硅胶鞋垫抗菌性能测试技术规范与耐久性评价研究

硅胶鞋垫抗菌性能测试技术规范与耐久性评价研究  

一、检测原理与标准依据  

（一）抗菌机制与分类  

硅胶鞋垫通过添加抗菌剂（如纳米银、氧化锌、季铵盐）实现抑菌效果，其作用机制包括：  

1.物理接触：抗菌剂破坏细菌细胞膜，导致胞内物质泄漏；  

2.持续释放：缓释型抗菌剂（如载银沸石）在湿度条件下释放Ag⁺，抑制细菌酶活性1。  

（二）核心标准  

国内标准：GB/T31402-2015《鞋类抗菌性能评价》、QB/T2881-2013《鞋类帮面、衬里和内垫试验方法抗菌性能》；  

国际标准：ASTME2149-20《材料抗菌活性测定标准试验方法》、JISL1902-2015《抗菌加工纺织品测试方法》2。  

二、试验流程与操作规范  

（一）样品预处理  

1.试样制备  

从硅胶鞋垫上裁剪50mm×50mm试样3块（避开缝线和logo区域）；  

按GB/T3921-2008进行洗涤处理：  

o洗涤剂浓度0.2%，浴比1:50，40℃±2℃水洗30分钟；  

o重复50次循环（模拟6个月日常使用）1。  

2.灭菌处理  

试样经121℃高压蒸汽灭菌20分钟，干燥后备用；  

阴性对照样（未抗菌处理硅胶）同步灭菌3。  

（二）抗菌性能测试（贴膜法）  

1.菌悬液制备  

大肠杆菌（8099）和金黄色葡tao球菌（ATCC6538）活化至对数期；  

用0.03mol/LPBS稀释至1×10⁶CFU/mL（含10%小牛血清模拟足部汗液有机物）1。  

2.接种与培养   

试样接种：  

取0.2mL菌悬液均匀涂布于试样表面，覆盖无菌聚乙烯膜（40mm×40mm）；  

37℃±1℃、相对湿度90%条件下培养24小时。  

活菌计数：   

加入10mL中和剂（0.1%卵lin脂+0.5%硫代liu酸钠）洗脱细菌；  

梯度稀释后倾注TSA培养基，37℃培养48小时，计数菌落数（CFU）2。  

（三）结果计算  

抑菌率（）  

符号说明：  

抗菌硅胶试样的平均活菌数（CFU/试样）；  

阴性对照样的平均活菌数（CFU/试样）。  

判定标准：抑菌率≥90%为抗菌合格，≥99%为优级1。  

三、关键影响因素与优化  

（一）材料特性影响  

抗菌剂类型：  

影响规律：纳米银＞氧化锌＞季铵盐；  

优化建议：优先选择载银沸石（缓释性好）。  

添加量：  

影响规律：0.5%-1.0%时抑菌率达99%以上；  

优化建议：控制在0.8%平衡效果与成本。  

表面粗糙度：  

影响规律：Ra＞1.6μm易藏菌，降低抗菌效果；  

优化建议：表面光滑处理（Ra≤0.8μm）。  

（二）使用环境影响  

1.温度与湿度：  

足部温度35-37℃加速抗菌剂释放，湿度＞60%时抑菌率提升5%-10%；  

2.洗涤方式：  

机洗比手洗抗菌剂流失率高15%，建议手洗并自然晾干3。  

四、耐久性测试与案例分析  

（一）耐久性评价方法  

洗涤循环测试：50次水洗后抑菌率下降幅度应≤20%；  

热老化测试：70℃放置7天，抗菌剂迁移量应＜0.1mg/cm²1。  

（二）典型案例  

样品：某品牌抗菌硅胶鞋垫（标称抑菌率99%）  

检测结果：    

大肠杆菌抑菌率：   

初始状态：99.5%；  

50次水洗后：92.3%；  

标准要求：≥90%。    

金黄色葡tao球菌抑菌率：    

初始状态：99.8%；  

50次水洗后：93.6%；  

标准要求：≥90%。  .  

抗菌剂迁移量：   

初始状态：0.03mg/cm²；  

50次水洗后：0.05mg/cm²；  

标准要求：＜0.1mg/cm²。  

结论：符合GB/T31402-2015优级要求2。  

五、质量控制与应用建议  

（一）质控要点  

1.阳性对照：确保菌株活性（活菌数1×10⁶±0.5×10⁶CFU/mL）；  

2.平行试验：3次平行试样抑菌率相对标准偏差（RSD）应≤5%1。  

（二）应用场景建议  

运动鞋垫：推荐纳米银抗菌硅胶（耐水洗性优）；  

医用鞋垫：选择氧化锌抗菌剂（生物相容性好）；  

儿童鞋垫：抗菌剂添加量≤0.5%（安全性优先）3。  

关键词：硅胶鞋垫；抗菌性能；贴膜法；抑菌率；耐久性测试  

参考文献  

[1]GB/T31402-2015鞋类抗菌性能评价[S].  

[2]ASTME2149-20材料抗菌活性测定标准试验方法[S].  

[3]抗菌高分子材料在footwear中的应用研究[J].材料科学与工程学报,2025,43(2):1-8.