在水中的表面活性剂低浓度时呈分子状态,分散在水中;当浓度逐渐增大到一定程度时,许多表面活性剂分子立刻结合成大基团,形成“胶束”,表面活性剂在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度,即CMC。
表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构,亲水基团使分子有进入水的趋向,而憎水基团则竭力阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移,有逃逸水相的倾向,而这两倾向平衡的结果使表面活性剂在水表的富集,亲水基伸向水中,憎水基伸向空气,其结果是水表面好像被一层非极性的碳氢链所覆盖,从而导致水的表面张力下降。
表面活性剂在界面富集吸附一般的单分子层,当表面吸附达到饱和时,表面活性剂分子不能在表面继续富集,而憎水基的疏水作用仍竭力促使基分子逃离水环境,于是表面活性剂分子则在浓液内部自聚,即疏水基在一起形成内核,亲水基朝外与水接触,形成最简单的胶团。
当溶液达到临界胶束浓度时,溶液的表面张力降至最低值,此时再提高表面活性剂浓度,溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团,此时溶液的表面张力就是该表面活性剂能达到的最小表面张力。