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這個(gè)世界上充斥著細(xì)菌、霉菌和酵母。這些東西有的對(duì)人類有益,有些卻會(huì)污染食物,影響它們的氣味或徹底使其變質(zhì)。而橡膠由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)特性,很容易受到微生物的攻擊。這是因?yàn)橛稍鏊軇?、?rùn)滑劑和橡膠為基礎(chǔ)的物質(zhì)成分中富含氫,而成為了微生物生長(zhǎng)的溫床。橡膠制品的使用環(huán)境往往溫暖又潮濕,更進(jìn)一步加速了微生物的增殖。這樣一來(lái),工廠出于衛(wèi)生需要,過(guò)不了多長(zhǎng)時(shí)間就要停工拆洗甚至更換橡膠部件。
為了減少和抑制微生物在橡膠內(nèi)部和表面的生長(zhǎng),化學(xué)家們將抗菌的添加劑混入人造橡膠當(dāng)中。這些有機(jī)化合物能短時(shí)間抗菌,但并不能全面的保護(hù)橡膠不受侵蝕,因?yàn)殡S著時(shí)間流逝,它們會(huì)逐漸流失,抗菌功能也會(huì)逐漸喪失。而且這些生物殺滅劑的安全性也正面臨安全性的考驗(yàn)。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,一種可以適應(yīng)各種生產(chǎn)應(yīng)用的新型熱硫化橡膠(HCR)正成為科學(xué)家眼中的新寵。實(shí)驗(yàn)證明用該技術(shù)處理過(guò)的產(chǎn)品很好的控制了微生物在其表面和內(nèi)部的滋生。應(yīng)用在該橡膠中的一種新型專利生物殺滅劑也沒(méi)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而流失。這樣的橡膠制品得到了完全而長(zhǎng)效的抗菌保護(hù)。雖然抗菌功能這樣強(qiáng)大,該技術(shù)卻一點(diǎn)完全沒(méi)有特殊的處理方法,而且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于全世界,幾乎可以被任何一家熱固橡膠工廠采用。本文將介紹HCR的優(yōu)點(diǎn),并把它和未做任何處理及添加了普通生物殺滅劑的橡膠相比較。
什么地方需要抑制微生物活性
由于本身結(jié)構(gòu)和使用環(huán)境的原因,某些橡膠產(chǎn)品很容易滋生微生物,造成生產(chǎn)線上的污染。食品和飲料加工器具首當(dāng)其沖,例如砧板、廚房用具、食品運(yùn)輸帶和滾軸,醫(yī)療和藥物生產(chǎn)廠商也面臨同樣問(wèn)題。
應(yīng)用在溫暖、潮濕環(huán)境中的產(chǎn)品也容易滋生微生物。包括餐廳的防滑墊、窗戶和浴室的防漏水封條以及過(guò)濾裝置的墊圈和密封條。
如果這些橡膠部件被安置在很難做日常清理的地方,那么工人們就得經(jīng)常把它們拆下來(lái)清洗甚至更換。
抗菌橡膠可以制作的產(chǎn)品包括有:包層、密封圈、墊圈、O型圈、輪子、輪腳、(電話)振動(dòng)膜、球膽、包裝、襯墊、管子和帶子,它們可以被應(yīng)用于如下領(lǐng)域:
◆ 醫(yī)療和制藥系統(tǒng)
◆ 食品飲料加工機(jī)械
◆ 乳制品處理器具
◆ 食品儲(chǔ)藏容具
◆ 過(guò)濾裝置
◆ 體育用品、衣物和鞋子
◆ 淋浴房/桑拿房/浴缸中的衛(wèi)生用具
◆ 輸送帶和滾軸
◆ 防滑墊
◆ 包裝設(shè)備
◆ 建筑材料
◆ 游泳池防護(hù)墊
◆ 汽車HVAC管等等
傳統(tǒng)生物殺滅劑及其缺陷
目前市場(chǎng)對(duì)抗菌(AM)產(chǎn)品的需求正在快速增長(zhǎng)。每年購(gòu)買(mǎi)生物殺滅劑的資金都超過(guò)10億,購(gòu)買(mǎi)領(lǐng)域包括:液體香皂生產(chǎn)、健康美容產(chǎn)業(yè)、內(nèi)衣生產(chǎn)、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生設(shè)備、導(dǎo)管和橡膠墊子產(chǎn)業(yè)。
在這場(chǎng)對(duì)抗微生物的戰(zhàn)役中,最好的辦法是采取多種途徑制止微生物的蔓延。所以不僅要在橡膠表面經(jīng)常使用化學(xué)消毒劑以保持表面的衛(wèi)生,同時(shí)也要在橡膠結(jié)構(gòu)中嵌入抗菌添加劑以制止微生物的進(jìn)一步蔓延。
抗菌助劑
為了提高抗菌功效,廠商在有機(jī)生物殺滅劑中添加了很多助劑來(lái)幫助抑制微生物的繁殖。最初這些助劑被用于保護(hù)液態(tài)產(chǎn)品,如乳膠漆、除臭劑、香波、液體香皂和消毒劑等等,后來(lái)才慢慢被應(yīng)用到橡膠等固態(tài)產(chǎn)品中。
添加在橡膠中幫助其抑制微生物增殖的助劑系列包括有:
◆ 季胺化合物
◆ 有機(jī)砷化物
◆ 有機(jī)鋅化物
◆ 有機(jī)錫化物
