高温使用条件下硅胶（Silicone Rubber）的稳定性评估：基于欧盟与德国LFGB标准的检测与研究
- 供应商
- 中科技术服务（深圳）有限公司
- 认证
- 发证机构
- 中检集团CCIC、出入境检验检疫局
- 资质要求
- CNAS、CMA
- 检测周期
- 5-8个工作日
- 手机号
- 13538113533
- 经理
- Vincent
- 所在地
- 广东省深圳市南山区塘岭路崇文花园4号金骐智谷大厦，惠州实验室：广东省惠州市惠阳区淡水街道开城大道金海港商务楼
- 更新时间
- 2026-03-25 08:38
摘要：本文以食品接触材料检测重点实验室的视角，系统性地探讨了硅胶材料在高温使用条件（>200°C）下的稳定性评估。重点依据欧盟框架法规（EC）No1935/2004及德国《食品、日用品和饲料法》（LFGB）第30、31章的要求，阐述了硅胶在用于烤箱垫、烘焙模具等场景时，因热降解可能导致的环状硅氧烷释放等风险。文章核心在于论证模拟真实使用温度的加速老化试验的必要性，并详细介绍了老化后总迁移量、挥发性有机化合物（VOM）及感官特性的复测方案。文中结合具体数据与表格，为硅胶制品出口德国的合规性检测提供完整的技术框架。
硅胶（SiliconeRubber）因其优异的耐高低温性、化学惰性、柔韧性和易清洁等特点，被广泛应用于烘焙模具、烤箱垫、铲、蒸笼垫、冰格等多种食品接触场景。特别是其宣称可耐受-40°C至230°C甚至更高温度的特性，使其成为家庭烘焙和商业厨房的理想选择。
然而，“耐受高温”不等于“在高温下性质稳定”。当长期或反复在超过200°C的条件下使用时，硅胶聚合物主链或侧链可能发生热氧化降解。其中，受关注的风险是低分子量环状硅氧烷（尤其是D4、D5、D6等）的释放。这些物质具有潜在的生物累积性和内分泌干扰潜力，是欧盟及全球多国法规的重点关注对象。
因此，对声称可用于高温环境的硅胶制品，不能仅进行常规条件下的合规检测，必须评估其在模拟实际严苛使用条件后的安全性变化。这既是欧盟框架法规对“材料在预期使用条件下应稳定”原则性要求的体现，也是德国LFGB标准对消费者健康保护的严格实践。
该法规是所有食品接触材料在欧盟市场流通的基石。其核心原则包括：
第3条一般要求：确保食品接触材料在正常或可预见的使用条件下，其成分向食品的迁移量不会危及人类健康、导致食品成分发生不可接受的变化或导致感官特性的劣变。
“预期使用条件”是关键。对于硅胶烘焙用具，其“预期使用条件”明确包括高温烘烤。因此，评估必须覆盖此条件。
LFGB是德国本土更为严厉的法规，其第30条禁止对人体健康有害的材料用于食品接触，第31条则禁止导致食品感官特性（气味、味道）发生劣变的材料。
LFGB §31感官测试：要求尤其严格。材料不得将其自身气味或味道转移给食品。高温会加剧小分子物质的挥发和迁移，因此高温老化后的感官测试是LFGB符合性判断的强制性环节。
LFGB通常援引的测试标准：对于硅胶，LFGB普遍要求依据BfR（德国联邦风险评估研究所）建议、DIN标准及欧盟10/2011塑料法规（作为详细措施）进行测试。虽然欧盟有针对硅胶的特定决议AP(2004)1，但LFGB执行时对高温迁移和感官的要求更为明确和直接。
表1：核心法规对高温硅胶制品的要求要点
欧盟框架法规 | (EC) No 1935/2004 | 在预期使用条件（包括高温）下保持稳定，不得产生危险迁移。 | 适用于所有欧盟成员国 |
德国国家法规 | LFGB §30 & §31 | 1. 不得危害健康（§30）。 | 比欧盟通用要求更严格，是进入德国市场的强制门槛 |
