Chất hoạt động bề mặt là hợp chất hoá học khi hoà tan trong một chất lỏng hay hấp thụ vào bề mặt rắn sẽ làm giảm sức căng bề mặt hoặc lực căng ở bề mặt tiếp xúc của chất lỏng hay vật liệu rắn đó.
Chất hoạt động bề mặt có phân tử gồm hai phần: Phần phân cực và phần không phân cực thờng là các hyđôcacbon chuỗi dài từ 14 đến 20 nguyên tử các bon ( nhóm kị nớc ).
III.1 Chất hoạt động bề mặt anion
Chất hoạt động bề mặt anion là những chất hoạt động bề mặt khi đợc hoà tan trong nớc thì cung cấp những ion mang điện tích âm và những ion này là nguyên nhân gây ra hoạt tính bề mặt, bao gồm:
- Các muối của những axit béo, gọi chung là xà phòng nh muối kiềm của axit béo, muối kim loại của axit béo, muối gốc hữu cơ của axit béo.
- Các muối sulfat của những axit béo: Đây là những chất hoạt động bề mặt đã đ- ợc sử dụng từ lâu và đợc dùng rộng rãi để làm gốc chế tạo các loại nớc gội đầu,, các chất tẩy rửa.
- Các dẫn xuất sulfonat: nh các chất sulfonat của dầu hoả, các chất lignosulfonat, các chất alkylarylsulfonat.
- Các chất hữu cơ có photpho: Công thức của những chất này hiện nay có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Các loại alkyl phốt phát là những chất đợc ứng dụng nhiều nhất làm chất nhũ hoá.
III.2 Chất hoạt động bề mặt cation
Chất hoạt động bề mặt cation là những chất hoạt động bề mặt tự ion hoá khi pha trong nớc để cung cấp những ion hữu cơ mang điện tích dơng và gây ra hoạt tính bề mặt.
Tuy chất hoạt động bề mặt cation đã đợc điều chế từ lâu nhng chỉ mới phát triển mạnh từ sau chiến tranh thế giới lần hai. Ngày nay chúng đợc phát triển mạnh trong nhiều lĩnh vực nh chống ăn mòn, tác nhân chuyển quặng, dùng làm chất nhũ hoá nhng nhất là chất làm mềm vải sợi. Lĩnh vực sử dụng của chúng đặc biệt là trên các cơ cấu mang điện tích âm. Ngoài một gốc hidrôcácbon phần lớn các phân tử này chứa một nguyên tử chất đạm nitơ mang điện tích dơng, có thể là những
chất hữu cơ hoặc là mạch hở hoặc là những chu kỳ phức tạp. Sự khác biệt này th- ờng dùng để làm một chỉ tiêu phân loại bao gồm:
- Các muối alkylamin: Các chất hoạt động bề mặt này đợc sử dụng nhiều nhất để làm mềm sợi vải.
- Các muối amôni bậc 4 alkyl: Các phân tử loại này có khả năng diệt khuẩn rất cao, vi vậy một số đợc dùng làm chất sát trùng .
- Các muối amôni bậc 4 có chu kỳ phức tạp: Ví dụ setylpyridin bromua và setylpyridinclorua.
- Các amin oxyt: Mặc dù là những chất hoạt động bề mặt cation, các chất này ở giới hạn của những chất không mang điện, vì vậy có thể giống với số chất hoạt động bề mặt anion. Các chất dẫn xuất của hoá dầu : Ngời ta phân loại các chất dẩn xuất của hoá dầu ngợc lại với bốn nhóm trên, ở đây vẫn là những chất amin và muối amoni bậc 4.
- Các chất dẫn xuất không có đạm: Đây là những phân tử có hoặc là một nguyên tử l huỳnh hoặc là một nguyên tử phốt pho mang điện tích dơng.
III.3 Các chất hoạt động bề mặt lỡng tính
Các hợp chất này cũng tơng tự nh các oxyt vừa có hiệu ứng kiềm vừa có hiệu ứng toan. Đây là những chất hoạt động bề mặt có hai hoặc nhiều nhóm chức năng và tuỳ theo những điều kiện của dung môi có thể ion hoá trong dung dịch nớc và trao cho hợp chất hoặc tính chất anion hoặc tính chất cation. Ngoài những chất đợc tổng hợp băng phơng pháp hoá học trong nhóm này còn có các axit amin trong các protein thực vật hay động vật bao gồm: Các dẫn xuất từ betan, các dẫn xuất từ imidazolin, các dẫn xuất của axit amin.
III.4 Các chất hoạt động bề mặt không ion
Các chất này có thể hoà tan đợc vào trong nớc do trong thành phần của chúng có những nhóm hoạt động rất háo nớc, ở bất cứ pH nào chúng đều có thể tác dụng với các chất hoạt động bề mặt ion. Có thể phân chúng theo kiểu liên hệ giữa các nhóm háo dầu và háo nớc. Chúng có những kiểu liên hệ sau: Liên hệ kiểu este,
liêu hệ kiểu ete,liên hệ kiểu amit...Ngoài ra còn có một số chất hoạt động bề mặt không ion nữa nh nhựa đa phân tử alkylen oxyt, polyoxyetylen.