聚合物乳液的性能指标及其意义
乳液聚合中乳胶粒粒径大小的影响因素
乳液聚合中乳胶粒粒径大小的影响因素概述乳液聚合中，乳胶粒子的直径大小及其分布是表征聚合物乳液的重要指标之一。
目前分子设计中的核心体现在乳液聚合中乳胶粒大小及分布的控制上。
粒径大小不同的乳液有不同的应用价值，如微乳液，粒径在 10~100nm 之间，是理想的小粒径、单分散聚合物颗粒的合成介质，在食品、医药、透明材料的填料等领域都有广泛的应用；大粒径(即微米级)、单分散、具有不同颗粒形态和表面特征的聚合物微球已经应用到高档涂料、粘合剂、浸渍剂、化妆品等科学技术领域，尤其是应用到高分子、生物医学和临床医学等高新技术领域中，成为不可缺少的材料和工作物质。
影响乳胶粒粒径大小有以下各种因素。
1乳化剂的影响在乳液聚合中，乳液稳定是因为分界面上亲水基团的存在，这种基团为残留的引发剂、共聚单体，大部分是被吸附的乳化剂。
乳化剂作为乳液聚合体系中关键组分之一，它的组成、结构与性能直接影响最终乳液体系的稳定性、粒径大小及分布。
乳化剂用量越大，形成的胶束就越多，乳胶粒也越多，乳胶粒粒径就越小。
随着乳化剂用量增加，乳液聚合转化率提高，乳胶粒粒径减小。
在乳液聚合中，阴离子乳化剂因其能使乳胶粒子外层具有静电荷，防止离子聚集，使乳液的机械稳定性好，在工业中应用最广泛。
而阳离子型乳化剂中胺类化合物具有阻聚作用，且易被过氧化物引发剂氧化而发生副反应，因此阳离子乳化剂的应用较少。
非离子型乳化剂不怕硬水，化学稳定性好。
一般而言，单纯用非离子型乳化剂进行乳液聚合反应，反应速率低于阴离子乳化剂参加的反应，且生产出的乳胶粒子粒径较大，涂膜光泽差。
与非离子型乳化剂相比，由于乳化剂离子带电荷，同时还会产生一定程度的水化作用，在乳胶粒子间静电斥力和水化层的空间位阻的双重作用下可使聚合物乳液更稳定，另一方面离子型乳化剂比非离子型乳化剂相对分子质量小得多，加入质量相同的乳化剂时，离子型乳化剂所产生的胶束数目多，成核几率大，会生成更多的乳胶粒，聚合反应速率大，合成的乳胶粒径小。
合成树脂乳液的主要指标
合成树脂乳液的主要指标合成树脂乳液是一种常见的胶体体系，由水性树脂、表面活性剂、分散剂、稳定剂等组成。
它具有良好的分散性、稳定性和可润湿性。
树脂乳液被广泛应用于涂料、胶黏剂、纸张、纺织品、皮革、胶乳浆料等不同领域中，因此其主要指标对产品的质量和性能非常重要。
1.固含量：固含量是指树脂乳液中固体部分的含量，一般以百分比表示。
较高的固含量意味着乳液中含有更多的树脂，可以提高涂层的附着力和硬度，并且减少乳液的用量。
2.粒径分布：粒径分布是指树脂颗粒在乳液中的尺寸分布情况。
较小的颗粒可以提高乳液的分散性和稳定性，并且有利于形成均匀、光滑的涂膜。
3.粘度：粘度是指树脂乳液的黏稠程度，通常以毫帕秒(mPa·s)表示。
适当的粘度可以使乳液在涂覆过程中流动性适中，易于操作和涂覆。
而高粘度可能导致涂层粗糙、不均匀。
4.pH值：pH值是指树脂乳液中酸碱程度的指示。
适当的pH值可以提高树脂乳液的稳定性，有利于乳液的保存和使用。
5.储存稳定性：储存稳定性是指树脂乳液在储存期间的稳定性。
乳液应具有良好的储存稳定性，不易发生相分离、沉淀和乳化失效等现象。
6.附着力：附着力是指树脂乳液涂层与基材之间的粘合强度。
良好的附着力可以使涂层在使用中不易剥离和破损。
7.耐水性：耐水性是指树脂乳液涂层在潮湿环境下的抗水性能。
良好的耐水性可以提高涂层的耐久性和稳定性。
8.透明性：透明性是指树脂乳液涂层的透明程度。
透明乳液可作为透明涂料使用，而不透明乳液可以用于颜料的分散。
9.干燥时间：干燥时间是指树脂乳液涂层从涂刷到完全干燥所需要的时间。
较短的干燥时间可以提高工作效率，缩短涂装周期。
10.抗刮擦性：抗刮擦性是指涂层在受到刮擦或磨损时的抵抗能力。
优秀的抗刮擦性可以提高涂层的耐久性和维持良好的观感。
