抗菌塑料

抗菌塑料

抗菌塑料是一類在使用環境中本身對沾污在塑料上的細菌、黴菌、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。

性質


抗菌塑料
抗菌塑料
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、機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生的附加因素。因此,抗菌塑料要有良好的力學強度外觀、化學穩定性,良好的可加工性。在抗菌性方面,要求抗菌塑料能夠適應使用環境,並應當有高效、廣譜、長效的抗菌性。由於抗菌塑料中含有少量抗菌劑,因此要求所用的抗菌劑達到規定的衛生安全性,並 使終極的抗菌塑料成品達到無毒、無異味、對環境無害的要求。

性能評價方法


常規性能的測定
抗菌塑料的常規性能,如熔體活動速率、拉伸強度、拉伸模量、斷裂伸長率、缺口衝擊強度、彎曲強度、彎曲模量、硬度、色度、表面光潔度等均按國家有關塑料測試標準執行。
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。加工性能主要取決於所用塑料基料的性質,可以通過實驗室中測定熔體流變性進行評價,但更直接和重要的是進行實際加工,從而得到可加工性的評價依據。對注塑、擠出工藝及材料加工性能的要求是很不一樣的。
抑菌圈實驗
判定一種物質是否有抗菌活性,通常可通過微生物學中抑菌圈實驗的方法來進行。定性上,抑菌圈法不能得出抗菌率的定量結果,抑菌圈的大小代表被測物質抗菌力的強弱。這一方法具有快速簡便的特點,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,但不同抗菌物質之間,此數值的可比性較差。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,貼膜法最接近於實際情況,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,並在實驗設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。貼膜法先用細菌接觸樣品表面,覆膜保存24小時后,進行活菌培養。比較空缺樣的平行實驗結果,得出抗菌塑料的抗菌率。試驗菌種為金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和大腸桿菌(Escherichiacoli)。
貼膜法由日本抗菌製品技術協議會(SIAA)在1995年提出,后又幾經修改。工程塑料國家工程研究中心在此基礎上做了大量研究工作,並參照GB15979-1995《一次性使用衛生用品衛生標準》在1998年制定了《抗菌塑料抗菌率測試方法(貼膜法)》的企業標準。測試結果重複性好,數據可靠,在實踐中起到了很好的作用。
貼膜法在日本適用於銀、銅、鋅等無機系抗菌劑所製成的抗菌塑料。但根據我們的經驗,假如被試樣品處理得當,此法同樣適用於用有機抗菌劑或有機無機複合抗菌體系製成的抗菌塑料的測試。貼膜法要求被測試樣表面平滑,對錶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GB2423.16-1990《電工電子產品基本環境試驗規格試驗J:長霉試驗方法》ISO846-1978(E)《塑料在真菌和細菌作用下的行為的測試--用直觀檢驗法或用丈量質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,包括黑麴黴(Aspergillusniger)、土麴黴(AspergilluSterreus)、出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)、宛氏擬青黴(Paceilomycescarioti)、繩狀青黴(Penicilliumfunicolosum)、綠色木霉(Trichodeimaviride)、綠青黴(Penicilliumochrochloron),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,被試樣品在結果判定時,放大50倍觀察不到黴菌生長。
抗菌塑料研究開發的最新動向
抗菌塑料所用的抗菌添加劑一般分為有機系、無機系和自然抗菌劑。從本世紀中葉較多使用有機抗菌劑整理織物獲得抗微生物纖維製品,到80年代后無機系抗菌劑得到迅速發展和應用,目前抗菌塑料的研製開發進進了無機有機複合抗菌的新時代。無機/有機複合方法和應用的研究對於發揮此兩大類材料的抗菌特點很有意義。另外,在高分子鏈上直接引進抗菌化合物活性基團的合成研究也越來越受到重視。這些新課題的研究將進一步進步材料的抗菌性,對環保產生積極作用。
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(專用於PS透明製品)、KHAS-AF40抗菌防霉母料、KHFS-AG25F通用丙綸纖維級抗菌母料、KHFS-AG25SF超細丙綸纖維級抗菌母料,以及用於油漆、塗料、塑料、膠粘劑等的KHFS-Z50複合抗菌劑。這些最新產品是在趕超國際抗菌塑料研究開發前沿過程中不斷創新、服務於市場的結果。這在一定程度上帶動了國內該領域的向前發展。
抗菌塑料的應用趨勢和市場情況
在家電和日用品中得到應用后,抗菌塑料將越來越多地應用在建材和室內裝飾材料中。高檔轎車的內飾也將越來越多採用抗菌材料,如日產轎車的方向盤、內飾絨布、座位、把手等已採用抗菌塑料和抗菌材料製作。