泡劑，在制糖過(guò)程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧?qiáng)度，消除氣泡，防止事故。

5.去垢、洗滌作用
去除油脂污垢是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，它與上面提到的潤(rùn)濕、起泡等作用均有關(guān)。洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對(duì)被清洗物體的潤(rùn)濕作用，又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面不被再次污染等功能。其中作為主要成分的表面活性劑的去污過(guò)程是：水的表面張力大，對(duì)油污潤(rùn)濕性能差，不容易把油污洗掉。加入表面活性劑后，憎水基團(tuán)朝向織物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。污垢懸在水中或隨泡沫浮到水面后被去除，潔凈表面被表面活性劑分子占領(lǐng)。
最后要說(shuō)明的是，表面活性劑起作用，并不單單是因?yàn)槟骋环矫娴淖饔?，很多情況下是多種因素共同作用。如在造紙工業(yè)中可以用作蒸煮劑、廢紙脫墨劑、施膠劑、樹脂障礙控制劑、消泡劑、柔軟劑、抗靜電劑、阻垢劑、軟化劑、除油劑、殺菌滅藻劑、緩蝕劑等。

6.殺菌作用
作為殺菌劑使用，其殺菌作用歸結(jié)于它們與細(xì)菌生物膜蛋白質(zhì)的強(qiáng)烈相互作用使之變性或失去功能。

7.膠束與增溶作用 要求:C>CMC（HLB13~18）
表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。當(dāng)其濃度高于CMC值時(shí)，表面活性劑的排列成球狀、棒狀、束狀、層狀/板狀等結(jié)構(gòu)。
增溶體系為熱力學(xué)平衡體系；CMC越低、締合數(shù)越大，增溶量（MAC）就越高；溫度對(duì)增溶的影響：溫度影響膠束的形成，影響增溶質(zhì)的溶解，影響表面活性劑的溶解度 離子型表面活性劑的溶解度隨溫度增加而急劇增大這一溫度稱為Krafft點(diǎn)，Krafft點(diǎn)越高，其臨界膠束濃度越小。
對(duì)于聚氧乙烯型非離子表面活性劑，溫度升高到一定程度時(shí)，溶解度急劇下降并析出，溶液出現(xiàn)混濁，這一現(xiàn)象稱為起曇，此溫度稱為曇點(diǎn)。在聚氧乙烯鏈相同時(shí)，碳?xì)滏溤介L(zhǎng)，濁點(diǎn)越低；在碳?xì)滏溝嗤瑫r(shí)，聚氧乙烯鏈越長(zhǎng)則濁點(diǎn)越高。
非極性有機(jī)物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。經(jīng)X射線衍射證實(shí)，增溶后各種膠束都有不同程度的增大，而整個(gè)溶液的的依數(shù)性變化不大。
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，多余的分子在體相內(nèi)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。
這時(shí)溶液性質(zhì)與理想性質(zhì)發(fā)生偏離，在表面張力對(duì)濃度繪制的曲線上會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而體相中的膠束不斷增多、增大。
表面活性劑在溶液中分散，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，表面活性劑分子會(huì)從單體(單個(gè)離子或分子)締合成為膠態(tài)聚集物，形成膠團(tuán)。溶液性質(zhì)隨之發(fā)生突變，此時(shí)的濃度，即形成膠團(tuán)時(shí)的濃度，稱為臨界膠團(tuán)濃度(critical micelle concentration，簡(jiǎn)寫為CMC)，表面活性劑形成膠團(tuán)的過(guò)程稱為膠團(tuán)化作用。
