乙烯基材表面的粉色污染

作者：Hugh Barrett，技术顾问，APV工程涂料公司

粉色污染是海洋织物上常见的一个问题，在坐垫、室内装饰地板和其他乙烯基材表面都可能产生。一旦污渍出现，便无法清洗。然而，通过预防引发粉色污染的细菌的生长，或用涂料对基材进行封闭处理，都可有效阻止粉色污染的产生。

在讨论预防措施之前，重要的是要区分“粉色污染”和“粉色”，这是两个完全独立且无关的概念。

粉色污染是由乙烯增塑体的细菌活性造成的，而粉色则是通过聚合物加热后的化学反应和/或空气污染物 对聚合物表面产生作用而引起的。

粉色

在聚烯烃和其他聚合物中，粉红色和/或发黄现象是由酚类化合物的过度氧化而导致的变色，通常用作抗氧化剂。酚类抗氧化剂具有牺牲作用。如果不添加到足够的数量，和/或有其他配方成分作为氧化催化剂，和/或它们因加热而消耗完，一个称为醌类的化学化合物便会形成（图1）。醌类是鲜红的生色团，根据浓度和配方中的其他成分，也会出现粉红色或黄色。未包覆二氧化钛可以在较高的加工温度或热 老化中催化醌类化合物的形成。在配方中添加到足够数量的硬脂酸锌，可以缓解这个问题，因为锌醌化合物是无色的。

微生物粉色污染

粉红污染是一个术语，用来描述微生物在塑化（柔性）乙烯和其他聚合物表面生长所产生的结果。微生物轮枝链霉菌属网是一种革兰氏阳性菌，主要存在于土壤和腐烂的植被中。链霉菌属是放线菌属中最大的属，也是链霉菌科的模式属。大多数链霉菌会产生孢子，因挥发性代谢物土臭素的产生，使其以独特的“泥土味”而闻名。这个属一度被认为是一种真菌。

虽然次生代谢产物并非生物体生存所必需，但链霉菌的特征是复杂的次生代谢（也称特别代谢）。链霉素生产超过三分之二的临床用的天然抗生素（如新霉素 、 cypemycin、 grisemycin、 bottromycins和chloramphenicol）。抗生素的生产是为了自卫，以对 抗其他细菌。链霉素的名字直接取自链霉素。第二次世界大战结束时，美国陆军在密歇根州Battle Creek的一家军事医院进行了用链霉素治疗致命感染的试验。第一个接受治疗的病人没有存活下来;第二名患者幸存下来，但由于治疗的副作用而失明。1946年3月第三位病人接受了治疗，他是Robert J. Dole，后来成为美国参议院多数党领袖和总统候选人。他的身体得到了迅速而有力的恢复。

粉色污染与塑化剂

柔性乙烯，常用于海洋船舶座椅和装潢内饰，随着时间的推移增塑剂会慢慢渗出，这一过程被称为增塑剂迁移。柔性乙烯基板表面的增塑剂被轮枝链霉菌属网消耗并产生代谢，其中一种代谢物便是可溶性红 色染料。红色染料通过吸收向下进入乙烯基材，即从高浓度向低浓度运行的过程。这可以通过用圆珠笔在透明、柔软的乙烯基纸上写字来证明。墨水将通过柔性乙烯迁移，并从反面渗透出来。

柔性乙烯表面的增塑剂会挥发到空气中，这就是 为什么柔性乙烯基材会随着时间变硬和产生开裂。 “新车气味”便是来自增塑剂，它会迁移到汽车表 面，然后挥发到空气中。还可以用胶带来演示增塑剂 的迁移。把一块胶带贴在一块柔性乙烯基板上，增塑 剂将从柔性乙烯基材的较高浓度处，通过表面进入较 低浓度的胶带压敏胶中，使胶带变得粘糊糊一团糟。

预防方法

预防是应对粉色污染的最好方法。常规方式是无 法用来清洗粉色污渍的，因为造成污渍的染料已经被吸收，不再存于表面上。最近的一项专利申请（美国 2016/0281037 A1, 2016年9月29日）描述了一种使用 热、光（波长494±5 nm）和漂白剂（氧化剂）来漂白因轮枝链霉菌属网产生的粉色污渍的方法。

