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抗菌塑料的核心助劑——抗菌劑
所屬欄目:塑料橡膠助劑系列
產品名稱: 抗菌塑料的核心助劑——抗菌劑
所屬類別: 塑料橡膠助劑系列
產品說明:
抗菌塑料的核心助劑——抗菌劑
  隨著人們對產品安全性與衛生意識的增強,越來越多的人開始購買抗菌類的塑料制品,2014年日本的抗菌家電市場已經超過家電市場的50%,并且還在進一步地往整個塑料行業擴張。所以,未來抗菌市場規模必然不斷擴大,中國的抗菌市場必然也將進一步打開,抗菌制品在未來會向日本、歐美的國家一樣,成為塑料制品的主流。
  抗菌劑:是指能夠在一定時間內,使某些微生物(細菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等)的生長或繁殖保持在必要水平以下的化學物質。
  一、抗菌劑的作用機理
  抗菌劑的抗菌作用一般分為殺菌和抑菌作用。抗菌劑的濃度和作用時間對抗菌作用有很大的影響。銀、銅、汞等金屬離子、強氧化劑主要起殺菌作用,有機抗菌劑則主要表現為抑菌作用。同一抗菌劑,低濃度常表現抑菌,高濃度則為殺菌。
  1.金屬離子接觸反應


銀離子抗菌機理
  這是無機抗菌劑最普遍的抗菌作用機理。金屬離子帶有正電荷,當微量金屬離子接觸到微生物的細胞膜時,與帶負電荷的細胞膜發生庫倫吸引,使兩者牢固結合,金屬離子穿透細胞膜進入細菌內與細菌體內蛋白質上的疏基、氨基等發生反應。細胞合成酶的活性中心與金屬離子結合后,該蛋白質活性中心的結構被破壞,造成微生物死亡或喪失分裂增殖能力。例如:銀離子與蛋白質疏基的結合破壞了微生物的電子傳輸系統、呼吸系統和物質傳輸系統。
  2.催化激化機理
  有些微量的金屬元素,能起到催化活性中心的作用,如銀、鈦、鋅。該活性中心能吸收環境的能量,如紫外線,激活空氣和水中的氧,產生羥自由基(·OH)和活性陽離子(O2-).它們能氧化或使細菌細胞中的蛋白質、不飽和脂肪酸等發生反應,破壞其正常結構,從而使其死亡或喪失繁殖的能力。
  3.陽離子固定機理
  細菌在中性條件下帶負電荷,帶負電荷的細菌會被抗菌材料上的陽離子所吸引,束縛細菌的自由活動,抑制其呼吸機能,即發生“接觸死亡”。
  4.細胞內容物、酶、蛋白質、核酸損壞機理
  許多抗菌劑屬于這個抗菌機理,如對細胞器的作用、對蛋白質和核酸等結構物質的作用,對酶體系的作用、對呼吸作用的影響、對有絲分裂的影響。
  二、塑料用抗菌劑的種類
  抗菌劑主要分為有機抗菌劑與無機抗菌劑,用于塑料的抗菌劑還有少量天然抗菌劑和高分子性抗菌劑。


抗菌劑

抗菌劑類別

主要品種

優點

缺點

無機抗菌劑

銀沸石、銀活性炭、銀硅膠、銀玻璃珠、磷酸鈦鹽、銀陶瓷等

耐熱性好、抗菌譜廣、有效抗菌期長、毒性低、不產生耐藥性

銀系抗菌劑易變色、制造困難、在塑料中使用工藝復雜

有機抗菌劑

季銨鹽、酚醚類、苯酚類、有機金屬類、砒啶類等

殺菌速度快、部分抗菌劑無毒、加工方便、顏色穩定

耐熱性差、易在溶劑環境中析出、易生產耐藥性、分解產物有毒

天然抗菌劑

殼聚糖、三梨酸等

抗菌效率高、安全無毒

加工困難、耐熱性差

高分子抗菌劑

聚苯乙烯內酰胺、聚吡啶等

長效、廣譜、安全無毒、顏色穩定好

運用范圍不廣


  無機抗菌劑
  無機抗菌劑是無機物負載了具有抗菌性的金屬及其離子的一類抗菌劑,其中金屬離子又以銀、銅、鋅為主。含銀的抗菌劑具有良好的抗菌性,但價格高,有變色現象。

