抗菌塑料
時間:2005-07-06
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抗菌 塑料 來源：www.newmaker.com
提高性能化和功能化是當(dāng)今新材料發(fā)展的兩大方面。塑料是四大工程材料之一，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑、交通、通訊、醫(yī)療及日常生活等領(lǐng)域中的每一個角落?？咕芰献鳛橐活惥哂刑厥夤δ艿男滦退芰?，在近10余年內(nèi)得到了迅速發(fā)展。
抗菌塑料是一類在使用環(huán)境中本身對沾污在塑料上的細(xì)菌、霉菌、醇母菌、藻類甚至病毒等起抑制或殺滅作用的塑料，通過抑制微生物的繁殖來保持自身清潔。目前，抗菌塑料主要通過在普通塑料中添加少量抗菌劑的方法獲得。
本文對抗菌塑料基本性質(zhì)、發(fā)展過程、應(yīng)用領(lǐng)域和國內(nèi)外發(fā)展最新情況等作一簡要介紹。
抗菌塑料的性質(zhì)
抗菌塑料使用中首先要滿足塑料作為基本材料使用時對其物理、化學(xué)、機(jī)械等性能的必要要求，同時要考慮具備抗菌這一特殊功能的要求以及由此產(chǎn)生的附加因素。因此，抗菌塑料要有良好的力學(xué)強(qiáng)度外觀、化學(xué)穩(wěn)定性，良好的可加工性。在抗菌性方面，要求抗菌塑料能夠適應(yīng)使用環(huán)境，并應(yīng)當(dāng)有高效、廣譜、長效的抗菌性。由于抗菌塑料中含有少量抗菌劑，因此要求所用的抗菌劑達(dá)到規(guī)定的衛(wèi)生安全性，并使最終的抗菌塑料成品達(dá)到無毒、無異味、對環(huán)境無害的要求。
抗菌塑料性能的評價方法
◆ 常規(guī)性能的測定
抗菌塑料的常規(guī)性能，如熔體流動速率、拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、斷裂伸長率、缺口沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、硬度、色度、表面光潔度等均按國家有關(guān)塑料測試標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
◆ 加工性能的評價
抗菌塑料隨著用途不同，其加工工藝和加工方面的特性也不同。加工性能主要取決于所用塑料基料的性質(zhì)，可以通過實驗室中測定熔體流變性進(jìn)行評價，但更直接和重要的是進(jìn)行實際加工，從而得到可加工性的評價依據(jù)。對注塑、擠出工藝及材料加工性能的要求是很不一樣的。
◆ 抗菌性的測試
● 抑菌圈實驗
判定一種物質(zhì)是否有抗菌活性，通?？赏ㄟ^微生物學(xué)中抑菌圈實驗的方法來進(jìn)行。定性上，抑菌圈法不能得出抗菌率的定量結(jié)果，抑菌圈的大小代表被測物質(zhì)抗菌力的強(qiáng)弱。這一方法具有快速簡便的特點(diǎn)，在抗生素等藥物篩選中也常使用。早期，有人使用這一方法來研究抗菌塑料的抗菌性。抑菌圈法不能得出抗菌率的定量結(jié)果。抑菌圈的大小雖在一定條件下可反映抗菌效果的好壞，但不同抗菌物質(zhì)之間，此數(shù)值的可比性較差。實驗表明，有的抗菌塑料不形成明顯的抑菌圈。
● 貼膜法
目前眾多抗菌測試方法中，貼膜法最接近于實際情況，是定量測定抗菌塑料抗菌性的試驗方法，它反映了抗菌塑料的接觸抗菌原理，并在實驗設(shè)計中充分考慮了抗菌塑料的實際使用條件等外部因素，能較客觀地反映抗菌塑料抗菌功能。貼膜法先用細(xì)菌接觸樣品表面，覆膜保存24小時后，進(jìn)行活菌培養(yǎng)。比較空白樣的平行實驗結(jié)果，得出抗菌塑料的抗菌率。試驗菌種為金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus）和大腸桿菌（Escherichiacoli）。
