胡建雄,吴 静,肖 文
(中航飞机股份有限公司 长沙起落架分公司,陕西 汉中 723200)
生霉是霉菌在非金属材料上生长繁殖的结果。在潮湿温暖的环境下,霉菌极易生长,能在培养基上快速繁衍成绒毛状或棉絮状丝状体,并依靠形形色色无性或有性孢子进行繁殖[1]。航空用的非金属材料,如棉纤编织品、皮革和塑料等,几乎都含有一定的水分或具有一定的吸湿能力,是霉菌的良好碳源,为霉菌的生长提供了营养物质[2]。在有氧环境下,霉菌通过呼吸过程分解掉吸收的物质,产生二氧化碳和水,释放出热量,在这样的生物循环过程中使得非金属材料霉变[3],尤其是棉纤编织品更易长霉。
非金属材料的霉变会使性能受损,导致使用寿命缩短,并严重影响到材料或含有该材料部件系统的可靠性。受损包括直接受损和间接受损,直接受损是造成材料本身的腐烂和老化;间接受损是霉菌的生长给其他零部件或功能造成的破坏[4]。中航飞机股份有限公司长沙起落架分公司所使用的棉线编织软管发生了间接受损。
棉线编织软管内层为丁腈胶管,外层为棉线套涂以丁腈胶浆,所以构成棉线软管的组分有3种:丁腈胶管、丁腈胶浆和棉线。棉线编织软管在运输和储存过程中常出现霉菌问题,首先是外表面出现不同颜色的霉斑,继之棉线套溃烂,致使软管毁坏。为解决软管霉腐问题,笔者对软管进行了抗霉性能试验,找出了问题所在,对棉线进行防霉处理,减少了损失。
试验设备为20~50 ℃的恒温箱,箱内任何空间的温度差应≤1 ℃。
取φ15 mm的丁腈胶管90 mm,将胶管截切成30 mm长的小段,丁腈胶浆150 g,棉线200 mm。试样表面用75%酒精溶液擦洗干净,清洁后的试样避免污染。
取硝酸铵1.5 g,磷酸二氢钾1.0 g,硫酸镁0.5 g,氯化钾0.25 g,硫酸亚铁0.002 g,蒸馏水1 000 mL,水洗琼脂15~20 g进行配制。配制时在容器中加入500 mL的蒸馏水,将各种试剂按配比成分依次加入,用玻璃棒搅拌,使各种试剂完全溶解,再加蒸馏水至1 000 mL,并加入水洗琼脂,加热至40~50 ℃使其溶解,用清洁纱布过滤后注入干净的试管中并塞好棉塞,随即将试管放入高压灭菌锅中进行灭菌。其压力为1.1 kg/mm2,时间为30 min。
在蒸馏水中加入0.02%~0.03%吐温60(聚羟基乙烯硬脂酸山梨醇酐)搅拌均匀后,取40 mL灌注于100 mL的三角烧瓶中,塞好棉塞,经其压力为1.1 kg/mm2,时间30 min灭菌、冷却后即可使用。
在无菌条件下,将表1中霉菌孢子用接种环接入接种液中,每10 mL的接种液可移入每个菌种的一次采菌量。塞好棉塞后,充分摇晃,使孢子彻底分散,随后用灭菌过的纱布过滤,装入喷雾瓶内即可使用。
表1 霉菌采菌量
将灭菌过的无机盐琼脂20~25 mL,倾入灭菌过的φ10 cm平皿内,待其中培养基冷凝后,用火焰灼烧杀菌过的镊子,取试样平置于无机盐琼脂的中央,然后用喷雾器将混合袍子悬浮液均匀地喷射在试样表面及周围的培养基上,加皿盖后放在恒温箱中,在温度28~30 ℃的条件下试验21天。相对湿度由平皿内的琼脂培养基来保持,不需要另行控制湿度。
试验结果的等级评定见表2。
表2 霉腐试验结果的等级评定
试验结果见表3。
表3 丁腈胶管、丁腈胶浆和棉线抗霉性能试验结果
从表3试验结果可知,构成棉线编织软管的3种组分都有不同程度的霉腐现象,其中以棉线的霉腐现象为最严重,胶管和胶浆的生霉现象仅为极轻微生霉,不影响使用。为解决棉线编织软管的霉腐问题,笔者对棉线进行了防霉处理。
将棉线用各种不同浓度的五氨苯酚钠水溶液和对硝基酚水溶液分别进行浸泡30 min(以各种浓度五氨苯酚钠处理后的棉线均为无色,以各种浓度对硝基酚处理后的棉线均为黄色),晾干后作抗霉性能试验,其结果见表4和表5。
表4 棉线以各种浓度五氨苯酚纳处理后抗霉性能试验结果
表5 棉线以各种浓度对硝基酚处理后抗霉性能试验结果
通过上述研究,可以得出如下结论。
1)丁腈胶管和丁腈胶浆具有较强的抗霉性能,而棉线不具备抗霉性能。
2)0.2%以上五氨苯酚钠水溶液具有较强的抑菌效能,0.2%以上对硝基酚水溶液也具有较强的抑菌效能。从处理后外观来看,对硝基酚水溶液处理后的棉线均为黄色,而五氨苯酚钠水溶液处理后的棉线均为无色,所以一般情况下采用五氨苯酚钠水溶液处理棉线更为适宜。
3)在运输和储存过程中,注意保持材料的干燥和通风,以营造不利于霉菌孢子生长和发育的环境。
4)在选材过程中,注意选择抗霉性能好的材料制造产品,使产品本身具有抵抗霉菌浸蚀的能力。如果材料本身不具有抗霉性,可在材料的生产过程中加入防霉剂[6-8],以使其成为抗霉材料。
[1] 彭红,谢小保,欧阳友生,等. 工业材料及制品的防霉试验标准及其应用[J]. 环保与健康杂志,2004,21(6):428-431.
[2] 李素娟,袁英姿,彭红,等. 塑料防霉性能测试和评价标准探讨[J]. 塑料工业,2011,39(S2):74-77.
[3] 齐俊臣,封艳文,刘春和,等. 军用电子产品贮存中的防霉技术[C]∥2008第六届电子产品防护技术研讨会论文集. 广东:广东省电子学会,2008.
[4] 任圣平,张立. 高分子材料老化机理初探[J]. 信息记录材料,2004,5(4):57-60.
[5] GJB 150.10A—2009,军用设备实验室环境试验方法 第10部分:霉菌试验[S].
[6] 刘方,唐旭东,张家鹤. 抗菌塑料研究进展[J].塑料制造,2009(4):84-87.
[7] 赵建明,李泽国,李毕忠,等. 聚氯乙烯人造革用抗菌防霉剂研究进展[J]. 塑料科技,2012,40(11):99-103.
[8] 孙剑,乔学亮,陈建国. 无机抗菌剂的研究进展[J]. 材料导报,2007,21(5):344-348.