高分子抗菌塑料的研究进展分析报告.doc

抗菌塑料的研究进展 1 引 言 塑料制品是日常生活和工作中最常见、接触最多的物品之一，由于塑料制品在加工和使用过程中易沾染和滋生多种微生物，包括致病细菌，对人们的身体健康造成一定的危害。随着人们环保意识的提高，越来越重视对健康环境的追求，抗菌塑料应运而生。抗菌塑料是一类具备抑菌和杀菌性能的新型材料，能保持材料自身的清洁，减少因使用塑料制品而发生的交叉感染。在欧美一些发达国家，早已在如电话、电梯按钮、电脑键盘、各种电器开关上使用抗菌材料，可以有效地断绝细菌的“污染源”和“传播源”。我国的抗菌塑料近几年来发展，应用领域不断拓宽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。塑料用抗菌剂不仅需要具有高效、广谱的抗菌性能，抗菌持续性好，保持抗菌塑料能长期抗菌；无毒无异味，对制品和环境无污染；同塑料有相容性，配伍好，对塑料制品的性能没有不良影响；颜色稳定性好，在保存和使用过程中不变色；有良好的化学稳定性，耐酸、碱和化学药品；有较低廉的价格，使用后不会大幅度地提高材料的成本；还必须充分考虑到塑料加工过程中高温、高热、强剪切等苛刻条件对抗菌剂的影响，要求抗菌剂具备高的热稳定性，在塑料挤出和加工过程中不分解、不变质。目前，抗菌剂包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、抗菌剂等大类。、二氧化钛、磷酸锆、硅胶等。Ag+的灭菌效力最为显著，对多种致病细菌都有强烈的杀灭效果，因此目前已经商品化、应用最为广泛的大多是银系抗菌剂，但银离子易生成棕色的氧化银或经紫外光催化还原成黑色的单质银，变色后不仅降低了抗菌性，而且还将使白色和浅色塑料制品无法使用。日本经过多年的研究，这方面取得长足进步，初步解决了银抗菌剂的变色问题,但价格较高。 为解决载银抗菌材料的粒径大（一般为1μm），影响塑料薄膜的透明度同时易变色，长期保存和使用过程容易变黄变黑。CN 101392065 A开发了一种透明性好不泛黄，且各项性能稳定的含银离子无机抗菌塑料薄膜，使用的抗菌剂为一种银离子无机抗菌剂，是通过可溶性锆盐氧氯化锆、销酸银在pH值大于10反应，后经洗净干燥锻烧得到粒么为70nm-150nm的AgZr2(PO4)3片型晶体。 与有机抗菌剂相比，无机抗菌剂具有较好的耐热性和安全性，而且资源丰富，应用范围广。而经纳米技术改性的无机抗菌剂由于粒径超细，增加了与细菌的接触面积，同时依靠库仑引力可穿透细菌的细胞壁进入细胞体内，破坏细胞合成酶的活性，使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。因此，功能性纳米无机抗菌剂具有极其优异的抗菌效率，且安全无毒,时效长，缓释效果良好，具有普通银系抗菌剂所不能比拟的光稳定性和热稳定性。表1为几种抗菌剂的性能和应用领域比较。 表1 有机和无机抗菌剂活性比较 项目 有机抗菌剂 普通无机抗菌剂 纳米无机抗菌剂 主要成分 酸、酚、醇 沸石+Ag、Zn、Cu 纳米粉体+Ag、Zn、Cu 抗菌效果 短期好、广谱、大于95% 中长期、广谱，大于95% 长期、稳定、广谱、大于95% 耐热温度 200℃ 300-400℃ 1300℃ 加工性 有气味、易挥发 高温变色 无味不变色，分散性好 细度 全溶解 D50=4-6μm D50=0.5μm D95=10μm 应用领域 塑料。CN 1467250 A公布一种纳米TiO2抗菌自清洁塑料母粒及其应用，其特征在于用Fe2O3与Ti9O17粒子对纳米TiO2进行掺杂改性使吸收光波红移，利用纳米TiO2掺杂改性粉体与塑料、有机溶剂、偶联剂共混得到的纳米抗菌自清洁塑料母料，应用于冰箱内胆、外壳、上盖、把手、空调室内机、洗衣机外壳、内胆等，具有抗菌、消毒、自清洁作用。 纳米银就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银粒径大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。动物试验表明，这种纳米银抗菌微粉即使用量达到标准剂量的几千倍，受试动物也无中毒表现。同时，它对受损上皮细胞还具有促进修复作用。值得一提的是，该产品遇水抗菌效果愈发增强，更利于疾病的治疗。专家认为，这种纳米银抗菌微粉还可广泛应用于环境保护、纺织服饰、水果保鲜、食品卫生等领域 ，CN102140215 A， CN102140199A公开了一种基于纳米簇技术的广谱高效抗菌母粒及其制备方法，是将纳米银粉分散到非极性或弱极性溶剂中，然后添加聚丙烯切片并使其溶解。加热回流除溶剂，干燥后研磨成粉，最后通过螺杆挤出基于纳米簇技术的广谱高效抗菌母粒。CN 102286208 A公布了一种奈米银和奈米氧化锌做为复合抗菌剂被用作抗菌切菜板