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原标题:全球塑料抗菌剂研发如火如荼

浏览次数:125 时间:2019-12-01

据悉,我国的塑料抗菌剂近几年来得到快速发展,应用领域在不断拓宽。2008年,国家技术质量监督检疫总局陆续颁布实施家电抗菌、除菌的一系列标准。2011年,家电抗菌国家标准的颁布,进一步规范了抗菌塑料在家电行业的应用。目前,国内对抗菌塑料的需求量为15万吨/年,抗菌聚丙烯在抗菌塑料中占有重要的份额,国内消耗量超过5万吨/年。

不久前国际标准化组织正式发布了《ISO 22196∶2007塑料制品表面抗菌性能评价方法》和《ISO 20743∶2007抗菌整理纺织品的抗菌性能测定》,此举标志着国际抗菌标准化体系初步构建完成。目前抗菌行业在全球范围内已形成为一个新兴产业,有机抗菌剂和银基抗菌剂新品的不断推出,更使这一市场异常活跃。 技术与标准同步完善 随着抗菌产业在全球范围内的兴起,各公司对塑料抗菌剂的研发如火如荼。美国米林肯化工公司已经在欧洲投资建设一座微生物学实验室,以提高对客户的技术服务水平。该公司表示,这是为了促进其抗菌剂技术的不断发展和市场接受度。该实验室在现有塑料和纺织加工设备条件下提供咨询服务。米林肯公司表示这座新建微生物实验室的室内支持基础设施是专门为欧洲客户设计的。该实验室拥有标准的微生物设备,包括:接种和菌落计数设施、灭菌柜、生物安全箱、细菌培养器和显微镜等。 此外,日本、美国、欧洲、中国等国家都先后建立起了各自的抗菌标准体系。然而由于各国标准各不相同,因此不同国家客户要求的产品检测方法和适用标准不一致,致使生产厂家无所适从,一定程度上也影响了抗菌产品的国际贸易。去年发布的两项ISO抗菌国际标准,正是为了适应这一新形势的需要而制定的。 有机抗菌剂大量推向市场 许多化学品都有抗微生物破坏的能力,但很少适合用于塑料。添加到塑料中的抗菌剂不仅需要满足低成本的要求,而且要有极好的相容性,并能在加工过程中保持高热稳定性。此外,抗菌剂还必须能够迁移到塑料表面,阻止微生物生长。其中,有机抗菌剂应用*广泛。 托洛伊公司向市场推出大量商品名为Micropel的塑料抗菌剂。其中,10,10’-氧代双吩恶砒是一种广谱抗菌剂,对抵抗真菌、粉色染色有机体、细菌和水藻都极为有效,广泛应用于软质聚氯乙烯和聚氨酯工业。3-碘代丙炔基氨基甲酸丁酯广泛用于各种工业和个人护理塑料产品中,该公司正在对此种产品进行改性,以满足包括聚氯乙烯、聚烯烃和橡胶在内的各种聚合物加工时对热稳定性能的要求。氯辛基异噻唑啉酮可以完全满足软质聚氯乙烯加工对热稳定性的要求,而且可以很好地控制真菌的生长。 菲柔公司生产的品名为Micro-Chek的抗菌剂,是一种用于聚氯乙烯、聚氨酯和其他聚合物的低毒防霉剂,专门为户外应用而设计,可用于房顶隔膜、门窗凉篷和汽车饰件。该抗菌剂经过了美国环境保护署和加拿大卫生部有害生物管理协调局的认证。 英国艾科化工公司已经开发出用于聚氯乙烯的Intercide系列抗菌剂,其将活性抗菌剂组分包含在邻苯二甲酸盐增塑剂、环氧树脂共稳定剂或者固体共聚物之中。 聚合化学合金公司已经开发出PolySept抗菌剂,可以为塑料提供长久抗菌作用。该产品母料通常含有10%~50%的抗菌剂,可直接与聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺、聚酯和聚碳酸酯混合加工。 银基抗菌剂性能独特 银无毒、耐腐蚀、不燃烧,并且不会导致细菌产生耐药性,其稳定的化学性能以及较高的抗菌效率使得银成为食品加工和医疗设备工业用塑料抗菌剂的*。银基抗菌剂主要通过离子交换机理抗菌,银以缓慢的速度释放银离子,银离子在微生物表面与键合点发生反应,从而组织微生物繁殖。 爱金科技公司开发的银基抗菌剂具有广谱抗菌作用,该公司为罗技公司生产的滑鼠键盘抗菌剂,抗菌效果明显,可以通过释放银离子提供长期的抗菌保护。含有这种抗菌剂的键盘鼠标可以自清洁表面,消灭现有和新的细菌,而这种抗菌作用将伴随整个产品使用周期。美国环保局已经证明爱金科技公司开发的抗菌剂与食品和水接触是安全的,该产品被美国食品药品管理局列入可与食品直接接触的商品种类。 Sanitized AG公司开发出一种新型银基抗菌剂活性组分,以微晶玻璃为载体,这种银基抗菌剂活性组分的效率比其产品效率提高了1倍。该活性组分可直接掺入到塑料材料中,当所处环境有利于微生物生长时,微晶玻璃载体激发银离子,这种基于天然银的抗菌剂活性组分可以承受的加工温度高达350℃。另外,微晶玻璃载体是透明的,因此对透明塑料的光学性能影响很小,甚至没有影响。