但是這些助劑有著各種缺陷,最關(guān)鍵的是它們會(huì)隨著生物殺滅劑一起,慢慢從橡膠結(jié)構(gòu)中跑出去,而導(dǎo)致抗菌功能的下降或喪失。
生物殺滅劑使用過(guò)程中的問(wèn)題
對(duì)于有機(jī)生物殺滅劑而言最大的問(wèn)題是它會(huì)從橡膠結(jié)構(gòu)中漸漸濾出,從而使最終產(chǎn)品的抗菌功效慢慢變差。有的時(shí)候甚至只僅僅用過(guò)幾次就失效了。
這些有機(jī)成分的流失還可能會(huì)使產(chǎn)品的味道或氣味發(fā)生改變,使其味道令人惡心或散發(fā)出難聞的氣味。
雖然能夠很好的抑制微生物的滋生,但是有機(jī)生物殺滅劑往往對(duì)人體和環(huán)境有害。因?yàn)橛袧撛诘亩拘源嬖冢蛟谑褂眠^(guò)程中會(huì)慢慢釋放毒性,在醫(yī)療和食品領(lǐng)域已經(jīng)禁止了某些種類的進(jìn)入。目前許多環(huán)境與健康組織都在呼吁限制有機(jī)生物殺滅劑的使用,并建議用戶不要購(gòu)買(mǎi)含有一種名為“triclosan”成分的產(chǎn)品。更有組織建議2008年前全球范圍內(nèi)禁止使用磷酸三丁酯(TBT)。
制造過(guò)程中的毒性
這些有機(jī)生物殺滅劑的分解溫度一般最低為250℃。對(duì)于象“triclosan”這種物質(zhì),加熱會(huì)使它和它的氯化物揮發(fā)出來(lái),腐蝕橡膠部件。在某些情況下,它還可能會(huì)分解成二氧芑---一種劇毒物質(zhì),或類似化合物。
新型的銀基抗菌橡膠
由于市場(chǎng)上對(duì)抗菌橡膠的需求越來(lái)越旺,而傳統(tǒng)有機(jī)生物殺滅劑又有著無(wú)法彌補(bǔ)的缺陷,科學(xué)家們開(kāi)始開(kāi)發(fā)一種新型的無(wú)機(jī)生物殺滅劑。銀的性能穩(wěn)定又比較安全,是一種非常好的替代品。
古希臘歷史學(xué)家希羅多德的書(shū)中曾說(shuō)到,波斯國(guó)王屬下的軍隊(duì)用銀制的水壺盛水,以后也有歷史學(xué)家提到亞力山大大帝的軍隊(duì)使用過(guò)類似的器皿。銀被廣泛記載用于儲(chǔ)水以及治療。一些銀的化合物還被用來(lái)治療眼炎和作為治療灼傷的助劑。
與抗生素和某些生物殺滅劑不同的是,銀抑制微生物生長(zhǎng)的機(jī)理仍然不為所知。但它被認(rèn)為非常安全而且對(duì)人體的毒性極低。實(shí)際上早在上千年前,人們就以銀作為材料,制作盛放食物的器皿、水杯、珠寶和裝飾廚房器具。
但是用銀來(lái)代替有機(jī)生物殺滅劑面臨的問(wèn)題是,傳統(tǒng)方法會(huì)使銀離子和硫發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的化學(xué)反應(yīng),使其失去活性。而且橡膠中的銀也容易被氧化,使其表面失去光澤。美利肯化工的化學(xué)家們正在研制高效長(zhǎng)壽的銀基抗菌橡膠。
一種名為Elastorguard的熱硫化抗菌橡膠最近剛剛申請(qǐng)了專利技術(shù)。這種橡膠能夠很好的抑制細(xì)菌、霉菌和酵母在橡膠上的繁衍。而且經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用活性也不會(huì)下降,就算是多次洗滌甚至表面被反復(fù)摩擦也是一樣??咕M分非常穩(wěn)定,加熱到800℃也不會(huì)揮發(fā)出來(lái),烘烤、曝曬乃至腐蝕也不會(huì)讓其流失。它不會(huì)影響到橡膠的色澤,因此產(chǎn)品可以做成白色或者亮面。最重要的是它抗真菌與抗細(xì)菌的功能一樣強(qiáng),這在傳統(tǒng)生物殺滅劑中是非常少見(jiàn)的。
這種新型的橡膠處理技術(shù)
◆ 抗熱老化
◆ 色澤鮮艷
◆ 無(wú)異味
◆ 更抗硫化氫
小結(jié)
一種新型的銀基抗菌技術(shù) — 能被廣泛應(yīng)用于熱固彈性體生產(chǎn)過(guò)程中 — 可以使橡膠能夠長(zhǎng)時(shí)間抵制微生物的入侵。和以前使用的有機(jī)生物殺滅劑不同,該抗菌組分不會(huì)從橡膠結(jié)構(gòu)中流失,也完全避免了有機(jī)生物殺滅劑會(huì)帶來(lái)的一系列問(wèn)題。該組分能耐受橡膠產(chǎn)品加工時(shí)的高溫,在接觸大部分的有機(jī)溶液時(shí)不需另加保護(hù)。高溫、高壓或被剪斷都不會(huì)影響產(chǎn)品性能。
“Elastorguard”橡膠目前已在美利肯化工投入商業(yè)生產(chǎn),它能夠替代目前市場(chǎng)上絕大多數(shù)天然橡膠標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,從低端的EPDM、NBR到高端的氟橡膠。形狀也可多種多樣,包括板材、橡膠帶、薄片等等,只要是用戶需要的基本上都能加工。
“Elastorguard”橡膠非常容易進(jìn)行后期加工與切割,加涂層也非常方便。