介紹
聚合物在工業中被廣泛應用于控制粘度、提高使用性能和增加貨架期。在高濃度時，聚合物通過形成網絡來穩定乳液體系，可以持續很長一段時間（幾個月），但是最終會崩潰形成分離的兩相。這類樣品因為沒有預測乳液崩潰的方法，在工業中經常是有問題的，如樣品在質檢測試中是穩定的，但是在商業化過程中卻可能出現穩定性崩潰。
Teece 等人通過共聚焦顯微鏡研究了含有黃原膠的 O/W 乳液，發現液滴形成厚度為 Is，孔徑為ζ（依濃度不同）的網絡狀態（見下圖）。他們將觀察到的不穩定現象與粒徑的這些尺寸性質對比，發現聚合物籠子越小網鏈約細乳液保持的越久。使用共聚焦顯微鏡研究穩定性的方法非常強大，但由于需要加入熒光劑，操作者需要有獲得清晰圖像調整參數的大量經驗等弊端，難以被廣泛使用。

圖 1 乳液凝膠液滴形成厚度為 Is 孔徑為ζ的結構示意圖
圖 2 不同聚合物濃度形成孔徑隨老化時間 tw 的變化過程（左） 不同聚
合物濃度形成的厚度 Is 隨老化時間 tw 的變化過程

變化（均由 Turbiscan 獲取），利用靜態多重光散射方法來預測 O/W 乳
液+不同聚合物體系的穩定時間，并將結果與 Teece 的數據進行對比。
樣品
本文中研究的 O/W 體系與文獻中的類似，但是更接近于工業產品。
乳液組分和粒徑詳情如下表所示。
本文中 Teecl&al.
油 葵花籽油 有機硅油 PDMS
連續相 水+土溫 20+NaCl 水+乙二醇二乙酸酯
體積濃度 0.05 0.21
粒徑（μm） 2.0 0.3
rg/a 吸引力范圍 0.04 0.62
聚合物性質 黃 原 膠 （ 羥 乙 基 纖 維 黃原膠
素，卡拉膠）
聚合物濃度范圍 c/c* 3.5 至 10 2.4 至 4.8
注：在制備過程中 NaCl 被加入到聚合物中
現象和結果
Turbiscan 靜態多重光散射分析結果
使用 Turbiscan 在環境溫度下分析乳液。這類乳液的典型不穩定演變
過程如下圖所示。

樣品的演變過程如圖 2 所示：
（a）在初始時間 0 時刻樣品相當均質，樣品的液滴分布很好。
（b）在di一天時，樣品整體高度的信號變化了，意味著粒徑的變
化，由簇狀的液滴形成了滲透的 網絡。
（c）頂部背散射光強度的降低是由樣品穩定性崩潰而形成的頂部
的澄清層而引起的。
與 Teece 等人的結果對比
圖 3 顯示了即使體系不完全一樣，但是樣品隨著濃度或相互作用的演變
是一樣的。SMLS 可以檢測粒徑的變化。兩種技術均顯示，隨著黃原膠加量
增加，粒徑變化越小，對高濃度加量的商業化商品規律也同樣如此。
與其他方法對比
如前所述，Turbiscan 可以在不稀釋的情況下持續檢測樣品粒徑變
化。
 從上圖可見，只有靜置條件下的測量可以持續監測粒徑變化過程，因為乳液的凝膠網絡是非常脆弱的，剪切應力非常低的體系。
與預測穩定性相關
穩定性時間由 Turbiscan 測出，相比視覺觀察，Turbiscan 可以更早
地檢測到不穩定現象。與 Teece 等人用視覺觀察的測定的穩定性時間對
比，下表給出了 1 天時的粒徑變化與樣品穩定時間的關系。