工业材料及制品的防霉试验标准及其应用.pdf

环境与健康杂志!#年$月第!$卷第%期&()*+,(-./0123 4,).56.+!#3 7,08!$3 4,8%文章编号!$99$:;:9#工业材料及制品的防霉试验标准及其应用彭红$谢小保$欧阳友生$陈仪本摘要!该文详细介绍了国内外的防霉试验标准和应用$论述了霉菌对工业材料及制品的危害和防霉实验参数的选择3同时探讨了国内防霉试验标准的局限性%关键词!霉菌&工业材料及制品&防霉试验标准&实验参数中图分类号!?A9#文献标识码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伴随人类社会生活质量的不断提高$人居环境已成为国际社会日益关注的重大问题$具有防霉抗菌性能的工业材料及其制品逐渐受到重视$防霉性能已成为考核产品的必须指标%防霉试验检测工作的开展已有几十年历史$早在!世纪#年代初$美国霍普金斯大学的科研人员在研究霉菌对绝缘材料性能的影响过程中$建立了霉菌实验室$并且最早制定了霉菌试验方法的标准$并用于鉴定产品的抗霉性能%后来$国际上许多国家和组织在建筑涂料皮革包装材料塑料电工产品和合成胶乳等材料及其制品方面都建立了相应的国家或行业防霉测试标准及评价方法%日本在=;A年就以通产大臣的名义制定了&PQ:R:!=(耐霉性能试验方法)&PQS:?M%=技术委员会于=年制订了国际标准PQS#%(塑料在真菌或细菌下的行为测定)&为了验证实验结果的重复性$国际生物劣化研究小组*PTU#中的塑料工程会在=#年至=#%V=$在几个实验室之间进行了平行实验$通过从实验中得到的经验$对PQS#%V=进行修订$而且引入了有瑞士人U/00.(Q18所著的*L.(/EE*EF2.N/1.+*/0D+HIH(LE/(E1/01书中所述的土壤填埋实验方法$制定了PQS#%V=%英国于=年制定了建筑内墙涂料和外墙涂料的抗霉试验方法及长霉等级标准%我国在防霉技术研究和检测标准制订方面的工作比较落后$最早的一项有关防霉试验的标准为化学工业部标准-U!VC#V=CC%在此基础上$由北京油漆厂起草$国家化学工业部提出的$国家标准总局发布UW?$C#$V$C(漆膜耐霉菌测定法)于$9年正式实施$这是我国第$个正式的国家防霉试验标准%随后$国内许多行业制定了相关的防霉试验标准%B霉菌对工业材料及环境的危害霉菌是指那些能在培养基上长成绒毛状或棉絮状丝状体能引起各种材料霉变的真菌%大多数霉菌是多细胞真核的微生物$组成菌体的菌丝可无限伸长和产生分枝$菌丝的宽度为!X=9!5%霉菌可产生多种形式的孢子$多腐生$霉菌产生的孢子是霉菌的繁殖体$一般很小%霉菌在自然界中的分布极为广泛$几乎到处都有它们存在$在土壤空气江河湖泊以及自然界的任何自然物体上都能找到$一般来说$霉菌都喜欢酸性环境$在富含氧高湿度和温度较高的环境下$霉菌极易生长繁殖%特别是温暖潮湿的南方$更给霉菌的繁殖提供了良好的生存环境%霉菌在许多材料上都能大量生长繁殖$对材料的破坏作用极为广泛$对皮革制品纸张纺织品橡胶塑料涂料胶粘剂玻璃金属产品等都会产生巨大危害%由于许多工业材料本身就给霉菌提供了良好的营养$在适宜的环境条件下$霉菌便生长繁殖$霉菌将材料中某些成分作为营养物吸收利用$破坏材料的物质结构和化学性质$使其劣变Y=VAZ$从而直接破坏材料与制品的各种性能$例如霉菌生长的菌丝构成生物电桥$形成不必要的短路或影响电子设备的导电性$改变材料的绝缘性能&玻璃上的霉菌斑点影响玻璃的透光性&金属材料长霉后$仪器仪表的精密度和可靠性便会受到影响&有些霉菌在飞机的油箱内大量繁殖$形成污垢和沉渣$使油量计失灵$同时对密封胶和铝合金起着强烈的腐蚀作用%霉菌还可危害人类动物植物%物品受霉菌污染后$会产生许多产毒菌株或致病菌$这对人畜健康是极其有害的%例如$许多人为皮鞋皮衣的发霉而烦恼过$皮革上主要生长曲霉属和青霉属的一些霉菌$其中不少是对人体有害的%霉菌对住宅的危害也多种多样$主要对象是混凝土白水