表面活性劑隨水溶液的濃度變化在溶液中形成膠團(tuán)有一個變化的過程,溶液中表面活性劑濃度極低時即極稀溶液時,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,表面活性劑分子就會很快聚集到水面,其對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,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,溶液的表面張力降至低值。
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, 表面活性劑會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,而溶液的其他物理化學(xué)性質(zhì)出現(xiàn)非理想性。
對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,利用這一點可以調(diào)整納米粉體的分散性。由于這兩個原因,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, 該點也被用于測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,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。 ?