以上是合成树脂乳液的主要指标。
在实际应用中，根据具体要求进行控制和检测，以确保产品的质量和性能。
聚合物乳液防水涂料的性能研究
聚合物乳液防水涂料的性能研究摘要：建筑物渗漏问题是影响建筑物结构使用寿命的关键因素，会给人们带来人身及财产上的损害。
JS防水涂料具备涂膜强度搞，韧性高，耐久性，良好的抗老化性能，防水性，施工便捷及成本低等优点，能有效解决这一问题。
本文使用不同聚合物乳液，粉料的种类和用量，通过测试拉伸强度和断裂延伸率来研究JS防水涂料的性能影响。
关键词：JS防水涂料；影响因素；拉伸性能；聚合物乳液JS防水涂料是一种以聚合物乳液与各种添加物组成的有机液体，和水泥，各种添加剂与无机填料组成的无机粉料，按合理的比例复合组成的双组分水性防水涂料。
JS防水涂料涂覆后，乳液中部分水分挥发，高分子粒子脱水粘连形成连续的弹性薄膜；同时粉料中的水泥发生水化反应，粉料中的无机胶凝材料与乳液水分挥发形成弹性薄膜共同组成互穿网络的防水涂膜结构。
本文综合研究了聚合物乳液，添加剂以及凝胶材料对其性能的影响研究。
1 实验部分1.1实验原材料表1 各乳液的主要技术指标P.O.42.5 普通硅酸盐水泥，冀东水泥；1.2 聚合物水泥防水涂料的制备固定水泥质量为100份，重钙质量为50份，消泡剂质量为聚合物乳液质量的4%，通过改变聚合物乳液的用量来调整聚灰比。
1.3 拉伸性能测试采用美特斯工业系统（中国）有限公司生产的CMT6104电子万能实验机测试，将制备好的涂料，按照GB/T23445-2009中的要求进行涂覆养护，然后按照GB/T16777-2008中的要求，对其拉伸性能进行测试。
2 结果与讨论2.1 聚合物乳液类型对JS防水涂料的拉伸性能的影响图1 石粉XRD图谱通过X射线衍射分析方法，分析了本文中所用石粉的矿物组成，从图1 可以看到，石粉的主要成分为CaCO3，即矿物结晶度较高的方解石，此外含有少量的石英。
2.2 石粉目数对防水涂料力学性能影响固定乳液与粉料的质量比为1:2.5，粉料中石粉、水泥、沙子三者的质量比为1:1.5:1.5，其中石粉分别采用100目、200目、325目、400目进行实验。
聚合物乳液的性能指标及其意义
指乳液所含的不挥发物的总量，一般 用不挥发物的质量分数表示，或者用 体积分数表示
乳液中真正能够起到防水作用的 是其中的固体物质。因而在相冋 产品售价的情况下，乳液的固体 含量越咼，生产涂料时的晨报越 低。另外，乳液的不挥发物量越 高，生产相同固体含量的涂料时 越易于生产操作
粒径
指乳液中聚合物颗粒的直径。乳液的 粒径一般在0.1'〜10卩m范围内
乳液在用于涂料的生产时，由于 水、颜料、填料中不可避免地会 有钙离子存在，在施工时还可能 会受到基层中存在的钙离子的作 用，因而乳液具有抵抗其中钙离 子作用而不破乳是其必需性能。
残余单体总和
指乳液中没有参与反应而仍以游离态 存在的单体的总量
残余单体含量高，导致乳液的单 体耗用量高，对乳液的储存稳定 性也会产生不良影响。此外，残 余单体挥发，对环境和健康产生 不良影响
储存稳定性
在规定的条件下，乳液抵抗其存放后 可能产生的异味、增稠、结皮、沉底、 结块等性能变化的能力
乳液及其所制成的涂料产品，从 生产到使用都需要经受一定储存 期，该性能若不良，则直接影响 其使用
稀释稳定性
乳液承受加水稀释而不破坏的能力
涂料生产时鉴于工艺的需要，一 般都要受到稀释作用，在施工时 也可能还需要解释。因而，鉴于 使用要求，乳液必须具有一定的 稀释稳定性。
乳液的粒径对乳液的性能和涂膜 的性能都有直接或间接的影响。
一般来说，乳液的粒径细，其黏 结强度、光泽等相对提高，对基 层的渗透性增强
黏度
物体对于流动所具有的内部阻力，分 动力黏度、运动黏度和表观黏度等多 种。运动黏度是对液体所施加的剪切 力与流层方向的速度梯度的比值，单 位为帕•秒（Pa•s）;运动黏度是动 力黏度与液体的密度之比
