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抗菌劑:是指能夠在一定時(shí)間內(nèi),使某些微生物(細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類(lèi)及病毒等)的生長(zhǎng)或繁殖保持在必要水平以下的化學(xué)物質(zhì)?;貜?fù)“助劑”或“抗菌”查看更多信息
一、抗菌劑的作用機(jī)理
抗菌劑的抗菌作用一般分為殺菌和抑菌作用??咕鷦┑臐舛群妥饔脮r(shí)間對(duì)抗菌作用有很大的影響。銀、銅、汞等金屬離子、強(qiáng)氧化劑主要起殺菌作用,有機(jī)抗菌劑則主要表現(xiàn)為抑菌作用。同一抗菌劑,低濃度常表現(xiàn)抑菌,高濃度則為殺菌。
1.金屬離子接觸反應(yīng)
銀離子抗菌機(jī)理
這是無(wú)機(jī)抗菌劑最普遍的抗菌作用機(jī)理。金屬離子帶有正電荷,當(dāng)微量金屬離子接觸到微生物的細(xì)胞膜時(shí),與帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜發(fā)生庫(kù)倫吸引,使兩者牢固結(jié)合,金屬離子穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)與細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)上的疏基、氨基等發(fā)生反應(yīng)。細(xì)胞合成酶的活性中心與金屬離子結(jié)合后,該蛋白質(zhì)活性中心的結(jié)構(gòu)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(zhì)疏基的結(jié)合破壞了微生物的電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳輸系統(tǒng)。
2.催化激化機(jī)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(huán)境的能量,如紫外線,激活空氣和水中的氧,產(chǎn)生羥自由基(·OH)和活性陽(yáng)離子(O2-).它們能氧化或使細(xì)菌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸等發(fā)生反應(yīng),破壞其正常結(jié)構(gòu),從而使其死亡或喪失繁殖的能力。回復(fù)“助劑”或“抗菌”查看更多信息
3.陽(yáng)離子固定機(jī)理
細(xì)菌在中性條件下帶負(fù)電荷,帶負(fù)電荷的細(xì)菌會(huì)被抗菌材料上的陽(yáng)離子所吸引,束縛細(xì)菌的自由活動(dòng),抑制其呼吸機(jī)能,即發(fā)生“接觸死亡”。
4.細(xì)胞內(nèi)容物、酶、蛋白質(zhì)、核酸損壞機(jī)理。
許多抗菌劑屬于這個(gè)抗菌機(jī)理,如對(duì)細(xì)胞器的作用、對(duì)蛋白質(zhì)和核酸等結(jié)構(gòu)物質(zhì)的作用,對(duì)酶體系的作用、對(duì)呼吸作用的影響、對(duì)有絲分裂的影響。
二、塑料用抗菌劑的種類(lèi)
抗菌劑主要分為有機(jī)抗菌劑與無(wú)機(jī)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(lèi)別 |
主要品種 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
無(wú)機(jī)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(zhǎng)、毒性低、不產(chǎn)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(fù)雜 |
有機(jī)抗菌劑 |
季銨鹽、酚醚類(lèi)、苯酚類(lèi)、有機(jī)金屬類(lèi)、砒啶類(lèi)等 |
殺菌速度快、部分抗菌劑無(wú)毒、加工方便、顏色穩(wěn)定 |
耐熱性差、易在溶劑環(huán)境中析出、易生產(chǎn)耐藥性、分解產(chǎn)物有毒 |
天然抗菌劑 |
殼聚糖、三梨酸等 |
抗菌效率高、安全無(wú)毒 |
加工困難、耐熱性差 |
高分子抗菌劑 |
聚苯乙烯內(nèi)酰胺、聚吡啶等 |
長(zhǎng)效、廣譜、安全無(wú)毒、顏色穩(wěn)定好 |
運(yùn)用范圍不廣 |
無(wú)機(jī)抗菌劑
無(wú)機(jī)抗菌劑是無(wú)機(jī)物負(fù)載了具有抗菌性的金屬及其離子的一類(lèi)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(jià)格高,有變色現(xiàn)象。
種類(lèi) |
載體 |
載體與有效成分結(jié)合方式 |
|
含抗菌性性金屬(銀、銅、鋅等)的無(wú)機(jī)物 |
硅酸鹽類(lèi)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(yīng)的氧化物 |
磷酸鹽類(lèi)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(jī)(金屬 |
玻璃成分 吸附 合金 化合 |