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纳米银抗菌剂,银离子塑料抗菌剂AEM5700-A

本文简要介绍塑料用抗菌剂的分类及抗菌原理,对塑料用抗菌剂的研发进展进行了综述,指出了塑料用抗菌剂的发展趋势。

塑料材料在医疗卫生、建筑材料、包装材料、玩具制造、电子电器、日常生活等行业得到了广泛的应用,但塑料材料在其表面容易受到细菌的污染,而有些细菌是具有致病性的,当人们接触带细菌的塑料材料后,会给人们的身体健康带来危害。在塑料材料中添加抗菌剂制得具有杀菌、抑菌的塑料材料,能保障人们在使用塑料材料的过程中使用安全。所以抗菌剂在塑料的使用中保障人们使用安全,提高人们的生活品质具有重要意义,特别是在环保、健康意识日益增强的今天,为健康使用塑料材料提供新的技术支持。

塑料用抗菌剂的分类及原理

从目前的技术发展情况来看,塑料用抗菌剂主要可分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂及复合抗菌剂四种类型。不同抗菌剂对同种病原菌的抗菌作用机理和有效性的不同,同种抗菌剂对于不同的病原菌的抗菌作用机制和抑制范围也不同。

无机抗菌剂

无机抗菌剂主要包括成分、氧化物和多种化合物,目前已开发应用的无机抗菌剂主要以银、铜、锌等离子和一些纳米材料为主。对于银、铜、锌金属而言,它们主要是以离子状态存在的,通过离子交换或其他形式与载体结合,由于这些金属离子有着与细菌或霉菌的活性酶中心强有力的结合能力,因而具有抗菌能力。在这些金属离子当中,银的抗菌能力最好,而且银的杀菌作用与它的价态有关,—般来说正三价的银离子抗菌能力最强,正一价银离子抗菌能力最弱。银的化学结构决定了它具有很好的抗菌能力, 在一定波长光的照射下,银能起到催化活性中心的作用,可以使周围空间产生原子氧,而原子氧可杀菌,银离子可强烈地吸引细菌组织中的巯基,破坏细胞合成酶的活性,细菌就会被杀死,并且银离子能从死菌体中游离出来,继续与其他细菌接触,进行杀菌,重复进行上述过程,循环利用,所以它具有持久性。

纳米二氧化钛是一种光催化杀菌机理,其氧化活性高,对人体无害,光照后能在短时间内杀死与其接触的细菌。二氧化钛的禁带宽为3.2e V, 它吸收了波长小于387.5nm的近紫外光波后,价带中的电子就会被发到导带,形成带负电荷的高活性电子,同时在价带上也产生带有正电荷的空穴。在电场作用下, 电子-空穴对发生分离而迁移到二氧化钛表面上的不同位置。分布在二氧化钛表面的空穴与吸附在表面的OH—,H2O氧化成•OH自由基。而高活性电子则具有强的还原能力,可将二氧化钛表面的氧还原成O2—,也将水中的金属离子还原。•OH自由基的氧化能力最强可不加选择地使有机物全部氧化降解,包括穿透细胞膜,破坏膜结构使细菌和病毒分解,又能降解细胞产生的毒素,这是一般的抗菌剂没有的功能。由于纳米二氧化钛可以作用于一切有机物质,因此其抗菌谱比金属离子的抗菌谱更广。

有机抗菌剂

有机抗菌剂种类多达500多种,但常用的只有几十种。有机抗菌剂主要包括: 有机金属类,如五氯酚锌;有机卤代物,如五氯酚钠;醇、酚、醚类,如乙醇、对硝基苯酚、乙二醇-甲基醚等;醛、酮、醌类,如戊二醛、邻羟基环戊烯二酮、四氯对醌;酸及盐类,如山梨酸;酯类,如富马酸二甲酯;腈类,如百菌清;胍类,如氯已啶;有机硝基化合物类,如呋喃西林;有机磷及有机砷类,如月桂胂。此外,还有呋喃类、吡咯类、咪唑类、噻唑啉类、苯并呋喃类、苯并噻唑类等杂环类抗菌剂。这些抗菌剂根据其用途,又可分为杀菌剂、防腐剂和防霉防藻剂。杀菌剂是指可效地杀死微生物的抗菌剂,主要有季铵盐、乙醇、双胍类化合物等,防塑料长霉生藻变质的抗菌剂,主要有吡啶、咪唑、卤代烷及碘化物等。有机抗菌剂用于塑料主要有如下不足:毒性安全性较差,会产生微生物耐药性;耐热性不佳,遇热、光等较易挥发,或氧化、分解,导致抗菌寿命短;在塑料高温、高压、高剪切加工条件下不稳定,效果降低乃至失效,甚至产生有毒副产物等。 (责任编辑:admin)

“这个用量不大,因为以前我国在家电抗菌材料的使用上没有强制的立法和统一的标准。随着家电抗菌标准的出台,‘抗菌’的概念会越来越深入人心,国内对抗菌聚丙烯的需求也会越来越大,预计每年需求量增长20%甚至更多。”中国石化北京化工研究院副总工程师张师军对抗菌聚丙烯的市场前景充满信心。

纳米银抗菌剂 - 产品介绍

纳米银抗菌剂AEM5700-A,采用具有较强杀菌能力的银离子制得的产品,是一种集安全性、广谱性为一体的银离子塑料抗菌剂抗菌剂。其具有较高的耐温、安全性,对广谱范围的细菌具有长效杀菌作用。且其添加在塑料、纤维中不会发生变色、迁移流失现象,其粒径分布均匀、超细,可适用于多种材料的添加抗菌加工。

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