聚合物乳液
聚合物乳液关于聚合物乳液防水涂料的性能及应用研究摘要：防水涂料在我国建筑行业的投资成递增的趋势。
并且近年来, 我国防水涂料的研制取得很大的进步, 并不断由溶剂型向乳液型和反应型, 由低档向高弹性、高耐久性、功能性的方向发展，大力研究开发和推广高性能、高耐侯、环保型和多功能防水涂料, 重点发展环保型聚氨脂、丙烯酸、橡胶改性沥青和水泥基渗透结晶型防水涂料。
本文对聚合物乳液型防水涂料一一聚合物乳液建筑防水涂料与聚合物水泥防水涂料的性能及其应用进行了分析研究，探讨其防水机理、影响性能的因素及其合适使用场所关键词: 聚合物乳液型防水涂料；性能；应用。
Study of Performance and Application ofPolymer Emulsion Type W aterproofCoatingAbstract：Waterproof coating in our country, increasing investment of the construction industry into a trend. And in recent years, the development of waterproof coating in China have made great progress, and constantly from the solvent to the emulsion type and reaction type, from low to high elasticity, high durability, functionality in the direction of the development, research, development, and vigorously promote high performance, high corrosion resistance, environmental protection and multi-functional waterproof coatings, focusing on environmental protection polyurethane, acrylic, rubber modified asphalt and cement-based permeable crystallization type waterproof coating. Study of performance and application of polymer emulsion type waterproof coating—polymer emulsion architectural watel’proof coating and polymer modified cementitious waterproof coating discuss their warterprooi theory、factors efecting on performance and their fit application place．Key W ords：polymer emulsion type waterpmof coating；performance；application．目录聚合物乳液 (1)关于聚合物乳液防水涂料的性能及应用研究 (1)Study of Performance and Application of Polymer Emulsion Type W aterproof Coating (2)1.1引言 (2)1.2.产品的配方组成及生产工艺 (2)第二章探究 (2)2.1.