1. 膠束結構（Micelle Structure）

膠束是由表面活性劑分子（如洗衣劑中的SLES或SLS）在溶液中自發形成的一種分子聚集體。表面活性劑分子具有兩個部分：

• 親水頭部（hydrophilic head）：這部分通常帶有極性，容易與水分子相互作用。
• 疏水尾部（hydrophobic tail）：這部分是非極性的碳氫鏈，傾向於避開水。

當表面活性劑溶解在水中時，疏水尾部不喜歡與水接觸，因而會聚集在一起，形成膠束。在膠束中，疏水尾部向內集中，親水頭部則指向外，與水接觸，這種結構可以降低溶液的表面張力，同時也形成了穩定的膠束。

膠束的作用：

• 清潔作用：膠束結構能有效吸附油脂和其他疏水性污垢，將這些污垢包圍在疏水尾部內部，然後隨著水沖洗掉。這是洗滌劑去污的基本原理。
• 增稠作用：膠束的形成和聚集會改變溶液的流變特性（黏度），特別是在溶液中加入適量的電解質（如氯化鈉）後，膠束可能會從球狀變為棒狀或線狀，從而增強黏度。

2. 臨界膠束濃度（CMC, Critical Micelle Concentration）

CMC 是指當表面活性劑在溶液中的濃度達到某一臨界值時，表面活性劑分子開始自發地聚集形成膠束的最低濃度。在此濃度之前，表面活性劑分子會分散在水中，並且會降低表面張力（即提高水的潤濕和去污能力），但是不會形成膠束。當表面活性劑濃度超過CMC時，多餘的表面活性劑分子會開始聚集形成膠束。

CMC的作用和影響：

• 清潔效率：一旦表面活性劑濃度超過CMC，膠束的形成會顯著提高洗滌劑去除油脂污垢的能力，因為膠束能將疏水性污垢包裹起來。隨著表面活性劑濃度繼續升高，溶液中膠束的數量也會增加，從而提高去污能力。
• 表面張力的變化：當表面活性劑濃度達到CMC後，溶液的表面張力下降會趨於平穩，這表明表面活性劑分子已經達到飽和，並且不再顯著影響表面張力。
• 增稠效應：在CMC點附近或超過CMC時，膠束結構會顯著改變溶液的黏度。隨著膠束數量的增加，膠束之間的相互作用會增強，這會導致溶液變得更黏稠。電解質（如氯化鈉）的加入可以進一步增強這種效應，這是因為電解質能減少表面活性劑分子間的靜電排斥力，使更多膠束形成更穩定且增稠的結構。

3. 膠束形成的條件與影響因素

膠束的形成取決於多個因素，包括：

• 表面活性劑的種類：不同的表面活性劑具有不同的CMC值。陰離子表面活性劑（如SLES、SLS）的CMC通常較低，這意味著它們在相對較低濃度時就能形成膠束。
• 溫度：溫度升高通常會降低CMC，這意味著在高溫下表面活性劑更容易形成膠束，這對於熱水洗滌特別有效。
• 添加劑（如電解質）：如氯化鈉的加入能夠降低CMC，促進膠束的形成，並且能改變膠束的結構（從球狀變為棒狀或線狀），從而增強溶液的黏度和去污效果。

4. 膠束和CMC在洗衣劑中的應用

• 增強去污能力：在洗衣劑配方中，表面活性劑的濃度通常設計為高於CMC，這樣可以確保膠束能夠有效吸附和清除污漬。同時，加入適量的電解質（如氯化鈉）也有助於提高膠束的穩定性和去污效率。
• 控制黏度：為了調節洗衣劑的黏度，配方設計師可以根據CMC的理論來調整表面活性劑和電解質的比例，從而達到理想的質地和使用體驗。過高的表面活性劑濃度可能會導致溶液過於黏稠，而過低的濃度則可能無法形成足夠的膠束，導致去污效果不佳。

總結：

• 膠束結構 是表面活性劑分子在水中自發聚集形成的分子團，這些結構能夠有效吸附疏水性污漬，是洗滌劑去污的重要機制。
• 臨界膠束濃度（CMC） 是表面活性劑開始形成膠束的最低濃度。在洗衣劑配方中，表面活性劑的濃度通常被設計為高於CMC，以確保膠束的形成並增強去污能力。
• 電解質（如氯化鈉） 可以降低CMC，促進膠束的形成，同時也能通過改變膠束的形狀來增加溶液的黏度。