一、塑料抗菌劑類型

       塑料抗菌劑是一種對沾污在塑料表面上的細菌、真菌、霉菌、藻類及病毒等具有抑制或殺滅作用的添加劑，其可抑制這些微生物的生長和繁殖，從而達到抑菌、抗菌的目的。塑料抗菌劑通常分為無機、有機、天然和高分子抗菌劑等四大類。

 

       1、無機抗菌劑

       無機抗菌劑主要是指以銀、銅、鋅等金屬或其離子，采用離子交換、物理吸附、合金化或者化合等方法，附載于多孔材料而形成的抗菌劑。無機抗菌劑利用金屬離子的抗菌能力，通過緩釋作用達到長效抑菌的目的。

       無機抗菌劑耐熱性好（>600 ℃），抗菌譜廣，有效抗菌期長，毒性低，不產生耐藥性，安全性高。主要品種有：銀沸石，銀活性炭，銀硅膠，銀玻璃珠，銀羥基磷灰基抗菌劑，磷酸鈦鹽，銀/鋅復合等。

       眾多金屬離子中，汞、銀、鎘、銅、鋅等均具有較強的抗菌能力，但使用時安全無毒的僅限于銀、鋅和銅離子，且銀離子的抗菌能力遠強于鋅、銅等其它金屬離子。因此，無機銀系抗菌劑居于無機抗菌劑的主導地位。根據載體的不同，已開發出不同種類的無機銀系抗菌劑，如：沸石載銀、活性炭載銀、磷酸銅載銀、磷酸鈣載銀、硅膠載銀、磷酸鋯載銀、羥基磷灰石載銀、玻璃載銀等。

       無機抗菌劑的制備設計思想是通過一定的物理、化學方法，使具有殺菌性的無機離子附載在具有大的比表面積和孔隙率的礦物載體上，通過從載體里緩慢釋放抗菌離子或通過光反應生成活性氧進行殺菌。如沸石載銀抗菌劑的制備是在具有離子交換能力的合成沸石的水懸濁液中加入 AgNO₃ 的水溶液，利用離子交換法，使銀離子附載在沸石上，干燥燒結制得；硅膠載銀抗菌劑的制備是將 SiCl₄ 在堿性水溶液中分解，然后在酸性條件下進行膠體化，加入 AgNO₃，干燥成無定型粉末，即為抗菌劑；玻璃載銀抗菌劑主要是用 B₂O₃ 組成溶解度大的硅酸鹽玻璃，在其中加入銀離子為主體的溶液，制備抗菌劑；另外磷酸鋯載銀、羥基磷灰石載銀等都是利用相似的原理制備抗菌劑。

 

       2、有機抗菌劑

       有機抗菌劑主要是以季銨鹽類、雙胍類、醇類、含氯類鹽酸、（異）噻唑類、有機鹵化物、有機金屬化合物、酚類、吡啶類、咪唑類鹵代烷基類、碘化物等為主成分的抗菌劑。

       有機抗菌劑主要品種有：銨鹽，酚醚類，苯酚類，雙胍類，異噻唑類，吡咯類，有機金屬類，咪唑類，吡啶類，噻唑類等。

      有機抗菌劑具有殺菌速度快、殺菌能力強、部分抗菌劑無毒、加工方便、顏色穩定好等優點。但其耐熱性差（塑料加工溫度下易分解失效，且分解產物可能造成二次污染），易在溶劑環境中析出，易產生耐藥性，分解產物有毒，安全性不如無機抗菌劑好。

 

       3、天然抗菌劑

       天然抗菌劑主要來自天然植物或動物的提煉精制，以芥末、蓖麻油、山葵、日柏醇、艾蒿、蘆薈、殼聚糖、甲殼質等本身具有抗菌活性的物質為主成分，可應用于食品包裝袋等一次性使用的塑料制品。天然抗菌劑安全無毒，但存在抗菌作用有限、耐熱性較差、殺菌率低、加工困難等缺陷。

 

       4、高分子抗菌劑

       高分子抗菌劑本身可作為抗菌高分子材料使用，也可作為抗菌劑加入到其它塑料中。其是通過引入抗菌官能團而獲得，根據官能團不同，可以分為季銨鹽型、季膦鹽型、胍鹽型、吡啶型及有機金屬共聚物等，抗菌官能團可以通過帶官能團單體均聚或共聚引入，也可以通過接枝的方式引入。

       高分子抗菌劑具有毒性低、殺菌效率高、殺菌時效性長的優點，且具有較好的耐熱性和耐溶劑性，是目前抗菌劑一個新的發展方向。

 

       二、抗菌塑料制備方法

       抗菌劑在塑料中的分散性及與塑料的相容性是制備抗菌塑料的關鍵。抗菌塑料生產工藝復雜，不僅需要滿足塑料本身應該具備的性能，同時需具備抗菌功能，常用抗菌塑料制備方法有直接添加法、抗菌母粒法、表面粘合法、層壓法和后加工處理法等。

 

       1、直接添加混煉法

       直接添加混煉法就是將抗菌劑添加到塑料原料中，通過物理手段使抗菌劑同其他材料充分混合后，直接進行成型加工，制備得到相應的抗菌塑料制品。

       直接添加法操作簡單，抗菌劑添加量也可以準確控制，缺點是抗菌劑在抗菌制品中的宏觀分布雖然均勻，但抗菌劑在塑料基材中的分散性受材料、抗菌劑的相容性及加工工藝的限制，往往抗菌劑是以一定的團聚體分布在塑料基材中，分散性能差，因此相對抗菌性能較差。

 

       2、抗菌劑母粒化法

       為了避免直接添加法制備的抗菌制品中宏觀均勻、微觀分散性差的問題，可先將抗菌劑和基材樹脂或與基材樹脂有良好相容性的樹脂通過雙螺桿擠出機擠出制備成抗菌母粒，一般抗菌母粒中的抗菌劑濃度為抗菌制品中抗菌濃度的 25 倍或 50 倍，抗菌效果顯著。

       由于在制備母粒過程中抗菌劑和載體樹脂經過了雙螺桿的剪切和捏合，再通過成型過程的分散，母粒化抗菌劑在抗菌制品中的分散性較直接添加法要好得多，而且使用的抗菌母粒呈顆粒狀，在成型操作中無粉塵飛揚，減少了生成過程的污染，使用過程不需要對抗菌劑進行表面處理，優化了抗菌塑料制品的生產工藝。

 

       3、表面粘合法

       表面粘合法是將抗菌劑噴灑在制品成型模具表面，注塑時抗菌劑黏附在制品表面形成抗菌制品，有時也使用添加了抗菌劑的薄膜或塑料薄片先安置在成型模具內，注塑時將薄膜或薄片黏附在制品表面形成抗菌制品。

       這種方法可以降低抗菌劑的使用量，但是應用范圍較窄，只能在有模具的塑料產品中使用。

 

       4、層壓法

       層壓法是先將抗菌劑和塑料制備成抗菌薄片，并將該薄片疊合在需要處理的塑料制品表面，在層壓設備內熱壓成所需的抗菌制品，其優點在于可選擇抗菌部位，提升抗菌有效面積。

 

       5、后加工處理法

       后加工處理法是在塑料制品制備完成后在塑料件表面進行處理，使其具備抗菌性能。目前采用的方法有表面噴鍍法和真空濺射表面噴鍍法，將抗菌劑附著于塑料產品表面，加工設備成本較高，規模化應用難度較大。

 

轉自——網絡

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