劉亞林，鄭思維，王焰孟，李傳杰，陳魯鐵，付佳永

(1.中汽研汽車零部件檢驗(yàn)中心(寧波)有限公司,浙江寧波 315104;2.中汽研汽車檢驗(yàn)中心(天津)有限公司，天津 300399)

0 引言

自2020年新冠肺炎疫情以來，人們對(duì)健康的關(guān)注愈發(fā)重視，無論是個(gè)人衛(wèi)生還是環(huán)境健康意識(shí)都有了明顯的提升。在防疫抗疫的過程中，私家車儼然成為一個(gè)移動(dòng)的堡壘，在降低人群接觸、提升自我保護(hù)方面的價(jià)值及通行便利性方面的重要作用，使得人們對(duì)私家車的依賴性進(jìn)一步提升。雖然受到了疫情及復(fù)工復(fù)廠的影響，2020年國(guó)內(nèi)各大車企的產(chǎn)銷量紛紛又創(chuàng)新高。人們依賴私家車的同時(shí)，對(duì)車輛的健康屏障要求也越來越高，在熟知的車內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物含量、車內(nèi)異味外，抗菌性也逐漸成為車企和消費(fèi)者關(guān)注的熱點(diǎn)。各大主機(jī)廠也紛紛提出了健康座艙的要點(diǎn)。文中就材料常見抗菌方法及抗菌性檢測(cè)常用方法兩個(gè)方面進(jìn)行分析，并對(duì)汽車常用材料相應(yīng)檢測(cè)方法進(jìn)行了論述，為行業(yè)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)及檢測(cè)提供參考。

1 材料常見抗菌分類

抗菌性是指產(chǎn)品所具有的抑制細(xì)菌繁殖的性能[1],具有防止材料表面細(xì)菌等微生物滋生，防止人體皮膚、汗液、污漬等滋生微生物。一方面降低了病原微生物的滋生，減少疾病的產(chǎn)生與傳播，另一方面還能減少材料因細(xì)菌微生物引起的老化。此外，通過抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)、繁殖也減少了異味的產(chǎn)生。

產(chǎn)品抗菌通?？煞譃槭褂每咕牧?、添加抗菌劑來制成。也有產(chǎn)品使用光照等達(dá)到抗菌效果，但目前車內(nèi)主流的抗菌方式仍然是添加抗菌劑來提高產(chǎn)品抗菌性作用。

汽車內(nèi)飾材料以非金屬內(nèi)飾材料為主，車內(nèi)抗菌材料生產(chǎn)可分為以下幾類：使用天然抗菌纖維制造的材料、使用人造天然抗菌纖劑制造的材料、添加有機(jī)抗菌劑制造的材料、添加無機(jī)抗菌劑制造的材料[2]等。

天然抗菌纖維通常包括麻纖維、竹纖維、木棉纖維[3]等，可直接用來制造具有抗菌抑菌效果的紡織品；人工天然抗菌劑是從動(dòng)植物中提取的天然成分，如艾草、薄荷、蘆薈、蝦殼等?？商砑釉诩徔椘吩现兄圃炜咕徔椘罚挥袡C(jī)抗菌劑主要指苯類、雜環(huán)類、季銨鹽類等有機(jī)化合物作為添加劑在產(chǎn)品制造時(shí)廣泛使用；無機(jī)抗菌劑包括銀納米顆粒、氧化鋅納米材料、氧化鈦納米材料、氧化石墨烯等以金屬離子負(fù)載或光催化方的方式達(dá)到抗菌效果。

2 抗菌性檢測(cè)常用方法分類

抗菌性檢測(cè)方法根據(jù)檢測(cè)對(duì)象不同有多種類別，涉及的領(lǐng)域和針對(duì)的對(duì)象也非常多，如家具、衛(wèi)生用品、光學(xué)儀器、建材、紡織品、包裝材料、醫(yī)療、軍工等，不同的對(duì)象要求的差異也比較大。

根據(jù)抗菌劑的不同類型采取不同的檢測(cè)方法。抗菌劑可分為溶出型抗菌劑和非溶出型抗菌劑兩種[4]。溶出型抗菌劑遇水接觸后可以被水帶走，可使用瓊脂平皿擴(kuò)散法檢測(cè)。瓊脂平皿擴(kuò)散法試驗(yàn)原理是試樣在培養(yǎng)基上一定時(shí)間后，觀察是否可以抑制微生物繁殖并對(duì)抑菌帶寬度進(jìn)行評(píng)價(jià)；吸收法也適用于溶出型抗菌劑，使用洗脫液對(duì)樣品進(jìn)行洗脫，洗脫液經(jīng)稀釋后在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，通過與空白樣對(duì)比活菌數(shù)來定量評(píng)價(jià)抑菌率。非溶出型抗菌劑的特點(diǎn)是其與材料化學(xué)鍵相結(jié)合，不能被水帶走，無法在瓊脂平皿形成抑菌圈，一般通過接觸來殺死微生物。非溶出型抗菌劑一般使用振蕩法，適合對(duì)吸水性要求不高的粉狀或不規(guī)則形狀試樣。將樣品浸泡在菌懸液中振蕩培養(yǎng)，使用振蕩前后菌落數(shù)下降比例評(píng)價(jià)抑菌率。