泥灰泥瓷砖墙壁天花板地板等各种材料墙布壁纸塑料膜涂膜等部分%因此$在工业生产过程中对材料及其制品添加一定量的防霉剂$以便提高材料及其制品的质量$延长其使用寿命$防霉试验标准便是验证这些工业材料及制品是否具有防霉效果$并对其防霉性能进行评价%C防霉试验参数的讨论霉菌与细菌不同$霉菌在平板上生长时$有菌丝体的分化蔓延和孢子的飘生$因此$检测防霉情况时$不能直接用菌液来进行平板计数$而只能通过肉眼或镜检观察其菌丝及孢子的生长情况判断对菌的抑制或杀灭效果%防霉性能试验是在人工模拟自然界微生物生存环境条件下进行的加速试验%通过防霉性能试验$能有效地进行防霉材料的筛选%加速性和重现性是该类试验的两大特点%防霉试验是在按霉菌生长的生理特点而设计的试验箱*室#内进行$以此考核和评价材料或设备抗霉菌侵蚀的作者单位!广东省微生物研究所*广东 广州;=C#作者简介!彭红*=%C%=#!+综述,!#-环境与健康杂志!#年$月第!$卷第%期&()*+,(-./0123 4,).56.+!#3 7,08!$3 4,8%能力和对不良环境的适应性!保证重现性的主要条件有温度湿度设备菌种等!表$为国内外常用的防霉试验标准#该表强调了菌种#因为菌种选用是试验最关键的因素!所以研究霉菌试验特性确定霉菌试验参数掌握试验技术了解试验设备是提高试验结果重现性的重要保证!现对主要试验参数作如下讨论!表!国内外常用的防霉试验标准标准及名称9:%;!?;#%基本环境试验规程A!#!B8$%C?电工电子产品基本环境试验规程D&EF?=8BG$?;H电子器件和电工产品的防霉试验方法&:EIJ#HG?#陶瓷墙地砖胶粘剂长霉试验方法&:EIJ#;G?#壁纸胶粘剂长霉试验方法A H8HG?;H船舶设备耐霉菌试验方法&AEI?B#;G?光学仪器防霉防雾防锈技术要求AEI#;JH8!G?J包装运输包装件的防霉试验方法K9LDIM环境工程考虑和实验室试验&AJ8G?;%军用设备环境试验方法-AJ;B8!机载设备环境条件和试验方法-A%H民用飞机机载设备环境条件和试验方法N9OHB=#航空电气设备电子设备及仪表环境试验条件MPDIN4=HJJ军用器材环境试验!#$!=8JH?H塑料在真菌或细菌作用下的行为测定方法R#SMB!H#G$?J皮革及其制品防霉性能的测定M#JH%G$?%漆膜抗霉试验方法及评价标准&9DF!?$耐霉性试验方法A$H#$G$?H?$?;?%漆膜耐霉菌测定法&:EI;JG!=$建筑用防霉密封胶耐霉菌测定法T&?=8$G$?;%航天产品涂层耐霉菌检验方法ADB?=$?;%涂料耐霉菌性能测定国家美国中国美国中国法国英国俄罗斯国际美国日本中国英国选用菌种黑曲霉$!#$%&()*&$%#土曲霉$+,-.$%$)%#短帚霉$/01,)(2%1,3%$)02)(4516%#多主枝孢$7(281,1%)6 5$%32%)6%#赭色青霉$9$*0()6 105%205(1%1*%#绳状 青 霉$:$*0()6;)*0)(1)6%#宛 氏 拟 青 霉$:2$0(162(0)6%#小刺青霉$9$*0()6,*)(1)6%#疣孢青霉$9$*0()6=$%)0)(1)6%#球毛壳霉#绿色木霉主要分J群#第$群&黑曲霉#黄曲霉#土曲霉#灰绿曲霉$+,$%&()&(2)0)=2%-.1?%第!群&桔青霉$:$*0()6 0.%*)6%#淡黄青霉$:$*0()6;)*0)(1)6%第B群&黑根霉$A5B1,)*&%02*%#刺状毛霉$C%01%,*$0$*%第#群&腊叶芽枝霉$D(281,1%)6 5$%32%)6%#:)()(2%2,)()(2*#木霉I$4%0518$%62 I$%第J群&球 毛 壳 霉#烟 曲 霉$!,-;)6&2.)%#镰 刀 霉$E22%6,-%#疣 孢 漆 斑 菌$F%1.5$0)6.18$%!黑曲霉#黄曲霉G赛氏曲霉$!,H81I%#土曲霉#焦曲霉$+,J).)%#球毛壳霉#多主枝孢$7(K81,1%)6 5$%3K%)6%#拟青霉L92$0(16J=和K9LDIM=P采用的温度在!JUB=V变化#相对湿度W?