表面活性劑隨水溶液的濃度變化在溶液中形成膠團(tuán)有一個(gè)變化的過(guò)程，溶液中表面活性劑濃度極低時(shí)即極稀溶液時(shí)，空氣和水幾乎是直接接觸著，水的表面張力下降不多，接近純水狀態(tài)，水中只有不多的表面活性劑分子，當(dāng)稍微增加表面活性劑的濃度時(shí)，表面活性劑分子就會(huì)很快聚集到水面，其對(duì)水的遮蓋使水和空氣的接觸減少，溶液的表面張力急劇下降。而在水中的表面活性劑有一部分聚集在一起，這些表面活性劑的憎水基互相靠在一起，開始形成小膠團(tuán)，隨著表面活性劑濃度逐漸增加，當(dāng)表面活性劑的溶液達(dá)到飽和吸附時(shí)，液面開始形成緊密排列的單分子膜。當(dāng)溶液的濃度達(dá)到表面活性劑的膠團(tuán)濃度時(shí)，溶液的表面張力降至最低值。如果在溶液的濃度達(dá)到臨界膠團(tuán)濃度之后，再繼續(xù)增加表面活性劑，雖然溶液的濃度增加，但溶液的表面張力幾乎不再下降，此時(shí)溶液中的膠團(tuán)數(shù)目和聚集數(shù)增加，溶液體系是由膠團(tuán)組成的，納米粉體合成所利用的微反應(yīng)器就是此時(shí)的膠團(tuán)，然后體系漸漸向形成液晶狀態(tài)變化。表面活性劑的水溶液在濃度達(dá)到CMC時(shí)，表面活性劑會(huì)隨其濃度的增加形成膠團(tuán)，這一現(xiàn)象體現(xiàn)在表面活性劑的表面張力與濃度曲線(r-1gc曲線)上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，而溶液的其他物理化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)非理想性。
對(duì)于離子型表面活性劑，其形成的膠團(tuán)帶有較高的電荷，由于靜電引力的作用，在膠團(tuán)周圍會(huì)吸引一些反離子，使一部分正、負(fù)電荷互相抵消。但在膠團(tuán)形成高電荷后，反離子形成的離子霧的阻滯力大大增加，利用這一點(diǎn)可以調(diào)整納米粉體的分散性。由于這兩個(gè)原因，使得溶液的當(dāng)量電導(dǎo)在CMC之后隨濃度的增加迅速下降，因此，該點(diǎn)也被用于測(cè)量表面活性劑的臨界膠束濃度。
離子型表面活性劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)為球形膠團(tuán)，由內(nèi)核、外殼和擴(kuò)散雙電層組成，離子型表面活性劑的內(nèi)核由類似于液態(tài)烴疏水的碳?xì)滏湗?gòu)成，其直徑約l~2.8nm。由于鄰近極性基-CH2-帶有一定的極性，內(nèi)核的周圍仍有部分水分子存在，因此膠團(tuán)內(nèi)核中還含有較多的滲透水，此時(shí)，這種-CH2-基團(tuán)并不完全是加入液態(tài)的碳?xì)滏溄M成的內(nèi)核，而是作為非液態(tài)膠團(tuán)外殼的一部分。
膠團(tuán)的外殼也稱為膠團(tuán)-水的“界面”或者表面相。膠團(tuán)的外殼并非指膠團(tuán)與水的宏觀界面，而是指膠團(tuán)與單體水溶液之間的一層區(qū)域。對(duì)于離子型表面活性劑膠團(tuán)，此外殼由膠團(tuán)雙電層的最內(nèi)層Stern層(或固定吸附層)組成，其厚約0.2~0.3nm。在膠團(tuán)外殼中不僅有表面活性劑的離子頭及固定的一部分反離子，而且由于離子的水化，膠團(tuán)外殼還包括水化層。膠團(tuán)的外殼并非一個(gè)光滑的面，而是一個(gè)“粗糙”不平的面。這是由于表面活性劑單體分子的熱運(yùn)動(dòng)，引起膠團(tuán)外殼的波動(dòng)所致。
在非水(油性)介質(zhì)中，油性分子占大多數(shù)，表面活性劑親水基團(tuán)在膠團(tuán)內(nèi)部構(gòu)成極性基內(nèi)核，而由疏水的碳?xì)滏湗?gòu)成膠團(tuán)的外殼，所形成的膠團(tuán)與常規(guī)膠團(tuán)相反，因此稱之為反膠團(tuán)，與之對(duì)應(yīng)，在水中的膠束叫正膠團(tuán)。