貼膜法[5]是一種測(cè)定零件樣品表面抑菌性的方法，適用于測(cè)定有一定面積的材料或涂層，如塑料、漆膜、金屬等。試驗(yàn)先將試樣放入無菌平皿中，然后把試驗(yàn)菌懸液直接滴加在樣品的表面,用滅菌鑷子夾起覆蓋膜(聚乙烯薄膜)蓋在試樣表面,使菌液均勻接觸樣品,蓋好平皿。接觸培養(yǎng)一定時(shí)間后,洗脫樣品和覆蓋膜上的微生物,洗脫液經(jīng)適當(dāng)稀釋后進(jìn)行活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù),據(jù)此計(jì)算出樣品的抗/抑菌率。人造革樣品抗抑菌性能的檢測(cè)也適合用貼膜法進(jìn)行評(píng)價(jià)。

參考上述國(guó)內(nèi)常用抗菌性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行分類，常用抗菌性檢測(cè)方法如表1所示。

表1 常用抗菌性檢測(cè)方法

除此之外，針對(duì)地毯類產(chǎn)品除了有抗菌性要求外，還有抗霉性要求，代表檢測(cè)方法有GB/T 23164—2008《地毯抗微生物活性測(cè)定》[6]。塑料材料防霉性代表檢測(cè)方法有GB/T 24128—2009《塑料防霉性能試驗(yàn)方法》[7]。

3 汽車常用材料及相應(yīng)的檢測(cè)方法

汽車內(nèi)飾材料種類繁多，但考慮到抗菌檢測(cè)的必要性，需關(guān)注的材料屬于與人體頻繁接觸、呼吸接觸或易污染的部件。這類部件主要有轉(zhuǎn)向盤、座椅、遮陽板、換擋扶手、儀表板、副儀表板、安全帶、門內(nèi)飾板、扶手、頂棚、地毯、空調(diào)、風(fēng)管及出風(fēng)口等。

上述部件雖然種類較多，但按所涉及的材料類型分類主要有織物、皮革、塑料3種。目前專門針對(duì)汽車內(nèi)飾材料統(tǒng)一的抗菌性檢測(cè)要求還沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)要求，可基于相關(guān)材料的其他標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合表1篩選各種材料的試驗(yàn)方法。目前，汽車內(nèi)飾材料的抗菌性開發(fā)由于考慮到汽車材料其他性能的影響及新產(chǎn)品開發(fā)的成本，各種材料的抗菌性使用最多的方式是無機(jī)抗菌劑添加的方式。納米級(jí)無機(jī)抗菌劑可以在不改變?cè)庸すに嚨臈l件下，添加到塑料、皮革、發(fā)泡等零部件材料中。無機(jī)抗菌劑檢測(cè)常用振蕩法和吸收法進(jìn)行試驗(yàn)。添加無機(jī)抗菌劑的內(nèi)飾材料按振蕩法試驗(yàn)，其簡(jiǎn)易步驟如下：

(1)樣品制備：將樣品統(tǒng)一制成10 mm×10 mm的樣塊，且樣品質(zhì)量為(1.0±0.05)g，然后放入錐形瓶中，加入95 mL的試驗(yàn)用磷酸鹽緩沖液PBS，再加入5 mL預(yù)制菌懸液。

(2)對(duì)照組樣液制備：稱取(1.0±0.05)g對(duì)照樣本二氧化硅粉末(小于10 nm,純度98%～99%)，放入錐形瓶中，加入95 mL的試驗(yàn)用磷酸鹽緩沖液PBS，再加入5 mL預(yù)制菌懸液。

(3)對(duì)照樣本“0”接觸時(shí)間活菌計(jì)數(shù)：將對(duì)照樣液適當(dāng)稀釋后取1.0 mL接種于來菌平皿上，加入營(yíng)養(yǎng)瓊脂，然后在(37±1) ℃恒溫箱中，做菌落計(jì)數(shù)。