=X#!#2为个循环的交替变换温度条件#其优点如下&$%!JUB=V的变化是工业霉菌最适宜的生长温度#而且可以打破某些霉菌孢子的休眠状态#从而更有利于霉菌的萌芽和发育生长$!%在大于?=X高湿下的温度交变循环#可以使水分通过呼吸作用进入样品内部#充分满足孢子萌芽所必要的水分#创造更有利于霉菌生长的条件$B%该条件模拟了湿热地区自然的温度变化#比较接近产品的实际贮存环境!水分是微生物生长的基本条件#干燥会引起霉菌死亡#通常当相对湿度超过H=X时#霉菌孢子开始萌芽生长#并随着相对表常用霉菌的生长温度!霉菌黑曲霉葡萄曲霉灰绿青霉青霉分枝毛霉多孢霉最低温度#%#=最佳温度B=UBJB=!JU!HHU?!=U!J!HUB!最高温度#=BUB%B=B#=$V%!#(环境与健康杂志!#年$月第!$卷第%期&()*+,(-./0123 4,).56.+!#3 7,08!$3 4,8%湿度的增大!生长速度加快 当相对湿度低于%9:时!多数霉菌不再生长!孢子停止萌发一般霉菌最适宜生长的相对湿度范围为;:&所选菌种是在本国和世界范围内广泛分布!并且要求生态特征稳定%!&选择在所处环境条件下对产品的所有材料具有较强侵蚀性或对某一种材料具有较强侵蚀性的菌种%?&所选菌种相互之间无抑制作用%#&所选菌种对人体安全!无毒性 从表可见!美国标准体系均是采用9个菌种!而欧洲体系采用个菌种各种标准所选用的菌种都较为一致 我国军标以及美国军标使用的是相同的9种菌种3俄罗斯标准和我国国家标准选取的是种从ABCDEFGD=发展看!试验方法虽然几经修订!菌种却没有更改!说明这几种菌种具有稳定性!这在我国的菌种分离试验中也得到了证实!它们是世界范围分布广泛和比较稳定而且在材料上容易生长的菌种!这些菌种在许多材料上都显示强烈的生长活性%表?&另外喷菌前应对每种霉菌菌种的孢子进行活力检查以确保试验结果可靠!这是因为霉菌孢子活力对霉菌能否良好生长有明显影响!当霉菌孢子活力很弱时!即使在最适宜的温#湿度条件下!其生长也不旺盛!造成试验结果不正确若使用经反复培养长势不好并有退化现象的菌种进行试验!又不进行活力检查3容易出现不利情况!#风速选择要求一般认为!风速对霉菌试验有以下作用$%&风可加速试验箱%室&内温#湿度均匀的过程%!&通过空气的循环加速提供氧气%所有霉菌都是需氧菌&%?&加快霉菌孢子的扩散传播!由于真菌孢子无鞭毛%藻状菌的孢子除外&!没有运动能力!它们被动的特征要求有相对速度快的气流来帮助传播因此!标准对霉菌试验箱%室&工作空间的风速作了一定程度的要求!如$ABCDEFGD=H规定风速为=898I!5JK!且规定试验期间还要换气!其他标准一般规定无风或风速小于8!5JKL&M9规定了风速为89&明确只用于设备的标准!如ABCDEFGD(环境工程考虑和实验室试验)!L&M98N;%(军用设备环境试验方法)!OBPI?#%法国&(航空电气设备#电子设备及仪表环境试验条件)!OBPI?#%法国&(航空电气设备#电子设备及仪表环境试验条件)!GHEFO4ID99%英国&(军用器材环境试验)!#$!89ID#%(质量检验综合系统)等%!&明确只用于材料的标准!如BEQ#%N;I(塑料在真菌或细菌作用下的行为测定方法)!L!N;%(合成聚合材料防霉性能的测定)%美国材料工业协会标准G.K*R(/1*,(&!LMI#N;I;%;&(漆膜耐霉菌测定法)!&BEDSD!;%日本&(耐霉性试验方法)等%?&设备和材料混用的标准!如BT%D!D%;#&(基本环境试验规程)!LM!#!?8%N;(电工电子产品基本环境试验规程)等L&M9及ABCDEFGDH明确指出3该试验是要得到装备%设备&对霉菌的敏感性数据!一般不用于基本材料的试验!材料的长霉试验可用更为严酷的温床土埋方法进行 从表可以看出!除了ABCDEFGD和L&M9N;%以外!还有美国PFTOGQ%T#我 国 的-M%I#国 际 电 工 委 员 会BT%D!DO号 出 版 物#LM!