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，已廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、建筑、交通、通訊、醫(yī)療及日常生活等領域中的每一個角落。抗菌塑料作為一類具有特殊功能的新型塑料，在近10余年內得到了迅速發(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、發(fā)展過程、應用領域和國內外發(fā)展最新情況等作一簡要介紹。
抗菌塑料的性質
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(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使用環(huán)境，并應當有高效、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到規(guī)定的衛(wèi)生安全性，并使最終的抗菌塑料成品達到無毒、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、拉伸強度、拉伸模量、斷裂伸長率、缺口沖擊強度、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(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，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。
◆ 抗菌性的測試
● 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(yǎng)。比較空白樣的平行實驗結果，得出抗菌塑料的抗菌率。試驗菌種為金黃色葡萄球菌Staphylococcus aureus）和大腸桿菌（Escherichiacoli）。
貼膜法由日本抗菌制品技術協(xié)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，并參照GB15979-1995《一次性使用衛(wèi)生用品衛(wèi)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(yè)標準。測試結果重復性好，數據可靠，在實踐中起到了很好的作用。
貼膜法在日本適用于銀、銅、鋅等無機系抗菌劑所制成的抗菌塑料。但根據我們的經驗，如果被試樣品處理得當，此法同樣適用于用有機抗菌劑或有機無機復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）《塑料在真菌和細菌作用下的行為的測試--用直觀檢驗法或用測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系、無機系和天然抗菌劑。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制品，到80年代后無機系抗菌劑得到迅速發(fā)展和應用，目前抗菌塑料的研制開發(fā)進入了無機有機復合抗菌的新時代。無機/有機復合方法和應用的研究對于發(fā)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入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提高材料的抗菌性，對環(huán)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復合抗菌劑。這些最新產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、服務于市場的結果。這在一定程度上帶動了國內該領域的向前發(fā)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采用抗菌材料，如日產轎車的方向盤、內飾絨布、座位、把手等已采用抗菌塑料和抗菌材料制作。