产品性能的比较分析及防水机理的探讨 (2)2.1.1 两种防水涂料性能的比较分析 (2)2.1.2 两种产品防水机理的探讨 (4)第三章性能因素 (5)3.1影响防水涂料性能的因素 (5)3.1.1 聚合物乳液性能及用量的影响 (5)3.1.2 增塑剂的影响 (6)3.1.3 颜填料量或聚灰比的影响 (6)3.2 其它因素的影响 (7)第四章应用 (8)4.1 两种防水涂料的应用 (8)4.2产品技术标准及应用 (8)第五章环保 (9)5.1环保 (9)第六章结语 (10)6.1结语 (10)第一章前言1.1引言聚合物乳液型防水涂料分为不含水泥的单组份料浆型聚合物乳液建筑防水涂料及由以聚合物乳液为主的液料和含水泥的粉料组成的双组分复台型聚合物水泥防水涂料两种，在此不包括聚合物乳液改性沥青防水的涂料。
硅丙乳液的特性及技术指标
硅丙乳液的特性及技术指标有机聚合物一般都存在着机械强度不高、高温变软回黏、低温变硬发脆、耐候耐久性差等缺陷。
研究证明，无机的纳米材料能有效地弥补高分子材料的不足。
经多次筛选试验表明，纳米二氧化硅对有机材料的改性有极好的效果。
但是，纳米二氧化硅极易胶凝，且难于与丙烯酸酯共聚，靠简单的物理叠加不但起不到应有的作用，反而会造成乳液凝胶。
试验发现，某些微量的金属离子或其纳米氧化物(如钛、锌、铁等)能起到桥联作用，而且对凝胶有很好的抑制作用。
以钛为例，钛为硬酸，氧为硬碱两者极易结合成稳定的螯合物。
同时丙烯酸含有不饱和的烯键，易于与其他不饱和丙烯酸酯单体共聚形成高分子聚丙烯酸酯乳液，通过钛金属离子的桥联使纳米二氧化硅稳定地连接到聚丙烯酸酯的大分上，从而使纳米二氧化硅均匀地分散在乳液中，有机相和无机相互相连续互相贯穿，使硅牢固地结合在丙烯酸聚合物链上，形成网状结构高分子量的螯合乳液——纳米二氧化硅-丙烯酸酯复合乳液。
由于硅丙乳液兼具有机材料的柔性、高弹性和无机材料的刚性、耐久性，使得涂膜刚柔兼济，软硬适当，是配制弹性涂料的理想乳液.硅丙乳液特殊的聚合原理，使得该乳液具有特殊的性能：(1)由于硅丙乳液羟基和羧基螯合的结果，使该乳液具有很强的附着力和渗透力。
用它调制的乳胶漆可完全渗透到水泥基材的毛细孔里，使涂膜的附着力大大提高，拉伸强度可达到2.5 MPa以上。
(2)由于纳米二氧化硅是达到纳米级的无机材料，粒径细小，反射率高。
对中波UVB(280～320 nm)反射率为85%，对短波UVB(200～ 280 nm)反射率为70%～80%，因而抗紫外线能力强，使得涂膜感温性特别小，强度极少受气候温度变化的影响，极大地提高了成品工程的耐候性和耐老化性。
(3)由于纳米二氧化硅无机材料的作用，使涂膜的抗黏连性极大提高，抗污染能力强。
特别是用作外墙涂料，可以减少灰尘的黏附和污染，自洁性特别好，不但达到使用功能，而且向装饰功能发展，使墙体较长时间保持新涂刷的视觉感觉，提高建筑物的外观效果，增强城市美感。
乳液聚合工艺学_5_性能
研究聚合物乳液稳定性的方法
由于聚合物乳胶粒的尺寸在0.01~5μm之间，正
好落在胶体颗粒范围内，因此可以运用胶体理 论来指导提高聚合物乳液的稳定性和加速凝聚 过程。 胶体的稳定性和电性能与界面能有密切关系。
乳胶粒的本质
乳胶粒内包含的聚合物的性质与其它方法
合成的聚合物是一样的，也可分为结晶态、 橡胶态和玻璃态。 乳胶粒干燥过程与乳胶粒的Tg有很大的关 系
（5）稀释稳定性
将乳液稀释到固体含量为3%，再把30m1稀释后的乳
液倒入试管中，液柱高为20cm，放置72h，测量上 部清液和沉淀部分的体积即可知其稀释稳定性。
乳液相对密度的测定
粘度小于5Pas没有气泡的聚合物乳液可用
标准韦氏相对密度天平来测定其相对密度， 或是比重计测定。 粘度大且有气泡的聚合物乳液，可以在一 高型量筒中，装入已知体积的试样并进行 称重，由此可以计算得近似的相对密度。
乳胶粒的静电斥力越大，则ζ电位越高，乳液 越稳定。
（1）（2）（3）来自 (2) 非水介质中的“毛发”乳胶粒结构