欧盟塑料实施措施 | (EU) No 10/2011 | 规定总迁移限量（OML: 10 mg/dm²）、特定迁移限量（SML）及符合性测试条件（时间、温度）。 | 硅胶常参照其总迁移和特定物质（如铂催化剂残留）要求 |
德国BfR建议 | BfR Recommendation XV | 针对硅橡胶的专门建议，包括挥发物限量、感官测试方法等。 | LFGB符合性判断的重要技术依据 |
在高温老化过程中，硅胶材料可能发生以下变化，需要通过科学检测进行评估：
聚合物降解：主链断裂，分子量下降，可能导致材料变粘、变脆或机械强度下降。
挥发性有机物质（VOM）释放：包括低聚环状硅氧烷（D3-D10）、残留的加工助剂、交联剂分解产物等。D4、D5、D6已被欧盟归类为关注物质。
总迁移量增加：高温加速了所有可迁移物质（包括硅氧烷寡聚体、添加剂等）向食品模拟物的转移。
高温可能促使材料内部更深层的挥发性气味物质释放，导致接触的食品产生“硅胶味”、“塑料味”或“酸败味”，直接违反LFGB§31。
基于上述风险，高温稳定性评估应形成一个完整的检测矩阵，核心是 “老化后复测”。
表2：硅胶高温稳定性评估核心检测项目矩阵
1. 高温加速老化 | 实验室模拟程序 | 鼓风干燥箱，设定温度（如220°C或宣称高温），时间（如2-6小时，或模拟多次使用）。 | 完成老化循环，外观无熔融、明显变形。 | 前提步骤，模拟实际严苛热历史。 |
2. 总迁移量 (OML) | EN 1186系列 | 根据预期接触食品类型选择模拟物（如油性食品用异辛烷/橄榄油）。测试温度/时间应覆盖老化后条件。 | ≤10 mg/dm² （整体迁移限量） | 评估经高温老化后，总体可迁移物质水平是否仍可控。 |
3. 挥发性有机化合物 (VOM) | BfR XV, LFGB §64 | 顶空-气相色谱-质谱联用（HS-GC-MS）。 | 通常要求≤0.5%（m/m）。需特别关注D4、D5、D6等环状硅氧烷。 | 直接检测老化后释放的小分子物质，特别是环状硅氧烷。 |
4. 感官测试 | LFGB §31, DIN 10955 | 由经过培训的感官评定小组，对接触过模拟物（如水、酒精、油脂）的老化后样品进行嗅闻和品尝评价。 | 无异味、无味觉劣变。模拟物与空白对照无差异。 | LFGB强制要求。高温是诱发感官问题的主要因素。 |
5. 特定迁移（如适用） | EN 13130系列 | 针对可能使用的特定添加剂、催化剂（如铂、物）残留。 | 符合(EU) No 10/2011等相关SML。 | 验证高温后有害特定物质的迁移未超标。 |
6. 颜色迁移 | 肉眼或仪器观察 | 将老化后样品与白色滤纸在潮湿条件下接触。 | 无可见颜色转移。 | 评估色素或染料在湿热条件下的稳定性。 |
以下以一款宣称可耐受230°C的硅胶烤箱垫出口德国为例，设计完整的实验室评估流程。
取样：从成品中裁取符合各测试项目所需尺寸和表面积的样品。
清洗：用清水和中性洗涤剂初步清洗，模拟消费者首次使用前处理。
初始状态测试（可选但建议）：对未老化的样品进行部分基础测试（如VOM、感官），作为对照基准。
方法：将样品置于预热至230°C的鼓风干燥箱中。
时间：采用两种方式结合：
单次长时间老化：如连续加热4小时，模拟长时间烘焙场景。
循环老化：如230°C下加热1小时，冷却至室温，重复3-6个循环，模拟多次使用累积效应。
监控：老化前后记录样品的重量、尺寸、硬度和外观（是否变粘、变色、起泡、变形）。
1. 总迁移量测试
模拟物选择：考虑到接触油脂类食品（如烤肉、烘焙糕点），选择橄榄油或异辛烷作为脂肪类食品模拟物。同时，使用10%乙醇（酒精性食品）和3%乙酸（酸性食品）进行全覆盖。
