香皂的工作原理主要基於其化學成分和結構,以及它們與水相互作用的方式。
香皂的主要成分是高級脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽,這些分子中包含一個憎水的烴基和一個親水的羧酸根。當香皂與水接觸時,其分子會重新排列,使得親水部分(羧酸根)指向水,而憎水部分(烴基)遠離水。這導致香皂分子在水中形成膠束,降低了水的表面張力。
當香皂與油污接觸時,憎水部分會插入油污中,而親水部分則朝向水面,形成穩定的乳濁液。這種乳濁液有助於將油污從其附著物(如纖維)中分離出來,並使油污更容易被水沖洗掉。
此外,香皂分子的特殊結構使其同時具有「親水基」和「親油基」。當肥皂溶解在水中時,「親油基」會被拉引向任何皮毛或纖維上的小塊灰塵、污垢,形成所謂的「微胞」。同時,「親水基」也會被水牽引,因為二者是連線在一起的。強大的「親水基」藉助水的力量,把已經減弱了、縮小了的「親油基」形成的「微胞」強行帶走,從而完成了清潔的過程。