用于可持续PVC材料的抗真菌技术

众所周知，霉菌是住宅和商业建筑中的常见问题，存在于室内外空间。作为真菌的一种，霉菌通过向空气中释放孢子进行繁殖。这些孢子是肉眼看不见的；然而，一旦它们落在物品表面并开始繁殖，不需要很长时间就能形成肉眼可见的污渍和破坏，而且这种变化不可逆转。从那时开始，霉菌孢子数量持续增加，进一步提升了真菌攻击空间内其他材料的机会。室内霉菌生长会导致异味和表面变色，最终导致恶劣的居住环境。

环境中只要有营养源并且温暖潮湿，许多常见的材料就容易发霉。聚氯乙烯（PVC）就是其中之一。由于 PVC 良好的物理性能、防火性和高性价比，其被用于各种行业。通过改变填料、稳定剂和增塑剂等添加剂，从水管和壁板到血袋的各种产品都由 PVC 制成。生产出的所有 PVC 中约有 70% 应用于建筑领域。PVC，尤其是含有增塑剂的软质 PVC，更易受到真菌侵袭。这些增塑剂是微生物的营养来源，使得 PVC 部件上的霉菌更易生长，从而导其致颜色变化、结构变弱、性能下降和寿命缩短等缺点。由于上述原因，由 PVC 制成的产品容易成为建筑材料中的薄弱的环节之一。一旦看到模糊的菌丝和变色的部件，就已经很难摆脱霉菌了。在许多情况下，降低霉菌侵害的唯一选择是更换受影响的部件。作为建筑材料中的薄弱环节，PVC 需要通过在聚合物基体中加入抗真菌剂来进行内部保护。

为了达到保护作用，有机砷杀菌剂 OPBA 已被广泛用于 PVC。然而，由于其高毒性，已被欧盟禁用，并被列入 REACH 限制物质清单。进口到欧盟的商品不允许含有这种化合物。尽管目前OPBA 仍在美国使用，但鉴于该添加剂在欧盟的情况，消费者和生产商对其的担忧也在逐渐加深。

此外，由于其辅助成分的危险性，PVC 在消费者中的接受度一直很低。因此，PVC 行业必须努力改善 PVC 配方中所有成分的毒理学特征，以提高消费者的接受度，进而确保 PVC 的未来发展。为了促进 PVC 配方的改善，妙抗保开发了 MicroGuard – 一系列在毒理学特征上得到改进，同时也符合全球法规的解决方案。

解决方案：MicroGuard by Microban

由于 OPBA 对人类健康和环境的已知危害，许多公司正逐渐避免在其产品中使用此类有害物质。为了满足对无金属和全球合规抗菌技术日益增长的需求，妙抗保推出了 MicroGuard - 一款持久且不会溢出的技术，可在多种产品应用中提供卓越的抗真菌保护。MicroGuard 可以通过母粒和液体配方的形式提供给客户，专为 PVC、PU 和 EVA 等材料而设计，并且正在持续研发以扩展到其他材料。该产品强化的紫外线稳定性还使其可应用于特定的户外产品中。

MicroGuard 技术可以很容易地在制造过程中整合到聚合物产品内。一旦内建至产品中，MicroGuard 就会通过阻止霉菌形成细胞微管结构来抑制其生长，从而终止细胞分裂。它还会破坏酶的产生，阻断能量生产途径并最终导致细胞死亡。抑制霉菌可使产品表面更清洁，使用寿命更长。

为了测试性能，将两种 MicroGuard 液体配方 - LBF1-8106-200和 IF1-8100-250 - 混合到不同水平的标准 PVC 中，并注塑成1.5” x 1.5” x 0.125” 的平板。使用针对黑曲霉的 AATCC 30-III 测试方法和针对 5 种不同真菌种类混合物的 ASTM G21 测试方法完成了抗真菌性的评估。虽然这两种测试方法本质上都是定性的，但样品在不同测试条件下消耗的时间存在很大差异。

在 AATCC 30-III 测试中，将菌斑置于营养琼脂平板上，接种高浓度黑曲霉孢子，并在 28 +/- 1oC 和高湿度（最适合真菌生长的条件）下培养 7 天。然后检查样品的真菌生长程度，并按 0 到 2 的等级进行评分。0 级表示样品上没有真菌生长，1 级表示在显微镜下可见真菌生长，2 级代表真菌生长是肉眼可见的。该测试表明材料在有利于真菌生长的环境中如何抵御真菌侵袭。

同时，ASTM G21 是一种评估材料抗菌能力的更稳健的方法。它是通过将菌斑置于非营养琼脂上进行的，接种 5 种不同生物的混合物，并在 28oC 和高湿度下培养 28 天。在完成暴露时间后，在显微镜下检查样品并按 0 到 4 的等级进行评分，这对应于样品上真菌生长的程度 (%)。 0 分表示没有生长，而 4 分表示真菌生长覆盖了样本表面积的 60%。G21 测试方法提供的结果更好地反映了真实情况，因为它使用了生物体的混合物以及足够长的培养期让真菌可以发育到完全成熟。没有养分，真菌必须使用测试材料作为营养来源才能生存。通过这种方式可以评估样品在最终应用时抵抗真菌侵袭的能力。

结果与讨论

将经过 1% 和 2% LBF1-8106-200 处理的 PVC 板进行 AATCC 30- III 和 G21 测试。所有处理过的平板在两项测试中均获得 0 分。相比之下，未经处理的 PVC 样品在 AATCC 30-III 上获得 2 分，在ASTM G21 上获得 4 分（表 1），表明样品上有大量真菌生长。

为评估 MicroGuard 处理过的 PVC 在暴露于紫外线后的抗真菌性能，在模拟户外紫外线条件下，在 340nm 下将样品老化 7 天和 14天。在每个周期之后，将平板进行 ASTM G21 测试。因为观察到真菌生长覆盖了 30-60% 的表面，未经处理的 PVC 平板获得 3 分。经0.4% IF1-8100-250 处理的平板，紫外线老化 7 天和 14 天后，两种条件下均获得 2 分。将处理水平提高到 0.6% 和 0.8% 会导致两种老化条件的得分为 0，表明基质上的真菌生长已被完全抑制（表 2）。

结论

MicroGuard 系列产品由妙抗保开发，目的是以一种无金属、符合全球法规的产品替代当前 PVC 行业使用的高度危险的抗菌剂。MicroGuard 符合加州 65 号提案，允许做出更有利的营销声明。这些解决方案可以母粒和液体配方的形式提供给客户，无需额外加工即可轻松添加到现有系统中。除了 PVC 之外，最初的产品还包括用于 EVA 和 PU 泡棉的产品。妙抗保正在进一步扩展MicroGuard 系列，以涵盖其他聚烯烃和涂层。

来源：妙抗保国际有限公司

来源：荣格-《国际塑料商情》

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