塑料防霉性能试验方法

　　1、塑料霉变概况

　　塑料材料及制品不仅具有稳定的化学性质，而且还有优良的物理特性，人们一般都认为它们不会受微生物的作用而分解，因而当把塑料作为废弃物抛弃时，人们始终认为它们是很难被腐蚀的。但是在实际使用过程中，很多塑料制品都出现了长霉情况，这不是由于树脂本身的长霉，而是由于塑料中加入的各种易受微生物侵害的加工助剂如增塑剂、稳定剂、填充剂、抗氧剂、紫外光吸收剂、润滑剂、脱模剂、开口剂等，致使塑料制品在实际使用过程中为霉腐真菌提供了丰富的营养物。塑料或塑料制品易受霉腐真菌等的侵染及危害，其表面产生肉限可见的岳斑点，这影响了塑料或塑料制品的美观。随若时间的推移，塑料或塑料制品将会变脆开裂，这使得塑料或塑料制品的性能下降，并缩短了其使用寿命，严重影明到塑料制品和含有塑料部件的系统的可靠性。

　　2、霉菌的概念以及对塑料的危害

　　微生物及霉菌(Moulds)的概念及分布微生物是一群体形微小、构造简单的生物的总称。能使塑料发生生物腐蚀的主要类型是霉菌，其次为细菌和小型藻类。霉菌又称之为丝状真菌。霉菌不是分类学的名词，在分类上属于真菌门的各个亚门。构成霉菌体的基本单位称为菌丝，呈长管状，宽度2~10m,可不断自前端生长并分枝。无隔或有隔，具1至多个细胞核。霉菌的种类繁多、分布极广，在自然界中约有10万种，在空气中多以直径在1~10mm的孢子形式存在。霉菌孢子的生命力非常旺盛，当适宜于生长的环境条件(相对湿度大于65%，温度20~30℃)存在时，就会迅速地吸收材料表面上营养物质而生长，并产生酶和有害的代谢物，造成塑料的霉腐和变质。能侵蚀分解塑料的微生物种类并不很多，主要是一些小型丝状真菌。这些小型丝状真菌能分泌分解塑料成分的酶类，在温度、湿度、营养条件合适时，它们的孢子就能在塑料表面萌发，并通过菌丝体从塑料表层逐新向中心处侵蚀。塑料是高分子化合物，微生物对它的侵蚀是十分缓慢的。但由于生物体是良好的导体，当有霉菌生长时工程塑料电气绝缘性能就会急速降低。这些高分子物质的分解以及微生物代谢物的产生，可使塑料表面发粘、变色、变抢、光洁度降低等。为了减少和消除霉菌的危害，最有效的方法是向需要保护的材料基体中添加或喷涂各种塑料防霉剂，这样可以达到防霉零级的目的。

　　3、塑料防霉处理方法

　　iHeir-BT塑料防霉剂主要是通过化学接枝的方法，将精选的抗菌功能团组装到基体树脂的分子链上，利用抗菌功能团的正电性与霉菌带负电蛋白质的异性相吸原理，将霉菌细胞吸附，并影响细胞的正常呼吸和代谢功能，造成细胞(壁)的破裂，达到防霉的目的。使用时，将iHeir-BT塑料防霉剂粉体直接加入即可到塑料粒子中，可适当添加扩散油，使其均匀的粘附在塑料粒子表面，最后能均匀的分散在塑料中。添加量：根据具体情况和防霉等级要求进行选择添加，一般添加量为0.5%-1%。iHeir-BT塑料防霉剂广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、陶瓷、化纤、纱线、家电，合成树脂以及各种PP、PVC、PE、PA、ABS、PS、PET等塑料中。

　　4、国内外塑料防霉检测标准

　　塑料防霉试验方法的研究已有几十年历史，早在20世纪40年代初，关国的科研人员在研究霉菌对绝缘材料性能的影响过程中，建立了霉菌实险室，并且最早制定了霉菌试验方法的标准，用于鉴定塑料的防霉性能，美国材料与试验协会后来制定了标准ASTM G21(合成高分子材料抗真菌性能的测定)用于塑料的防霉性能的测定。后来，国际上许多国家和组织在建筑涂料、皮革、包装材料、塑料、电工产品和合成胶乳等材料及其制品方面都建立了相应的国家或行业防霉测试标准及评价方法、日本在1953年就制定JSZ2911《耐霉性能试验方法》，并经过多次修订，最新的为2010修订版本;ISO-TC61技术委员会于1978年制订了国际标准ISO846-1978《塑料在微生物作用下的行为测定》，该标准描述在真菌、细菌和土壤微生物的作用导致塑料劣化的测定方法，目测样品上真菌的生长情况，样品受真菌侵蚀后发生的质量变化，实验样品物理性质的变化情况;为了验证实验结果的重复性，国际生物老化研究小组(IBRG)的塑料工程会在1984年至1990年间，使用ISO846在几个实验室之间进行了平行实验，通过从实验中得到的经验，对ISO846进行修订，制定了ISO846-1990，1997年修订后为ISO846-1997。我国还设有相关的塑料防得试验的国家标准，现有的行业标准“抗蓝塑料抗霉苕性能试验方法(QB/T2591一2003)”还有许多方面需要完善修订。建立符合我国气候条作和实际的塑料防霉测试方法及评价体系，不但可以提升塑料或塑料制品的技术含量，而且还有利于推动塑料产业的健康发展。

