抗菌塑料改性介紹

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抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌劑,使塑料本身具有抗菌性,可在一定時間內將塑料上的細菌殺死或抑制。與常規的化學和物理方法相比,使用抗菌塑料殺菌時效長,既經濟,又方便。

1.抗菌劑的種類及機理

塑料抗菌劑是一種新型塑料添加劑。添加少量塑料抗菌劑,可賦予塑料長期的抗菌和殺菌能力。抗菌劑是指殺滅微生物和抑制生物繁殖的物質。大體可分為有機、天然和無機三大系列。

?(1) 無機抗菌劑

塑料抗菌劑利用銀、銅、鋅等金屬本身所具有的抗菌能力,通過物理吸附或離子交換等方法,將銀、銅、鋅等金屬(或其離子)固定在沸石硅膠等多孔材料的表面制成抗菌劑,然后將其加人到制品中,就可獲得具有抗菌性的材料。

(2)有機抗菌劑

在抑制有害細菌、?()菌的產生與繁殖,從而達到殺滅細菌的抗菌方法中,多種多樣的有機抗菌劑的研制和開發,占據了主要地位。有機抗菌劑主要用作殺菌劑、防腐劑和防霉劑。

有機抗菌劑使用時,?除要注意安全性以外,還存在耐熱性差、易水解、使用壽命短等問題。因此有機抗菌劑的開發和研制,要全面考慮到抗菌劑的抗菌能力、與材料復合的相容性、藥效持續性、化學熱穩定性和耐紫外線穩定性等因素。

(3)天然抗菌劑

受到安全性和加工條件的制約,以天然原材料作為抗菌劑,目前還不能實現大規模市場化。這里主要介紹天然杭菌劑一殼聚糖。?殼聚糖是以甲殼素為原料,在濃堿中脫去乙酰氨基而得到的可溶于水的聚氨基葡萄糖。殼聚糖對多種菌、菌類表現出抗菌性。一般認為,殼聚糖的抗菌機理是由兩步反應完成:首先,在酸性條件下,殼聚糖分子中的-HN3+與細菌細胞壁所含的硅酸、磷酸酯等解離出的陰離子結合,使細菌的自由活動受阻,從而阻礙細菌的大量繁殖:其次,殼聚糖進一步低分子化,?通過細胞壁進人微生物的細胞內,使遺傳因子從DNARNA的轉變過程受阻,造成微生物徹底無法繁殖。

除單獨使用無機抗菌劑或有機抗菌劑外,無機-有機復合抗菌劑也開始得到應用。這種復合抗菌劑結合了二者的優點,既具有有機抗菌劑的即效性、持續性,又具有無機抗菌劑的安全性和耐變色性,因而也是抗菌劑未來發展的一個方向。

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2.抗菌通用塑料的主要品種

用于制造抗菌日用品的抗菌塑料,是具有抑菌或殺菌作用的新型功能高分子材料。這些材料以PEPPPVCABS等大品種塑料為基體,可制成家用冰箱內襯、兒童玩具、飲水機、食品包裝膜、纖維、涂料、文具、供水管道等產品,以及具有抗菌功能的電話機、電腦鍵盤、鼠標器、電梯按扭、電器開關等觸摸頻繁的共用物品。用抗菌功能塑料及其合金制成的塑料制品,具有自潔功能,用于醫院特殊場合時,可減少消毒次數。

除結構型抗菌塑料本身就具有抗菌活性外,其他抗菌塑料大多是通過添加極少量的抗菌劑制成,屬添加型抗菌功能塑料,其核心成分是抗菌劑。添加型抗菌功能塑料易于實現工業化生產,性價比可望被市場接受。

(1)抗菌PE

抗菌PE通過添加抗菌母料引人抗菌組分,可賦予PE明顯的抗菌活性。隨著抗菌組分用量的增加,抑菌圈明顯增大;與此相對應,試片/菌液接觸僅6h的抗菌率,呈逐步上升的趨勢;且抗菌率都在90%以上,滿足了抗菌材料的要求。此外,PE的外觀沒有改變。

(2)抗菌PP

通過添加抗菌母料引人抗菌組分后,PP均表現出明顯的抗菌活性。隨著樣品/細菌接觸時間的延長,抗菌率提高;當抗菌組分相同時,抗菌活性隨著抗菌組分含量的增如而提高,接觸時間短時抗菌率變化明顯。

(3)抗菌PVC

通過添加抗菌?母料引人抗菌組分后,PVC?均可表現出明顯的抗菌活性。隨著抗菌母料用量的增加,抑菌圈有所增大,僅接觸6h的抗菌率也大致呈上升趨勢,且均大于90%。此外,抗菌PVC仍能保持其透明性。

(4)抗菌ABS

ABS中引人抗菌組分后,ABS表現出了明顯的抗菌活性。其抗菌效果非常好,其6h24h?的抗菌率都在98%以上。由此可見,復合抗菌組分的協同作用和偶聯劑對提高ABS的抗菌性能的效果都非常明顯。

(5)抗菌塑料抗菌活性的持久性抗菌

材料保持其較高的抗菌活性,或抗菌率的時間長短能夠表征其抗菌活性的持久性。顯然,如果抗菌塑料的抗菌活性在短時間內就降低很多,那么其使用價值就大大降低。

  • TPV/TPE業務助理
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