抗菌塑料改性介绍

抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌剂，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内将塑料上的细菌杀死或抑制。与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济，又方便。

1.抗菌剂的种类及机理

塑料抗菌剂是一种新型塑料添加剂。添加少量塑料抗菌剂，可赋予塑料长期的抗菌和杀菌能力。抗菌剂是指杀灭微生物和抑制生物繁殖的物质。大体可分为有机、天然和无机三大系列。

 (1) 无机抗菌剂

塑料抗菌剂利用银、铜、锌等金属本身所具有的抗菌能力，通过物理吸附或离子交换等方法，将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在沸石硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加人到制品中，就可获得具有抗菌性的材料。

(2)有机抗菌剂

在抑制有害细菌、 真(霉)菌的产生与繁殖，从而达到杀灭细菌的抗菌方法中，多种多样的有机抗菌剂的研制和开发，占据了主要地位。有机抗菌剂主要用作杀菌剂、防腐剂和防霉剂。

有机抗菌剂使用时， 除要注意安全性以外，还存在耐热性差、易水解、使用寿命短等问题。因此有机抗菌剂的开发和研制，要全面考虑到抗菌剂的抗菌能力、与材料复合的相容性、药效持续性、化学热稳定性和耐紫外线稳定性等因素。

(3)天然抗菌剂

受到安全性和加工条件的制约，以天然原材料作为抗菌剂，目前还不能实现大规模市场化。这里主要介绍天然杭菌剂一壳聚糖。 壳聚糖是以甲壳素为原料，在浓碱中脱去乙酰氨基而得到的可溶于水的聚氨基葡萄糖。壳聚糖对多种菌、菌类表现出抗菌性。一般认为，壳聚糖的抗菌机理是由两步反应完成:首先，在酸性条件下，壳聚糖分子中的-HN₃⁺与细菌细胞壁所含的硅酸、磷酸酯等解离出的阴离子结合，使细菌的自由活动受阻，从而阻碍细菌的大量繁殖:其次，壳聚糖进一步低分子化， 通过细胞壁进人微生物的细胞内，使遗传因子从DNA到RNA的转变过程受阻，造成微生物彻底无法繁殖。

除单独使用无机抗菌剂或有机抗菌剂外，无机-有机复合抗菌剂也开始得到应用。这种复合抗菌剂结合了二者的优点，既具有有机抗菌剂的即效性、持续性，又具有无机抗菌剂的安全性和耐变色性，因而也是抗菌剂未来发展的一个方向。

2.抗菌通用塑料的主要品种

用于制造抗菌日用品的抗菌塑料，是具有抑菌或杀菌作用的新型功能高分子材料。这些材料以PE、PP、PVC、ABS等大品种塑料为基体，可制成家用冰箱内衬、儿童玩具、饮水机、食品包装膜、纤维、涂料、文具、供水管道等产品，以及具有抗菌功能的电话机、电脑键盘、鼠标器、电梯按扭、电器开关等触摸频繁的共用物品。用抗菌功能塑料及其合金制成的塑料制品，具有自洁功能，用于医院特殊场合时，可减少消毒次数。

除结构型抗菌塑料本身就具有抗菌活性外，其他抗菌塑料大多是通过添加极少量的抗菌剂制成，属添加型抗菌功能塑料，其核心成分是抗菌剂。添加型抗菌功能塑料易于实现工业化生产，性价比可望被市场接受。

(1)抗菌PE

抗菌PE通过添加抗菌母料引人抗菌组分，可赋予PE明显的抗菌活性。随着抗菌组分用量的增加，抑菌圈明显增大;与此相对应，试片/菌液接触仅6h的抗菌率，呈逐步上升的趋势;且抗菌率都在90%以上，满足了抗菌材料的要求。此外，PE的外观没有改变。

(2)抗菌PP

通过添加抗菌母料引人抗菌组分后，PP均表现出明显的抗菌活性。随着样品/细菌接触时间的延长，抗菌率提高;当抗菌组分相同时，抗菌活性随着抗菌组分含量的增如而提高，接触时间短时抗菌率变化明显。

(3)抗菌PVC

通过添加抗菌 母料引人抗菌组分后，PVC 均可表现出明显的抗菌活性。随着抗菌母料用量的增加，抑菌圈有所增大，仅接触6h的抗菌率也大致呈上升趋势，且均大于90%。此外，抗菌PVC仍能保持其透明性。

(4)抗菌ABS

在ABS中引人抗菌组分后，ABS表现出了明显的抗菌活性。其抗菌效果非常好，其6h、24h 的抗菌率都在98%以上。由此可见，复合抗菌组分的协同作用和偶联剂对提高ABS的抗菌性能的效果都非常明显。

(5)抗菌塑料抗菌活性的持久性抗菌

材料保持其较高的抗菌活性，或抗菌率的时间长短能够表征其抗菌活性的持久性。显然，如果抗菌塑料的抗菌活性在短时间内就降低很多，那么其使用价值就大大降低。