塑料工業(yè)中的抗菌劑
在塑料工業(yè)中，抗菌劑主要用于以下兩種情況：
作為生物穩(wěn)定劑（即防腐劑）
作為抗菌活性劑
二者的主要區(qū)別在于必需的抗菌活性分布。
抗菌生物穩(wěn)定劑（防腐劑）
向塑料制品中加入抗菌生物穩(wěn)定劑（生物殺滅劑）或防腐劑，可以有效地對(duì)材料進(jìn)行保護(hù)，避免使其受到諸如細(xì)菌、真菌和藻類微生物的侵襲，進(jìn)而避免塑料產(chǎn)品發(fā)生不必要的化學(xué)和物理性質(zhì)的變化，或者造成塑料產(chǎn)品不必要的外觀改變。細(xì)菌生長的危險(xiǎn)性以及伴隨著的對(duì)塑料的損害在潮濕、多雨的環(huán)境中（例如，浴室、廚房）以及室外應(yīng)用中（例如，水池襯板、溫室、遮陽篷）尤其普遍。
由微生物所引起的對(duì)塑料的生物腐蝕作用主要有三種不同的產(chǎn)生模式：
微生物利用塑料中的成分作為營養(yǎng)源，發(fā)生直接降解
微生物代謝物（例如，酸、酶、色素）所引起的塑料制品外觀的間接降解或變化
微生物未發(fā)生降解，而在塑料制品表面發(fā)生沉降所引起的表面效應(yīng)
塑料制品最初會(huì)常常受到真菌的侵襲。而真菌也會(huì)使塑料制品發(fā)生最嚴(yán)重的降解，但是細(xì)菌也可以靠塑料中的添加劑為生。一旦諸如增塑劑之類的添加劑開始進(jìn)行生物降解，并轉(zhuǎn)變?yōu)檩^小的有機(jī)化合物，其他微生物就會(huì)進(jìn)入并且導(dǎo)致生物腐蝕現(xiàn)象的加劇。生物腐蝕作用常常會(huì)導(dǎo)致塑料產(chǎn)品耐用性和使用壽命的下降。微生物的活動(dòng)所造成的主要影響包括：
染色：由胞內(nèi)色素（例如青霉素可以使塑料出現(xiàn)粉色污點(diǎn)）或胞外染料（有色代謝物的微生物釋放，例如硫化亞鐵FeS的產(chǎn)生所引起的白色或黑色的脫色現(xiàn)象）所造成。
電學(xué)性質(zhì)的變化：產(chǎn)品的電學(xué)性能，尤其是絕緣性能會(huì)由于微生物的侵襲而發(fā)生變化。這種現(xiàn)象是通過微生物在塑料表面的沉降而引起的，但是在該過程中不會(huì)伴隨有材料的變質(zhì)現(xiàn)象。當(dāng)由于微生物的存在而產(chǎn)生外多糖之類的高分子材料時(shí)，相應(yīng)的電學(xué)性能的衰退現(xiàn)象也會(huì)加劇。
機(jī)械性能的降低：由細(xì)菌和/或真菌所引起的增塑劑的代謝作用可以使塑料脆化、收縮、最終導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度和完整性的損失。增塑劑被破壞進(jìn)而變成較小的分子，這一現(xiàn)象也會(huì)促使微生物的生長，進(jìn)而使原本完整的增塑劑發(fā)生代謝。
污物吸收力的增強(qiáng)：由于塑料表面被微生物所侵襲，增加了表面的粗糙度，從而使得污垢更容易在表面堆積。這種現(xiàn)象通常是由于增塑劑降解而使表面發(fā)生變化的結(jié)果。
溶劑和氣體的滲透性：塑料機(jī)械性能的降低也會(huì)導(dǎo)致溶劑和氣體滲透性的增加。
氣味：微生物的代謝會(huì)導(dǎo)致胺類物質(zhì)、氨水或硫化氫等的產(chǎn)生，這些代謝產(chǎn)物都會(huì)形成難聞的氣味。
受微生物侵襲影響的塑料制品
聚氯乙烯（Polyvinylchloride，PVC）：塑料中常用的添加劑，例如增塑劑、淀粉填料、增稠劑、潤滑劑、和油脂尤其容易受到微生物生長的威脅。而在增塑聚氯乙烯（增塑PVC）中所使用的增塑劑則容易受到真菌類微生物的攻擊。真菌類微生物將增塑劑和其他成分作為其碳源，會(huì)使材料發(fā)生變色、產(chǎn)生異味、出現(xiàn)粘性并最終導(dǎo)致脆化。
聚氨酯（Polyurethanes，PUR）：發(fā)泡聚氨酯特別容易受到微生物的侵襲。原因在于發(fā)泡聚氨酯具有開孔結(jié)構(gòu)，從而容易沉積土壤、灰塵以及真菌或細(xì)菌孢子，進(jìn)而促使微生物在聚氨酯表面生長。聚酯型聚氨酯較聚醚型聚氨酯更容易受到微生物的影響而使產(chǎn)品的性能變差。
聚乙烯（Polyethylene，PE）：通常來講，與增塑PVC和聚氨酯相比，聚乙烯比較不容易受到微生物侵襲的影響。低分子量聚乙烯（<10,000）和支化度相對(duì)較小的聚合物受微生物侵襲的風(fēng)險(xiǎn)比較高。
聚酯（Polyesters）：聚酯通常對(duì)微生物的降解具有抵抗力，僅僅在特殊情況下才會(huì)受到微生物的影響，例如由e-己內(nèi)酯所得到的聚酯會(huì)受到微生物降解的影響。
我們可以通過在加工過程中加入抗菌添加劑的方法，對(duì)微生物的降解形成阻礙。生物殺滅劑（抗菌生物穩(wěn)定劑）可以通過對(duì)一個(gè)或多個(gè)酶系統(tǒng)進(jìn)行分割從而對(duì)微生物的新陳代謝進(jìn)行干預(yù)。然而，為了使添加劑具有有效性，絕大多數(shù)的添加劑都必須遷移到塑料表面。而添加劑遷移的過程會(huì)受到添加劑的化學(xué)性質(zhì)以及其與基體聚合物相容性的影響。許多化學(xué)物質(zhì)都具有抗菌性，但是幾乎都不適宜用于塑料中。原因在于這類化學(xué)物質(zhì)要具有低的成本，在加工過程中具有兼容性、熱穩(wěn)定性，并且要求化學(xué)物質(zhì)具有環(huán)境穩(wěn)定性和安全/方便的操作性。
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