#!?#英国标准GHEFO4ID99#法国标准OBPI?#俄罗斯国家标准!#$!89ID#%等均适用于设备 日本的&BEDSD!;是一个综合性的标准!标准按不同材料类别划分相应的材料霉菌试验$%&空气器材%电动机#通讯机&%!&测量仪器%压力计#测量机械等&%?&光学仪器%显微镜#照相机&%#&木器制品%计算尺#包装材料等&%9&合成树脂制品%薄板#管子等&%&纤维制品%缆网#织物等&%I&皮革制品 该标准在试验菌种#培养方式#试验条件及试验时间等方面都与ABCDEFGDH的规定不同尽管材料的霉菌试验一般采用平板检测法!且试验条件要比设备试验严酷!但材料霉菌试验并不能取代设备的霉菌试验!因为即便是使用各种通过霉菌试验材料制成的设备!但其结构难免会积水或藏尘!且在制造过程中会受到各种污染!因而仍然会长霉和受到各种霉菌的侵蚀!故有必要进行L&M9N;%和ABCDEFGD H规定的实验室试验或自然环境试验来验证设备的防霉能力U9N$?V我国的LMJF$I#$N$;I;%$;&是专门针对漆膜耐霉性能的测定标准!其试验时间为$#W!测定方法分为甲法%培养皿法$适用于使用小片试样检验漆膜耐霉菌的性能&和乙法%局部法$适用于大型器件成品漆膜的耐霉菌性能的测定&TJF9N!=$的制订引用了LMJF$I#$N$;I;%$;!其抗霉测定方法与LMJF$I#$N$;I;%$;&一致LM!#!?8$%N$;(电工电子产品基本环境试验规程)试验&$长霉试验方法根据试验的持续时间%严酷等级&分为试验方法$%规定!种严酷等级$!W和#W&和试验方法!%规定一种严酷等级$!W&!该标准是根据BT%D!D$=(基本环境试验规程)*第!部分$试验方法 试验&和导则$表#几种主要菌种对材料的侵蚀情况菌种黑曲霉黄曲霉杂色曲霉球毛壳霉绳状青霉土曲霉出芽短梗霉宛氏拟青霉赭色青霉光孢短柄帚霉绿色木霉易受侵蚀的材料许多材料上大量生长!如织物#乙烯树脂#敷形涂覆#绝缘材料等抗铜盐皮革#织物皮革纤维素损坏许多材料!特别是纺织品!在塑料上也生长帆布袋#纸张#纸!对塑料性材料具有破坏性对油漆#涂料有腐蚀作用破坏塑料#皮革等损坏塑料#纺织品抗铜盐对橡胶有破坏作用破坏纤维织物以及塑料!#+环境与健康杂志!#年$月第!$卷第%期&()*+,(-./0123 4,).56.+!#3 7,08!$3 4,8%欢迎订阅!#年!环境与健康杂志!定价98:元;册#!长霉$!$9&;?9:8ABC&D;E=#F$99#&D;E=#CF$99#DG$C$8$F$9C&G;E9A#8$F$999等在制订时&均引用了HG!#!AF$999&其菌种选择 培养方法 评价方法等都与HG!#!AF$999一致(H&G$=:8$:F$9%是规定军用设备霉菌试验方法&由国防科学技术工业委员会发布&是制定军用设备技术条件或产品标准等技术文件相应部分的基础和选用依据&I&99:8$F$9%-G%$%C-G=A:等都引用了该标准)!#防霉试验标准的发展近几年&防霉抗菌产品日益兴起&防霉材料广泛应用于塑料及其制品纤维及其制品皮革纸制品纺织品橡胶陶瓷油漆涂料胶粘剂石油木材电子电器玻璃制品*光学仪器#等领域)据日本的一项关于防霉抗菌制品在日常生活中应用的调查结果&防霉产品广泛应用于每个家庭以及公共场所的衣食住行&在被调查的$:种日常用品中有A#种用品具有防霉抗菌功能&其中!