测试条件：将老化后的样品完全浸入模拟物中。测试温度和时间为该材料严苛宣称条件，例如230°C下持续2小时（需使用专用迁移烘箱）。此步骤是模拟“在高温下使用时”的迁移，而非“高温老化后常温下使用”。
计算：按标准方法蒸发模拟物，称量残留物，计算每平方分米迁移的毫克数（mg/dm²）。
2. 挥发性有机化合物（VOM）测试
方法：将老化后的样品研磨，采用顶空-气相色谱-质谱联用（HS-GC-MS）进行分析。
重点定性定量目标：环状硅氧烷（D4, D5, D6,D7等），以及任何其他挥发性有机物。
结果：不仅评估总VOM是否超过0.5%，更需单独报告每种环状硅氧烷的含量，因其受法规单独关注。
3. 感官测试
这是LFGB符合性的“一票否决”项。
程序：
a. 准备老化后样品和未经老化的对照样品。
b.分别浸入去离子水、15%乙醇、3%乙酸、精炼橄榄油中，在40°C下放置24小时（或根据标准）。
c. 由至少6名训练有素的评定员，在专用感官评定室内，对比浸泡液与空白模拟物（未经样品接触）的气味和味道。
判定：所有评定员均不能辨别出异味或味道变化，方为通过。
表3：一款硅胶烤箱垫（宣称耐230°C）高温稳定性评估模拟数据报告
高温老化外观 | 230°C, 4h | 目视与触摸检查 | 无熔融、开裂、显著变形或变粘 | 颜色轻微变暗，表面完好，未变粘 | 通过 |
总迁移量 | 230°C, 2h | 橄榄油 | ≤10 mg/dm² | 8.2 mg/dm² | 通过 |
230°C, 2h | 3%乙酸 | ≤10 mg/dm² | 1.5 mg/dm² | 通过 | |
230°C, 2h | 10%乙醇 | ≤10 mg/dm² | 2.1 mg/dm² | 通过 | |
VOM总量 | HS-GC-MS | 总挥发性物质 | ≤0.5% (m/m) | 0.32% | 通过 |
环状硅氧烷 D4 | HS-GC-MS | 特定物质 | 建议尽可能低 | 未检出 (<0.01%) | 通过 |
环状硅氧烷 D5 | HS-GC-MS | 特定物质 | 建议尽可能低 | 0.08% | 需关注 |
感官测试（气味） | 40°C, 24h | 水、酒精、酸、油 | 无异味 | 橄榄油模拟物有轻微“脂肪氧化”气味，但与空白对比无统计学差异 | 通过 |
感官测试（味道） | 40°C, 24h | 水、酒精、酸、油 | 无味道变化 | 所有模拟物均无味道变化 | 通过 |
注：上表为示例数据。其中D5的检出（0.08%）虽未导致VOM总量超标，但鉴于其对环境的关注，应在报告中明确标识，并建议供应链优化原材料与硫化过程以进一步降低。
对于出口至德国的硅胶食品接触材料，特别是在高温条件下使用的产品，常规的出厂检测不足以证明其符合LFGB的严格要求。基于欧盟1935/2004法规的“预期使用条件”原则和LFGB对健康与感官的零容忍态度，实施模拟真实高温使用条件的加速老化试验，并对老化后的样品进行总迁移、VOM（重点环状硅氧烷）及感官复测，是科学且必要的合规路径。
给生产企业的建议：
材料选择：选用高纯度、完全硫化（固化）的硅胶原材料，从源头上控制低分子量环状硅氧烷和VOC含量。
工艺优化：优化硫化工艺（温度、时间、压力），确保交联完全，减少可迁移物。
后处理：考虑采用高温后烘烤（Post-curing）工艺，在出厂前主动驱除残留挥发物。
标识与说明：即便通过测试，也应在产品上清晰、真实地标注高使用温度、是否适用于烤箱、微波炉等，并给出合理的首次使用清洗指引。
批次检验：将高温老化复测作为关键质量控制点，纳入定期型式检验和重要批次出货检验计划中。
，只有通过前瞻性、模拟极端使用条件的严格检测，硅胶制品制造商才能确保其产品在德国及欧盟市场的长期合规性与商业成功，真正保障消费者的饮食安全与体验。