有機(jī)抗菌劑
有機(jī)抗菌劑的殺菌作用強(qiáng),防霉效果優(yōu)于無(wú)機(jī)抗菌劑,用量少就能達(dá)到明顯效果,但其耐熱性差,時(shí)效較短,長(zhǎng)期使用會(huì)使微生物產(chǎn)生抗體。
抗菌劑種類(lèi) |
使用目的 |
性能特點(diǎn) |
抗菌機(jī)理 |
季銨鹽類(lèi)、醇類(lèi)、含氯類(lèi)酸鹽 |
殺菌,除菌 |
殺菌速度快,抗菌譜廣 |
損失細(xì)胞膜功能、使蛋白質(zhì)凝固、變性 |
有機(jī)鹵化物、釋放甲醛的化合物、有機(jī)金屬化合物、酚類(lèi) |
防腐 |
抗菌譜廣、長(zhǎng)效、相容性好,化學(xué)穩(wěn)定性好 |
阻礙與疏基有關(guān)的代謝過(guò)程,氧化和破壞疏基 |
吡啶類(lèi)、咪唑類(lèi)、鹵代烷基類(lèi)、碘化物 |
防霉、防藻 |
抗菌譜廣、長(zhǎng)效、化學(xué)穩(wěn)定性好 |
阻礙與疏基有關(guān)的代謝過(guò)程,阻礙DNA合成 |
三、抗菌劑的應(yīng)用
日常生活中和工業(yè)中大量使用塑料,如廚具、衛(wèi)生設(shè)施、家電、壁紙、食品包裝等。使用抗菌塑料可提高產(chǎn)品的衛(wèi)生性,可減少致病菌的污染。
冰箱
應(yīng)用領(lǐng)域
食品相關(guān)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(guò)濾網(wǎng)等
日用生活:美容化妝品容器、牙刷、牙刷盒、拖鞋、衣箱、服裝、內(nèi)飾、婦女用品等
家電制品:冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、電視機(jī)、照相機(jī)、通風(fēng)機(jī)、衣服干燥機(jī)、加濕器等
纖維制品:帽子、假發(fā)、運(yùn)動(dòng)服、白大褂、手術(shù)服、睡衣褲、口罩等
建材居室:裝飾板、壁紙、家具、地?zé)?、電源開(kāi)關(guān)及面板、門(mén)窗用薄膜、管道等
辦公用品:記事本、衛(wèi)生紙、鉛筆、圓珠筆、橡皮、圓規(guī)、訂書(shū)機(jī)等
玩具:塑料、木質(zhì)玩具、棋子等
砧板、果盤(pán)
醫(yī)藥衛(wèi)生:注射器、助聽(tīng)器、一次性手套、醫(yī)護(hù)人員和病人服裝等
其他:噴霧器、嬰兒奶瓶制品、香煙過(guò)濾器等
四、抗菌產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)例
日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的抗菌家電產(chǎn)品普及率非常高,抗菌冰箱、抗菌洗衣機(jī)等,在日本抗菌家電占據(jù)其市場(chǎng)份額超過(guò)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(shí)的不斷提高,全球抗菌塑料市場(chǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大,中國(guó)的抗菌塑料市場(chǎng)前景非??捎^,下面便介紹一些抗菌應(yīng)用?;貜?fù)“助劑”或“抗菌”查看更多信息
1.部分家用電器
冰箱:抗菌化重點(diǎn),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(pán),用抗菌ABS樹(shù)脂 制成內(nèi)膽等
抗菌冰箱門(mén)封條測(cè)試對(duì)比
洗衣機(jī)、馬桶:在塑料PP部件用使用抗菌材料
馬桶
餐具干燥機(jī)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(zhuān)用抗菌母粒,復(fù)合在PP管中,長(zhǎng)效性好,安全無(wú)污染,提高飲水質(zhì)量。
3.包裝薄膜
食品包裝塑料袋,可以防止微生物對(duì)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(jié):隨著人們對(duì)產(chǎn)品安全性與衛(wèi)生意識(shí)的增強(qiáng),越來(lái)越多的人開(kāi)始購(gòu)買(mǎi)抗菌類(lèi)的塑料制品,從國(guó)人瘋狂性地到日本等國(guó)家購(gòu)買(mǎi)家電產(chǎn)品,而,2014年日本的抗菌家電市場(chǎng)已經(jīng)超過(guò)家電市場(chǎng)的50%,并且還在進(jìn)一步地往整個(gè)塑料行業(yè)擴(kuò)張。所以,未來(lái)抗菌市場(chǎng)規(guī)模必然不斷擴(kuò)大,中國(guó)的抗菌市場(chǎng)必然也將進(jìn)一步打開(kāi),抗菌制品在未來(lái)會(huì)向日本、歐美的國(guó)家一樣,成為塑料制品的主流。回復(fù)“助劑”或“抗菌”查看更多信息
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文章來(lái)自編者整理,詳情可參考《塑料助劑與配方設(shè)計(jì)技術(shù)》
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