(4)將樣品溶液和對(duì)照溶液在(37±1) ℃下振蕩接觸培養(yǎng)24 h。

(5)將振蕩后對(duì)照樣液和試驗(yàn)樣液適當(dāng)稀釋后取1.0 mL接種于來菌平皿上，加入營(yíng)養(yǎng)瓊脂，然后在(37±1) ℃恒溫箱中，做菌落計(jì)數(shù)。

(6)抗菌率用對(duì)照樣品菌落數(shù)減試驗(yàn)樣品菌落數(shù)再除以對(duì)照樣品菌落數(shù)的百分比來表示，檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 添加無機(jī)抗菌劑的內(nèi)飾材料檢測(cè)結(jié)果

上述無機(jī)抗菌劑的使用僅反映了當(dāng)前在汽車材料方面應(yīng)對(duì)產(chǎn)品抗菌性要求的快速工藝改善?？紤]到汽車產(chǎn)品多樣性及后續(xù)材料開發(fā)的系統(tǒng)性，后續(xù)汽車材料抗菌性開發(fā)會(huì)采用更多的抗菌方式及加工方式，將有更全面的汽車抗菌檢測(cè)方式。

汽車織物類材料一般使用人造抗菌劑來達(dá)到抗菌效果，有機(jī)抗菌劑和無機(jī)抗菌劑均可使用，這兩種抗菌劑以添加劑的形式在生產(chǎn)過程中或通過后整理的方式添加到紡織品中。針對(duì)這兩種抗菌劑可使用吸收法和振蕩法進(jìn)行定量檢測(cè)，使用瓊脂平皿擴(kuò)散法進(jìn)行定性檢測(cè)。皮革材料的檢測(cè)與紡織品材料類似，可選擇瓊脂平皿擴(kuò)散法、吸收法、振蕩法。塑料材料的抗菌有多種加工方式，但塑料材料加工使用的抗菌劑主要以無機(jī)抗菌劑為主，針對(duì)塑料樣品可以直接使用貼膜法檢測(cè)塑料成品件的抗菌性能，此外振蕩法也可用于塑料材料的抗菌性評(píng)價(jià)。

汽車內(nèi)飾材料抗菌性檢測(cè)方法分類匯總分類見表3。

表3 汽車內(nèi)飾材料抗菌性檢測(cè)方法分類匯總

4 結(jié)論

綜上所述，汽車內(nèi)飾種類繁多但抗菌抑菌檢測(cè)內(nèi)飾件材料可大致分為織物、皮革、塑料3類，主要內(nèi)飾件包括轉(zhuǎn)向盤、座椅、遮陽板、換擋扶手、儀表板、副儀表板、安全帶、門內(nèi)飾板、扶手、頂棚、地毯等。針對(duì)不同內(nèi)飾材料及其抑菌劑使用方式需根據(jù)材料分類選擇更合適的測(cè)試評(píng)價(jià)方法。瓊脂平皿擴(kuò)散法適用于快捷定性檢測(cè)，若定量分析則需根據(jù)是否可溶出型抗菌劑分別選擇吸收法和振蕩法，對(duì)于塑料、涂層等平面材料使用貼膜法進(jìn)行抗菌性評(píng)價(jià)能更直觀地反映成品件表面材料的抗菌效果。

上述總結(jié)出的汽車內(nèi)飾材料抗菌性試驗(yàn)方法，可以為汽車行業(yè)相關(guān)檢測(cè)方法的開發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)的研制提供參考。汽車尤其是私家車作為現(xiàn)代人們生活的重要交通工具，其不僅是人們通勤代步的工具，很多時(shí)候也是人們休閑、旅游、放松的小窩，人們將健康的需要逐步從住宅擴(kuò)展到了汽車。消費(fèi)者在對(duì)汽車的健康屬性要求不斷提高的同時(shí)，各車企也采用了多種措施滿足消費(fèi)者的需求，人們的健康理念在經(jīng)過疫情影響后得到了顯著提升，抗菌性要求作為汽車內(nèi)飾新的要求將成為新的關(guān)注點(diǎn)。

此外，無機(jī)抗菌劑的使用以Ag等金屬離子添加到內(nèi)飾材料中，無機(jī)抗菌劑的添加對(duì)材料物質(zhì)性能、機(jī)械性能的影響還需要進(jìn)一步的全面試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；抗菌劑的添加量與抗菌性能需求如何去權(quán)衡，來控制抗菌劑的使用量也是需要解決的問題之一；在汽車材料追求全生命周期低碳綠色發(fā)展的當(dāng)下，如何衡量抗菌劑的添加對(duì)材料的回收再利用的影響也是隨之而來需要考慮的問題。