您最近“二陽”了嗎？

 

       5 月 18 日，復旦大學附屬華山醫院感染科主任張文宏在接受采訪時表示，新冠疫情進入常態化波動流行的狀態。

 

       5 月 22 日上午，在 2023 大灣區科學論壇生物醫藥與健康分論壇上，中國工程院院士鐘南山表示，預測 2023 年新冠第二波疫情高峰發生在 6 月底，約 6500 萬每周。

 

       正值春夏之交，氣溫多變，且人員流動大、活動密集，新冠、流感等呼吸道疾病傳播的風險疊加。在后疫情時代，電梯以及辦公場所等環境都存在較大的傳播風險，因此提高這類環境中抗菌材料的抗菌性能在后疫情時代大背景中極為重要。

 

       根據需求，要提升公共場所塑料制品的抗菌性能，并加大投入生產，必須選取高效率、方式簡便的抗菌添加劑。抗菌母粒就可以完成這個使命。

 

       一、抗菌劑簡介

 

       抗菌材料區別于其他殺菌消毒技術的特征就在于它能保證在使用條件下具有持續抑菌殺菌等能力，它是生產抗菌制品的基礎，也是抗菌制品性能的保證，近年來在我國發展很快，在短短數年內形成了一個新的產業群體。

 

       一般的抗菌材料根據材料來源可以將材料分為合成材料和天然材料。

 

       合成材料，可以在合成的適當試劑或材料的再加工時添加抗菌組分制成抗菌材料。

 

       天然材料，必須經過后處理過程才能得到抗菌功能。

 

       幾種抗菌劑的分類：

 

       1、無機抗菌材料：

 

       其主要原料為銀銅鋅等金屬或其離子，采用物理吸附離子交換方法，負載與多孔材料，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。

 

       在眾多金屬離子中，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、銅等其他金屬離子。因此，無機銀系抗菌劑居于無機抗菌劑的主導地位。

 

       無機抗菌劑的主要優點是耐熱性好（＞ 600 ℃），抗菌譜廣，有效抗菌期長，毒性低，不產生耐藥性，安全性高。

 

       但也存在一定的缺點：

 

       銀系抗菌劑游離出的銀離子在陽光照射下或加熱至一定溫度后，很容易被還原你成單質銀而呈灰色或褐色，影響制品顏色；

 

       由于無機載體的作用，載銀抗菌劑會嚴重影響制品尤其是薄膜類塑料制品透光度；

 

       由于銀原料貴重稀少，致使銀系抗菌劑成本一直居高不下；

 

       抗真菌和霉菌效果差。

 

       2、有機抗菌材料：

 

       有機抗菌劑主要指合成有機抗菌劑，其突出特點是種類多、針對性強等，常見有機抗菌劑種類有季銨鹽類、雙肌類、醇類、酚類、有機金屬類、毗陡類、咪唑類、唾吩類等。

 

       有機抗菌劑在抗菌塑料加工工業中使用量較少，因其耐熱性差，只能在 300 ℃ 以下使用，在塑料加工差恒星過程中易分解，喪失抗菌效果。

 

       在眾多合成化學品種都具有抗微生物活性的功能，在這些產品中也均可以用于塑料加工，但是其殺菌功效具有針對性，且存在毒性安全性，同時也會產生微生物耐藥性，在生產有機抗菌劑的過程也具有一定的污染，因而不能算是理想的抗菌劑。

 

       3、天然抗菌材料：

 

       天然抗菌劑主要來源于動植物，如薄荷、檸檬葉提取物，節肢動物提取物甲殼素脫乙酰化制得的殼聚糖，其中殼聚糖是目前研究的熱點，它具有良好的生物相容性和可降解性，對人體無害。但其缺點是抗菌作用有限，耐熱性較差，殺菌率低，不能廣譜長效使用且數量很少。

 

       很多植物依靠自身生成抗菌物質來抵御微生物攻擊，因而植物萃取類型抗菌材料可完全從植物中萃取而出，其優點是具有可持續性。

 

       各種來源與材料組合成五花八門的抗菌材料，應用目的也差別很大，因此從開發抗菌材料及其制品的角度而言，最需要關心的問題就是，采用何種添加劑（抗菌劑）或方法，如何與材料結合或賦予材料這種抗菌功能組分，從而可獲得既不損害材料的既有性能，又能賦予其抗菌功能的新材料。

 

       以生產抗菌塑料制品為例，目前國際上較多采用的塑料主流加工方式是采用添加抗菌母粒的方式生產抗菌塑料制品。

 

       抗菌母粒是塑料與用于載體和分散抗菌劑的載體樹脂混配制成的顆粒狀濃縮物，其中抗菌劑含量較高（質量分數為： 10—50 %）。成型加工抗菌制品時，只需要在塑料中加入少量（1—3 %）的抗菌母粒即可。

 