%J用于家居用品&!:J用于家庭纤维制品&$%J用于厨具和餐具&$=J用于衣物&%J用于家电用品&%J用于医疗用品&=J用于鞋和地毯等&!J用于文具&#J用于其他K#F%L)由此可以看出&防霉抗菌已成为对传统工业本身及家居用品+乃至信息技术载体产品进行更新换代不可替代的重要技术指标)因此&新一代兼有防霉抗菌性能的材料*含涂层%工业与家居产品具有广阔的市场前景)为了验证这些材料的抗霉性能&国内各行业竞相制订相应的防霉检测方法和评价方法*即防霉检测标准%&就目前国内的防霉检测标准来说&评价方法还不够完善&难以统一&表现在评价分级的界限取样标准试验方法等等不一致&这对同类产品的性能指标相差很大KCF9L)在试验结束时&若发现长霉&国内标准一般都只简单地按长霉面积分级&而没有进一步判别霉菌的种类和描述霉菌生长的形态*包括颜色生长图案和生长密度%)由于不同种类霉菌生长培养时间不一致&有的培养=MC N如黑曲霉&有的培养M#N&有的霉菌如球毛壳霉菌需要!N甚至更长的培养时间&混合霉菌一起长时间培养*严酷等级达到#N%&对菌种有没有退化现象&标准中都未加以说明)另外&标准对液体材料防霉试验的载体选择有一定的局限性&只有HGC#F9C9标准规定一般选用马口铁或铝片作为液体的载体&但是对马口铁或铝片有腐蚀的防霉材料来说&尚没有标准描述选择何种载体)材料及制品防霉功能研究的发展资料表明&防霉材料及防霉制品是与人类健康发展 环境保护等密切相关的生态环境材料&涉及到微生物学生物化学光化学物理化学材料学等多个学科&技术难度大而且对其防霉机制的认识尚不太清楚&对材料或设备的防霉与抗菌性能的研究 检测和评价已日益引起生物学卫生消毒学和材料设备学家的共同重视K!&!L)笔者提出一种研究新设想*%就目前国内各行业制订的标准来说&行业标准分类不够合理&能否将防霉学作为一门独立的研究学科&从而制定出一个囊括各个行业的总的国家标准&并且根据不同性质的材料或制品制定出相应的防霉试验标准*比如皮革类 纸张类木材类等等%,*!#防霉试验标准在选材方法取样等方面能否统一&形成标准化,*A#防霉性能试验能否定量描述,*#防霉性能试验过程太长*大致从菌种准备到最后结果观察需要A=N左右#&能否找到一种更为快捷有效的方法,*=#我国还没有针对皮革木材纤维塑料和纸张等材料制订出规范化的检验方法,*%#目前国际上尚未有针对气体产品的防霉试验标准&这有待防霉科研工作者的进一步拓展)参考文献-.上真由美8微生物灾害及其防止技术/O08彭武厚译8上海科学技术出版社&9A8 F=8-!.林应锐8防霉与工业杀菌剂/O08北京科学出版社&9C8 AST8 TU V.P,55.(N/1*,(VST/08$99C8!E_08美国国防部8!8AF#8-%.H&G=8F08-C.全国电工电子产品环境技术标准化技术委员会8HG!#!A8%F9998电工电子产品基本环境试验规程试验&长霉试验方法/08北京国家技术监督局3$9998$FC8-.全国光学和光学仪器标准化技术委员会8&G;E9A#08北京国家机械工业局&!:8$FA8-9.H!$F9%8合成聚合材料防霉性能的测定/08美国材料工业协会8$9?!9$F$99!8耐霉性试验方法/08日本8$99!8$F#%8-$.HG$C#$FC98漆膜耐霉菌测定法/08-$!.国家技术监督局8HG;E#C%08北京国家技术监督局&$99%8$FA8-$A.G+*1*Y2 Y1/(N/+N 5.12,NY,Q 1.Y1 W/*(1Y8GA9:a/+1 H%8SYY.YY5.(1,Q+.Y*Y1/(P.1,QX(Z/0 Z+,b12/08 G+*1*Y28$998$F8-$#.吴利英8橡胶制品的防霉工艺研究8橡胶工业/&08!:$3#*A#$:CF$:8-$=.张雪娜&郑岳华8材料防霉抗菌功能及检测方法/&08陶瓷学报&!:$3!*A#!:F!:A8-$%.朱伟员8银+铜离子双组分无机抗菌剂/&08化工新型材料&!:$3!9*$:#ACF#=8-$C.蒋兴锦8饮用水化学消毒的研究近况/&08消毒与灭菌&$99&%*$#AC8-$.李梅&王庆瑞8抗菌材料的发展及其应用/&08化工新型材料&$99&=8-$9.冯乃谦&严建华&翟凡&等8无机抗菌剂+抗菌制品及其测试方法/&08中华预防医学杂志&$99&A!*=#A$=FA$%8-!:.富冈敏一8触媒反应1原理/&08触媒*日#3$993 c=dA!FAA!8-!$.薛广波8实用消毒学/O08北京人民军医出版社&$9%8$%F$:8*收稿日期!:A$!9#!#22