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塑料抗菌剂的应用及发展趋势 - 无图版

cuijiude --- 2007-05-03 17:27:37

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塑料抗菌剂的应用及发展趋势

抗菌剂通常分为无机、有机、天然和高分子四大类。在国外,日本抗菌剂开发与应用居国际领先地位,2003年日本抗菌塑料几乎覆盖通用和工程塑料所有品种,抗菌塑料制品产量超过10万吨/年,其中主要采用无机抗菌剂,主要生产公司有石冢硝子、品川燃料、东亚合成、松下电子等公司;日本已将今后发展的目光投向欧美国际抗菌产品市场,预计海外市场将是国内市场的10,他们也极大关注中国抗菌塑料近年来的迅猛发展,纷纷抢滩中国市场。

 

 抗菌剂是具有抑制和杀菌性能的新型助剂,通常在聚合物材料中添加一种或者几种特定的抗菌剂成份即可以制得功能性新材料,如抗菌塑料、抗菌纤维等,其中塑料是抗菌剂应用最广的领域,因此抗菌剂成为倍受关注的新型塑料助剂品种之一。

塑料用抗菌剂不仅需要具有高效、广谱的抗菌性能,抗菌持续性好,保持抗菌塑料能长期抗菌;无毒无异味,对制品和环境无污染;同塑料有相容性,配伍好,对塑料制品的性能没有不良影响;颜色稳定性好,在保存和使用过程中不变色;有良好的化学稳定性,耐酸、碱和化学药品;有较低廉的价格,使用后不会大幅度地提高材料的成本;还必须充分考虑到塑料加工过程中高温、高热、强剪切等苛刻条件对抗菌剂的影响,要求抗菌剂具备高的热稳定性,在塑料挤出和加工过程中不分解、不变质。

目前,抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和高分子抗菌剂等4大类。尽管抗菌剂数目很大(以日本为例,抗菌、防霉剂的原药品种500种,制剂约700种,主要是有机抗菌剂,但只有不多的抗菌剂能满足抗菌塑料及其制品的加工和使用要求。    

无机抗菌剂是抗菌塑料中应用最广泛、市场潜力最大的新型抗菌剂。它是利用银、铜、锌、钛等金属及其离子的杀菌和抑菌性而制得的一类抗菌剂。人类早就发现了银、铜、锌金属及其化合物具有杀菌功能,早在4000多年前,印度就用铜壶储水消毒,公元前5世纪的古希腊战士用银器盛水直接饮用。在临床医学上,使用AgNO溶液或胶态银处理伤口,用硫胺嘧啶银抗真菌、抑制病毒等也早有应用。但最早明确提出Ag离子可以杀菌的是1893年瑞士的植物学家拉克林,他发现10-8molL浓度的Ag离子就可以杀灭藻类。随后人们发现铜、锌等金属离子也有抗菌性能。在所有的金属离子中,银离子的抗菌性能最强,所以经常使用的主要是银离子及其化合物。1980年代初,日本科学家开始将银化合物直接添加到树脂中,用无机抗菌剂制成了抗菌塑料。但直接添加银盐制备的抗菌塑料性能明显下降,颜色变黑,接触水时As’易析出,抗菌有效期短,应用价值低。后来采用多孔结构、能牢固负载金属离子的材料,或能与金属离子形成稳定的螯合物的材料载带金属离子,如活性炭。目前,无机抗菌剂多以沸石、硅灰石、绿泥石、陶土、陶瓷、不溶性磷酸盐、可溶性玻璃等物质作载体负载银等金属离子制成抗菌剂,抗菌广谱、耐热温度高、长效、安全,在抗菌材料中应用优势明显,是最有发展前途的塑料、化纤、陶瓷用抗菌剂。    