用聚12-羟基硬脂酸链在十二烷介质中接枝在甲
基丙烯酸甲酯乳胶粒。
(3) 聚电解质接枝稳定乳胶粒的结构
此种乳胶粒中同时存在静电稳定作用和空间 位阻作用
影响乳胶粒稳定性的作用力
（1）静电力
当Tg大于干燥温度时得到粉末状树脂； 当Tg小于干燥温度时，干燥到一定的程度，乳
胶粒发生聚结，形成连续的薄膜
乳液聚合中使乳液稳定的物质
吸附在乳胶粒表面的乳化剂； 引发剂引入聚合物链末端的离子基团； 在乳胶粒表面上吸附或接枝的聚合物
不同稳定机理的乳胶粒的结构
(1) 带负电乳胶粒的双电层结构
聚合物乳液胶乳的稳定理论
聚合物乳液的稳定性在乳液聚合中起着重要作用，没有胶乳的稳定性，就不能成功地进行乳液聚合，得不到所需的聚合物乳胶粒子。
直接应用于其它领域的聚合物乳液没有一定的稳定性，就不能们满足其使用要求。
研究聚合物胶乳的稳定理论有重要的科学和实际意义。
聚合物乳液中乳胶粒子的尺寸范围通常在0.01-1μm之间，处在胶体粒度范围之内，因此聚合物乳液就是“聚合物胶体”（Polymer Colloid）的通俗称谓。
聚合物乳液是处于热力学亚稳定状态（metastable），由于聚合物乳液所处的环境和条件不同，它可以是稳定的乳液体系，也可以成为不稳定体系，甚至会产生破乳或凝聚（coagulate）。
聚合物胶乳承受外界条件（如温度、PH值、电解质、机械力等）对其破坏的能力称作聚合物乳液的稳定性。
1 聚合物乳胶粒子的表面状态要了解聚合物乳液体系的稳定性原理，首相要了解聚合物粒子的结构和表面状态。
稳定的聚合物胶乳是由无数个聚合物乳胶粒子各自作布朗运动的单元，能够长期分散悬浮于介质中的胶体体系。
每个乳胶粒子都含有许多条分子量大约在105-107范围的大分子链。
根据高聚物的特性、大分子链在乳胶粒内部的排列情况以及外界条件，聚合物可以呈结晶态、橡胶态或玻璃态。
聚合物乳胶粒的表面性质与吸附或结合在其表面上稳定作用的物质有关。
这些物质有：①吸附在乳胶粒表面上的乳化剂；②结合于聚合物链末端的引发剂离子基团；③在乳胶粒表面上吸附、锚接或者接枝的两亲聚合物。
按照乳胶粒子表面附着物质的性质，粒子表面可以呈双电层结构、毛发结构和毛发-双电层结构。
1.1 双电层结构粒子表面吸附有离子性乳化剂，或通过引发剂、离子性单体引入离子性端基，使乳胶粒子表面带一层或为正，或为负的电荷，这一层电荷是不移动的，成为固定层。
在固定层周围，由于静电引力会吸附一层反号离子，该层中的反号离子成为吸附层。
在绝对零度时，由于没有热运动，吸附层和固定层所带电荷电量相等，符号相反，故乳胶粒本身处于电中性状态。
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乳液涂膜发生变形而不发生破坏的能力成为柔韧性。若涂膜的柔韧性差，其变形能力也必然差，吟哦柔韧性是必须考虑的因素
对于防水涂料来说，由于水泥基底层开裂是很常见的，且由于屋面直接暴露于大气中，受到冬季、夏季最低、最高气温的影响，基层可能会发生变形而产生裂缝，因而通常考虑的是低温柔韧性，在很多产品标准中都有该项目的要求
乳液需要具有适宜的黏度，才能够满足配置涂料的要求。例如，若乳液的黏度太高，在配制时就受到一定的约束，若不采取特殊措施，则很难满足涂料固体含量高于65%的要求
冻融稳定性
乳液经受冷冻和随后融化的多次循环实验后仍能保持其原有性能不变的能力
乳液的耐冻融性决定最终产品储存过程中可能受到冻融时是否会破坏，由于乳液和涂料在很多情况下可能被暴露于冻结情况下，因而是产品的重要使用性能
吸水率
在规定的条件下，涂膜浸水一定时间后吸水的程度，以百分数表示
涂膜的吸水率越低，耐水性能和防水性能越好；反之，耐水性和防水性越差。因而，防水涂料用乳液必须具有很低的吸水率
机械稳定性
乳液抵抗机械操作时的外加剪切力（最常见的是机械搅拌作用）的作用而不破坏的能力