　　5、霉菌菌种选择

　　塑料的种类很多，其用途也多种多样，按型料的种类和塑料的使用的不同环境，霉菌的侵蚀和影响也干差万别。依据国内外有关文献，对塑料影响最常见的灭菌主要是曲霉属(Aspergillus sp.)和青霉属(Penicillium sp.)，其次是短梗霉属(Aureobasidium sp.)，根霉属(Rhizophydium sp.)、毛霉属(Chaetomium sp.)、术霉属(Trichoderma sp.》和交链孢属(Altenuria sp.)等。在聚氨酯做的塑料管子的裂缝部位检查到黑根霉(Rhi.nigrican.s)、镰刀霉(Fusarium)、黄曲霉(Asp. flavus)、Curvularia sp.等真菌，把这些真菌接种到平板培养基上，把新的聚氨酯塑料管子放在平板培养基上于30℃温度，相对湿度(95±5)%环境下培养50天，发现管子表面长满霉菌，管子变色变形：在小型收音机、电视机的零件上分离到黑曲霉(Asp.iger)、绳状青霉(Penicillium funiculosum)、杂色曲霉(Aspergillus Versicolor)、桔青霉(Penicillium citrirum)、黑根霉，Curvularia sp.等真菌。在电子器材的外壳，各种塑料包装箱，包装食品用的塑料薄膜等上面发现霉菌的污点，主要是的霉菌是：黑曲霉(Aspergillusngr)、黄曲霉.木霉属、镰刀霉。根据国外产品的贮存使用情况，在塑料、包装、光学仪器，电子仪器和金属材料等制品上，均有霉菌生长，并遭到霉变和破坏。在塑料上繁殖的霉菌有黑曲霉、黄曲霉、木霉、镰刀霉等。根据我国部分地区长霉的工业材料和制品及少数其他材料上分离到的有关霉菌整理，其中在塑料上分离到的霉菌有：黑曲霉、黄曲霉、聚多曲霉，土曲每，杂色曲霉，球毛壳霉、顶青霉，绳状青霉、宛氏拟青霉，木霉等等。根据内外塑料的使用环境不同、受微生物污染的菌种也不一样的特点，国内外其他塑料防霉测试标准中菌种的选择情况，《塑料防霉性能测试方法》参照标准ASTM G21-2002选择的霉菌菌种选择的防霉试验菌种见下表。

　　塑料防霉实验菌种名称及侵蚀性

　　试验所用霉菌AS级别。国家标准中增加了与相应的国际标准条款同等地位的条款，作为对该国际标准条款的另一种选择。

　　6、霉菌孢子液的接种量

　　试验中要求把每支新培养出来的霉菌斜面，加入少量无菌水，用接种杯轻轻擦洗斜面表面孢子，收集到带玻璃珠的无菌分散液中，震荡均匀，过滤，收集滤液。离心已过滤的孢子悬浮液，去掉上层清液体。用50ml无菌水沉淀悬浮物，再离心。用此方法清洗孢子3次。然后把孢子液稀释到不同浓度(cfu/ml)：1.3×10^2，1.1×10^4，1.3×10^6,1.2×10^8，把不同浓度的孢子液分别添加到各个测试样品(试样1)与对照样品(滤纸)上，进行防霉试验，分别在培养一周、培养四周后观测结果(见表3)，悬液中孢子浓度1.3×10°cf/mL最适当。参考GB/T2423.16-1999、ASTM G21-1996、ASTM D5590一1994、MIL-STD-810F一2000等标准对孢子悬浮液制备的规范，本标准规定悬液中孢子浓度为(8×103~1.2×10)cf/mL。

　　7、培养时间的确定

　　根据表4比较结果分析：试验培养2周与培养4周的结果相差较大，培养时间对防霉效果好的样品无明显影响，而对防霉效果不是很好的样品则影响较大;同时，对于防霉效果比较好的样品A、样品B，培养4周时该试样未见长霉，培养8周时该试样样仍然不长霉。因此，依据本实验室的试验数据并借鉴国内外耐霉试验标准培养时间的规定，该标准的防霉试验培养时间28d(即4周)后观测结果，即可得到比较准确的判断结果。

　　8、培养条件

　　实验温度为28~30℃，相对湿度控制在不低于85%的条件下培养。保持一定湿度是孢子萌芽和生长所必须的，通常，当周周空气的相对湿度超过70%时，孢子开始萌芽生长：当湿度超过该值向上升时，孢子生长将逐渐加快，当相对湿度达到85%以上时，其生长速度达到最大。我们根据几种霉菌的实际最佳培养温度要求，规定其实验温度为25~30℃。试验中温度偏低，通常会延缓霉菌生长;温度偏高会严重影响霉菌生长，某些霉菌的菌丝或孢子生长受阻。根据2003年版《中国普通微生物菌种保藏管理中心》

　　所要求的儿种霉菌最佳培养温度范围：黑曲霉、球毛壳霉、绿粘帚毒、绳状青霉、出芽短梗霉最佳培养温度为25~30℃。

　　防霉性能评价参照表

　　由此可见，防霉性能最好的等级为0级，最差的等级为4级。

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