       通過抗菌母粒技術，不僅使抗菌劑分散效果得到大幅度提高，還可以免去大量共混造粒工作，操作簡單，成型周期穩定，提高生產效率，不對環境造成影響，與此同時，產品品質得以保障，因此在抗菌塑料制品市場上是最有發展潛力的。

 

       二、抗菌塑料的制備方法

 

       抗菌塑料尤其是納米抗菌塑料作為國家重點支持的新材料產業，近幾年得到了快速發展，目前僅抗菌聚丙烯年消耗量就已超過 5 萬噸，隨著人們環境和健康意識的增強，抗菌塑料的需求量只會越來越大。

 

       在過去的三十年里，抗菌劑的研究取得了一定的成果，但研發高效廣譜、安全無毒、效果持久的抗菌劑仍是一個重要課題，是推動抗菌塑料產品開發的必要條件。

 

       實際上，大部分聚合物材料在不加助劑的純態情況下是不受微生物侵蝕的。但是，當添加了各種助劑之后，就有可能使微生物滋生、繁殖、擴展，加之表面附著細菌的生長和繁殖，將影響塑料制品的外觀及性能，特別是使應用的安全性大大降低，污染所接觸的各種物品，威脅人類健康，因此塑料抗菌功能的開發及其重要和必要。

 

       抗菌塑料加工的關鍵在與提高抗菌劑在塑料中的分散性、相容性以及在制備過程中的穩定性。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機械性能、耐老化性能、化學性能等，同時需要具備抗菌功能，常用抗菌塑料的制備方法主要是直接添加法、抗菌母粒法、表面粘合法、層壓法和后加工處理法等。

 

       直接加工法是將普通抗菌劑直接加入基體塑料中，通過物理手段將抗菌劑與其他材料充分混合，進而進行成型加工，制備出相應的抗菌塑料制品。直接添加法操作簡單，能夠準確控制抗菌劑的添加量，且抗菌劑在抗菌產品中的整體分布均勻。但其存在明顯缺點，即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，抗菌劑以一定的團聚體分布在塑料基材中，分散性能較差，因此抗菌性能往往較差。

 

       表面黏合法、層壓法和后加工處理法主要應用于抗菌產品成型過程中，根據最終抗菌產品的加工過程選擇不同的方法，如表面黏合法是通過在成型磨具表面噴灑抗菌劑使產品表面黏附抗菌劑，后加工處理法是對塑料制品進行表面處理，目前可采用的方法主要有噴鍍法和真空濺射表面噴鍍法，但是設備成本較高，不利于工廠大批量生產。

 

       而對于大部分家用電器例如冰箱來說，抗菌劑的添加不得影響產品制件的外觀，比如顏色、透明度等，同時抗菌劑的添加對制件單品的性能不能有太大的影響，因此在家電產品的生產方式上，優先采用抗菌母粒法。

 

       抗菌母粒法是制備抗菌塑料的其中一種方法，此種方法的好處有幾點：

 

       第一，母粒法制備抗菌塑料過程簡單，只需將抗菌劑加入基體樹脂中，在通過擠出成型等方式造粒，在將造出的抗菌母粒加入載體樹脂中，就可以制成抗菌塑料制品。

 

       第二，抗菌母粒提高了抗菌劑在基體中的分散性和相容性，因此也提高了材料整體的抗菌能力。

 

       這是由于在準備母粒的過程中，抗菌劑和載體樹脂經過雙向剪切和混煉，在成型過程中分散，母粒化抗菌劑在抗菌產品中的分散性就比直接添加法好的多，且抗菌母粒一般呈顆粒狀，成型操作中粉塵不飛揚，減少了生成過程污染，使用過程無需對抗菌劑進行表面處理，因此，將抗菌劑母粒化后制備抗菌產品已成為目前抗菌產品的主要生產方法。

 

       三、抗菌母粒的優點

 

       抗菌母粒根據加入抗菌劑的不同，其分類也不同，根據抗菌劑的分類，抗菌母粒也分為有機抗菌母粒、無機抗菌母粒、天然抗菌母粒。

 

       抗菌母粒的加入對塑料最終性能的影響十分關鍵。經研究發現，加入抗菌母粒之后，對塑料的力學性能、物理性能幾乎沒有影響，這主要是因為抗菌母粒的基體通常要與塑料的基體相同或具有高相容性，因此抗菌母粒的加入可以很好的適應塑料基體，不會造成塑料變質。

    

       抗菌母粒產品的主要優點：

 

       廣譜抗菌性，長期持效抗菌效果；

 

       熱穩定性好，耐高溫，不變色；

 

       良好的相容性和分散性；

 

       不改變制品原有加工工藝；

 

       各種塑料原料均有相應的木料，減少對制品的性能影響；

 

       符合食品和衛生材料的生產和使用要求，生產和使用時對環境物任何影響。

 

       轉自——鏈塑網公眾號

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