与无机抗菌剂相比,有机抗菌剂在工业应用方面尽管开发得早,但在塑料等抗菌材料中的应用却大受限制。不过,有机抗菌剂在某些塑料中有着自己的应用特点,如有机抗菌剂的有效抗菌速度要比无机抗菌剂快,防霉效果较好,添加在塑料中的工艺可操作性要比无机抗菌剂好,在储存和使用过程中颜色稳定性也比无机抗菌剂强。因此有机抗菌防霉剂在抗菌塑料的应用中占有一定的地位。    

天然抗菌剂是人类使用最早的抗菌剂,埃及金字塔中木乃伊包裹布使用的树胶便是天然抗菌剂。目前最常用的天然抗菌剂是壳聚糖(几丁质)。壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基化反应而来。甲壳素存在于昆虫的外壳和真菌的细胞壁中,自然界每年甲壳素的合成量达几十亿吨,是自然界第二大天然高分子材料。昆虫的外壳通过酸洗除去无机钙质,通过稀碱煮除去蛋白质便得到甲壳素。甲壳素在浓碱中进行脱乙酰化反应,得到壳聚糖。天然抗菌剂的热稳定性差、添加量大,是限制其在塑料中大量应用的主要原因。    

高分子抗菌剂也称抗菌高分子,是将高分子本身抗菌化,如将抗菌基团单体共聚在高分子链中,或在高分子链上接枝抗菌基团,在开发和应用方面尚处于起步阶段。

发展趋势

抗菌剂有着广阔发展前景,目前国外新型无机抗菌剂的开发与抗菌加工技术进展较快,至今已经形成系列化产品,并向高性能和复合化方向发展,由于其独特优点成为抗菌剂研究的热点,目前发展有无机-有机复合型多功能抗菌剂,同时加快开发无机-无机、等多种复合形式或者抗菌微粒组装技术,是国际塑料助剂发展潮流,开发出复合型抗菌材料母粒,这类母粒一般有载体核和包覆层组成,外包覆层可以有效改善抗菌的缓释性能及与基体的亲和性能,优化了抗菌剂抗菌性、耐热性和贮存与运输性。

 由于抗菌材料广泛应用日用品与人们生活密切相关,另外大量抗菌塑料制品用于出口,国外发达国家和地区对所添加的助剂安全性和环保性要求比较高,尤其重视某些重金属离子成分的抗菌材料用于食品和日用品领域的毒性研究,及废弃的抗菌材料中一些有毒成分逸出,对环境造成的污染等。所以塑料抗菌剂要高度重视安全和环保性。

[cuijiude 在 2007-5-3 17:28:06 编辑过]

cuijiude --- 2007-05-03 17:29:12

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纳米银抗菌母粒

我们的肉眼无法直接看到真菌和细菌等微生物,但是它们的确无处不在,随着生活水平和社会文明程度的提高,具有卫生保健功能的纺织品、塑料制品逐渐受到人们的青睐。

在抗菌剂市场,由佳尼斯公司生产研制出的系列塑料专用抗菌母粒,采用无机纳米层状银系抗菌剂经特殊工艺生产,是目前国内外塑料制品行业广泛使用的高效抗菌功能母粒。其卓越的缓释技术保证了制件的抗菌长效性。经国家权威部门鉴定,对人体无任何毒害作用。其应用的领域有家电制品中的电冰箱、洗衣机、空调器、洗碗机、饮水机、换风扇、加湿器,各类电器的遥控器,电子通讯中的电话机、移动电话、传真机等,计算机键盘和鼠标,卫生洁具中的卫生设备、浴盆、坐便器等,厨房用具中的餐具、菜板、保鲜膜、过滤网、洗菜篮等,医疗卫生中的注射器、输液器、输液管,日用中的牙刷、圬物桶、香波容器、其它玩具、文具、笔、乐器、助听器,以及各种化学纤维,包括丙纶、涤纶、锦纶、腈纶等。

佳尼斯公司可根据用户需要,提供专用或通用塑料抗菌母粒。

[cuijiude 在 2007-5-3 17:29:29 编辑过]

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