種類

載體

載體與有效成分結合方式

含抗菌性性金屬(銀、銅、鋅等)的無機物

硅酸鹽類載體

沸石

黏土礦物

硅膠

離子交換

吸附

離子交換

起光催化劑反應的氧化物

磷酸鹽類載體

磷酸鋯

磷酸鈣

離子交換

吸附


其他

可溶性玻璃

活性炭

金屬(合金

有機(金屬

玻璃成分

吸附

合金

化合


  有機抗菌劑
  有機抗菌劑的殺菌作用強,防霉效果優于無機抗菌劑,用量少就能達到明顯效果,但其耐熱性差,時效較短,長期使用會使微生物產生抗體。

抗菌劑種類

使用目的

性能特點

抗菌機理

季銨鹽類、醇類、含氯類酸鹽

殺菌,除菌

殺菌速度快,抗菌譜廣

損失細胞膜功能、使蛋白質凝固、變性

有機鹵化物、釋放甲醛的化合物、有機金屬化合物、酚類

防腐

抗菌譜廣、長效、相容性好,化學穩定性好

阻礙與疏基有關的代謝過程,氧化和破壞疏基

吡啶類、咪唑類、鹵代烷基類、碘化物

防霉、防藻

抗菌譜廣、長效、化學穩定性好

阻礙與疏基有關的代謝過程,阻礙DNA合成


  三、抗菌劑的應用
  日常生活中和工業中大量使用塑料,如廚具、衛生設施、家電、壁紙、食品包裝等。使用抗菌塑料可提高產品的衛生性,可減少致病菌的污染。


冰箱
  應用領域:
  食品相關用品:食品(飲料、果蔬、糧食、飼料等)、廚房用品:如餐居、盆、勺、筷、刀菜板、保溫瓶殼、水龍頭、過濾網等;
  日用生活:美容化妝品容器、牙刷、牙刷盒、拖鞋、衣箱、服裝、內飾、婦女用品等;
  家電制品:冰箱、洗衣機、電飯煲、電視機、照相機、通風機、衣服干燥機、加濕器等;
  纖維制品:帽子、假發、運動服、白大褂、手術服、睡衣褲、口罩等;
  建材居室:裝飾板、壁紙、家具、地燈、電源開關及面板、門窗用薄膜、管道等;
  辦公用品:記事本、衛生紙、鉛筆、圓珠筆、橡皮、圓規、訂書機等;
  玩具:塑料、木質玩具、棋子等;


砧板、果盤
  醫藥衛生:注射器、助聽器、一次性手套、醫護人員和病人服裝等;
  其他:噴霧器、嬰兒奶瓶制品、香煙過濾器等;
  四、抗菌產品應用實例
  日本等發達國家的抗菌家電產品普及率非常高,抗菌冰箱、抗菌洗衣機等,在日本抗菌家電占據其市場份額超過50%,并且其塑料抗菌劑涵蓋所有抗菌塑料品種,隨著人們安全意識的不斷提高,全球抗菌塑料市場的規模不斷擴大,中國的抗菌塑料市場前景非常可觀,下面便介紹一些抗菌應用。
  1.部分家用電器
  冰箱:抗菌化重點,用抗菌PE材料制成果蔬盒蓋、制冰器的主水管;用抗菌聚苯乙烯制成冰器盒、食品托盤,用抗菌ABS樹脂 制成內膽等


抗菌冰箱門封條測試對比
  洗衣機、馬桶:在塑料PP部件用使用抗菌材料


馬桶
  餐具干燥機等涉水用品:主要用抗菌PP材料
  電飯煲的外殼:PE制件中使用抗菌劑
  2.飲水塑料管
  塑料管道,一般采用專用抗菌母粒,復合在PP管中,長效性好,安全無污染,提高飲水質量。
  3.包裝薄膜
  食品包裝塑料袋,可以防止微生物對果蔬的侵害,獲得較好的保鮮效果,綜合提高食品的安全性
  五、抗菌塑料制件的合成途徑


  總結:隨著人們對產品安全性與衛生意識的增強,越來越多的人開始購買抗菌類的塑料制品,從國人瘋狂性地到日本等國家購買家電產品,而,2014年日本的抗菌家電市場已經超過家電市場的50%,并且還在進一步地往整個塑料行業擴張。所以,未來抗菌市場規模必然不斷擴大,中國的抗菌市場必然也將進一步打開,抗菌制品在未來會向日本、歐美的國家一樣,成為塑料制品的主流。

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