貼膜法由日本抗菌制品技術(shù)協(xié)議會（SIAA）在1995年提出，后又幾經(jīng)修改。工程塑料國家工程研究中心在此基礎(chǔ)上做了大量研究工作，并參照GB15979-1995《一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》在1998年制定了《抗菌塑料抗菌率測試方法（貼膜法）》的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。測試結(jié)果重復(fù)性好，數(shù)據(jù)可靠，在實踐中起到了很好的作用。
貼膜法在日本適用于銀、銅、鋅等無機(jī)系抗菌劑所制成的抗菌塑料。但根據(jù)我們的經(jīng)驗，如果被試樣品處理得當(dāng)，此法同樣適用于用有機(jī)抗菌劑或有機(jī)無機(jī)復(fù)合抗菌體系制成的抗菌塑料的測試。貼膜法要求被測試樣表面平滑，對表面凹凸或纖維等吸水性試樣不適用。
●防霉性能測試法
塑料防霉性能測試可參照GB 2423.16-1990《電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)格試驗J：長霉試驗方法》ISO 846-1978（E）《塑料在真菌和細(xì)菌作用下的行為的測試--用直觀檢驗法或用測量質(zhì)量或物性變化的方法評價》。工程塑料國家工程研究中心《抗菌防霉塑料防霉等級測試方法》（1999）中防霉測試用菌種有8種，包括黑曲霉（Aspergillus niger）、土曲霉（AspergilluSterreus）、出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）、宛氏擬青霉（Paceilomyces carioti）、繩狀青霉（Penicilliumfunicolosum）、綠色木霉（Trichodeima viride）、綠青霉（Penicillium ochrochloron），柄帚霉（Trichodermaviride）等，防霉等級分為0、1、2、3級。最高防霉等級是0級，被試樣品在結(jié)果判斷時，放大50倍觀察不到霉菌生長。
抗菌塑料研究開發(fā)的最新動向
抗菌塑料所用的抗菌添加劑一般分為有機(jī)系、無機(jī)系和天然抗菌劑。從本世紀(jì)中葉較多使用有機(jī)抗菌劑整理織物獲得抗微生物纖維制品，到80年代后無機(jī)系抗菌劑得到迅速發(fā)展和應(yīng)用，目前抗菌塑料的研制開發(fā)進(jìn)入了無機(jī)有機(jī)復(fù)合抗菌的新時代。無機(jī)/有機(jī)復(fù)合方法和應(yīng)用的研究對于發(fā)揮此兩大類材料的抗菌特點(diǎn)很有意義。另外，在高分子鏈上直接引入抗菌化合物活性基團(tuán)的合成研究也越來越受到重視。這些新課題的研究將進(jìn)一步提高材料的抗菌性，對環(huán)保產(chǎn)生積極作用。
工程塑料國家工程研究中心在向市場推出KHFS-Z25注塑級抗菌母料、KHFS-Z25E擠出級抗菌母料后，又推出KHDS-25TA透明抗菌母料（專用于PS透明制品）、KHAS－AF40抗菌防霉母料、KHFS－AG25F通用丙綸纖維級抗菌母料、KHFS-AG25SF超細(xì)丙綸纖維級抗菌母料，以及用于油漆、涂料、塑料、膠粘劑等的KHFS-Z50復(fù)合抗菌劑。這些最新產(chǎn)品是在趕超國際抗菌塑料研究開發(fā)前沿過程中不斷創(chuàng)新、服務(wù)于市場的結(jié)果。這在一定程度上帶動了國內(nèi)該領(lǐng)域的向前發(fā)展。
抗菌塑料的應(yīng)用趨勢和市場情況
在家電和日用品中得到應(yīng)用后，抗菌塑料將越來越多地應(yīng)用在建材和室內(nèi)裝飾材料中。高檔轎車的內(nèi)飾也將越來越多采用抗菌材料，如日產(chǎn)轎車的方向盤、內(nèi)飾絨布、座位、把手等已采用抗菌塑料和抗菌材料制作。