ASTM标准E1428是评价合成聚合材料抗轮枝链霉菌属网能力的一种方法。在新鲜的琼脂平板的整个表面涂覆轮枝链霉菌属网细胞并使之生长。试样面朝下放置于接种板表面。覆盖的测试容器在高湿度下培养14天，一周内便可看到一些比较结果。接种过后，检查样本是否有染色现象。扁平聚合物材料易于测试。粉色污染很容易通过肉眼检查确定。由于缺乏对比 度，检查深色材料的染色可能不那么容易。在粉色光下检查测试表面（不是ASTM标准的一部分）会加强对比度，从而可在深色基材上更好地辨识粉色污渍。

传统预防轮枝链霉菌属网生长的方法是使用杀菌剂等有毒物质。常见的杀菌剂包括砷化合物和各种含碘或锌的复杂有机化合物。例如，砷，10,10’-氧代 双吩恶砒（OPBA）是一种相当有效的生物杀菌剂，它被设计用来迁移到基材表面，并在表面形成一个大 的抑制区，防止微生物的生长。但出于生态和安全方面的原因，砷的使用不再受到欢迎。

吡啶硫酮锌（ZPT）是一种更温和的替代品。ZPT 在有效治疗头皮屑方面，已经使用了50多年，且已成为最常用的头皮屑处理物质，例如，海飞丝去头屑洗发水。它是一种模仿天然抗菌曲霉酸的分子，这种酸会干扰细胞分裂。ZPT在水中溶解度低（在中性pH值 下为8ppm），所以适合外墙涂料，对细菌、真菌、藻类等微生物有一定的防护作用。

ZPT与金属羧酸盐固化剂不兼容。在含有金属离子（如铁）的水性涂料中，可以通过螯合剂的使用让 其与离子不发生反应，且可以溶于水。乙二胺四乙酸，即EDTA，是一种很受欢迎的螯合剂。EDTA的毒 性较低。事实上，它还会被注射到人体内，通过螯合作用治疗重金属中毒。紫外光降解ZPT的速度很慢，即使在阳光直射下也能提供多年的保护。它必须以颗粒状物质的形式在配方中使用，从而产生一种缓释活性涂层，它可以通过干扰细胞分裂来控制轮枝链霉菌属网种群及其活性。

纳米银是一种很有前途的抗菌剂，它是一种单质 银粒子，以10-9米或十亿分之一米为直径单位。银对人或动物无毒，但会杀死微生物，这也是为何银质餐具会流行的原因。

另一种方法是使用涂层作为屏障。PVDF涂料用于柔性乙烯基材会将其表面封闭，从而阻止增塑剂通过。为了证明这一点，请考虑如何将胶带和压敏胶应用于PVDF涂料的柔性乙烯基材表面，而不会因增塑 剂迁移而导致胶粘失效。PVDF防护涂层无毒，且从化学角度看是非常“紧致”的，因而不会吸收任何物质，可使表面保持高度清洁。轮枝链霉菌属网微生物 不会在没有食物的表面生长。如果PVDF表面被营养物质污染，轮枝链霉菌属网生长，可能产生染料，但无法被吸收，用肥皂、水或酒精擦拭表面即可清除。PVDF涂层提供一个容易清洁的疏水表面，因而使得清洁变得异常容易。

面漆会对基材表面进行保护，但轮枝链霉菌属网也会生长在基板背面。粉色染料可在背面产生和吸收，穿过乙烯基材并出现在表面。如果防护面漆是透明或半透明的，那么污渍将会被看见，仍会造成外观上的不美观。在座位上，乙烯基衬垫覆盖着泡沫垫，若座位渗漏或水渗透到座椅的内部结构中，那么在乙烯基材和泡沫上，轮枝链霉菌属网都会产生并生长。

如前所述，内部生长也会产生复合土臭素（图 2），希腊语翻译过来即“泥土的味道”。这种气味与雨后森林地面上潮湿腐烂的植被所散发的味道一样。土臭素与酸发生反应，会产生无味的土臭素。土臭素在森林里可能让人不太舒服，它确实也被用于香水中，但当它从座位上散发出来时，就不是一种令人愉快的味道了。室内装潢织物的里侧和泡沫垫表面应采用ZPT来进行处理。为了均匀一致，ZPT水溶液应该被喷或刷在织物里侧和泡沫表面，并在坐垫被覆盖前使之完全干燥，将ZPT颗粒锁在坐垫内。前文介绍过，ZPT在水中溶解度较低，所以粉末会停留在坐垫内部，即使有水进入，也会阻止内层轮枝链霉菌属网和其他有害菌群的繁殖。