涂料在生产和施工时都要经受一定的剪切力，如生产时的搅拌，泵送和施工时的涂刷等，若涂料的机械稳定性不良，就不能够满足实际要求
钙离子稳定性
是乳液化学稳定性的衡量，即乳液受到稀释作用时抵抗稀释介质中的钙离子作用而不破坏的能力
乳液在用于涂料的生产时，由于水、颜料、填料中不可避免地会有钙离子存在，在施工时还可能会受到基层中存在的钙离子的作用，因而乳液具有抵抗其中钙离子作用而不破乳是其必需性能。
残余单体总和
指乳液中没有参与反应而仍以游离态存在的单体的总量
残余单体含量高，导致乳液的单体耗用量高，对乳液的储存稳定性也会产生不良影响。总量，一般用不挥发物的质量分数表示，或者用体积分数表示
乳液中真正能够起到防水作用的是其中的固体物质。因而在相同产品售价的情况下，乳液的固体含量越高，生产涂料时的晨报越低。另外，乳液的不挥发物量越高，生产相同固体含量的涂料时越易于生产操作
粒径
指乳液中聚合物颗粒的直径。乳液的粒径一般在0.1`～10μm范围内
耐水性
涂膜对水的作用的抵抗力。即在规定的条件下，将涂膜的试板浸泡在水中，以观察其有无发白、失光、起泡和脱落等现象，以及恢复原状的能力
其实际意义非常明显，乳液膜的耐水性不好，应用于防水材料时就受到限制。例如，聚合物防水涂料不适宜应用于长期浸水的结构场合。
耐碱性
乳液涂膜抵抗碱侵蚀而不破坏的能力
建筑材料大部分是碱性的，防水涂料是直接涂布于水泥等碱性基层上的，因而必须具有良好的耐碱性
拉伸断裂强度
有时也称抗张（拉）强度，是指乳液涂膜抵抗张（拉）力作用的强弱程度。即游离涂膜经张（拉）力试验而发生断裂或塑变（屈服）时，在单位截面的涂膜（试验前）上所施加的荷载，常以Mpa表示。
是防水涂料的重要性能指标，当乳液涂膜的拉伸断裂强度低时，其抵抗外力（例如水的渗透压力）而不破坏的性能差，即防水性能差
断裂伸长率
涂膜在张（拉）力作用下长度增加的百分率称为涂膜的断裂伸长率。即在进行张（拉）力试验时，游离涂膜从开始施加荷载至涂膜断裂时为止，其长度增加与原长度的百分比
涂膜的断裂伸长率与其柔韧性有一定的内在联系，也是防水涂料重要的性能指标。涂膜的伸长率越大，能够遮蔽基层裂缝的能力和抵抗基层变形而不断裂的能力越强，即防水性能越好
最低成膜温度
乳液所能够形成连续的透明薄膜的最低温度
如乳液的最低成膜温度太高，则其在低温时就不能施工。而对于没有自交联性能的乳液来说，若最低成膜温度太低，则乳液在高温时会发黏。
玻璃化温度
也称玻璃化转变温度，指乳液薄膜由弹性态转变成为玻璃性状时的温度
乳液必须具有合适的玻璃化温度。作为防水涂料用乳液来说，如果其玻璃化温度高，就不能够满足涂料低温柔性的要求
聚合物乳液的性能指标及其意义
项目
项目含义的表述
项目的实际意义
容器中状态
指涂料在包装容器中的状态，它反映了乳液在包装容器中原始状态的表观性能。容器中状态能够反映乳液是否存在分层、沉淀和凝聚等质量问题
能够最直观地反映乳液的外观质量。若乳液在容器中能够看到分层或凝聚等状态，说明其内在质量出现了问题
不挥发物含量
乳液的粒径对乳液的性能和涂膜的性能都有直接或间接的影响。一般来说，乳液的粒径细，其黏结强度、光泽等相对提高，对基层的渗透性增强
黏度
物体对于流动所具有的内部阻力，分动力黏度、运动黏度和表观黏度等多种。运动黏度是对液体所施加的剪切力与流层方向的速度梯度的比值，单位为帕·秒（Pa·s）；运动黏度是动力黏度与液体的密度之比
储存稳定性
在规定的条件下，乳液抵抗其存放后可能产生的异味、增稠、结皮、沉底、结块等性能变化的能力
乳液及其所制成的涂料产品，从生产到使用都需要经受一定储存期，该性能若不良，则直接影响其使用
稀释稳定性
乳液承受加水稀释而不破坏的能力
涂料生产时鉴于工艺的需要，一般都要受到稀释作用，在施工时也可能还需要解释。因而，鉴于使用要求，乳液必须具有一定的稀释稳定性。