抗菌塑料是一類在使用環(huán)境中本身對沾污在塑料上的細菌、霉菌、醇母菌、藻類甚至病毒等起抑制或殺滅作用的塑料。塑料抗菌防霉劑添加在塑料中,可使塑料制品本身具有抗菌性,不僅可以防止微生物對塑料的侵害,避免塑料產(chǎn)品發(fā)生化學和物理變化;還可以在一定時間內(nèi)將粘在塑料上的微生物殺死或抑制繁殖,從而保護使用者免除微生物的侵害,提高制品的健康和衛(wèi)生性能。
1.塑料抗菌防霉劑應具備的性能
(1)具有高效、廣譜的抗菌性能,抗菌持續(xù)性好,保持抗菌塑料能長期抗菌;
(2)無毒無異味,對制品和環(huán)境無污染;
(3)與塑料相容性好,對塑料制品的性能沒有不良影響;
(4)顏色穩(wěn)定性好,在保存和使用過程中不變色;
(5)有良好的化學穩(wěn)定性,耐酸、堿和化學藥品;
(6)價格低廉,使用后不會大幅度地提高材料的成本;
(7)具備高的熱穩(wěn)定性,在塑料擠出和加工過程中不分解、不變質(zhì)。
2.無機抗菌劑概述
無機抗菌劑是抗菌塑料中應用廣泛、市場潛力大的新型抗菌劑。它是利用銀、銅、鋅、鈦等金屬及其離子的殺菌和抑菌性而制得的一類抗菌劑。在所有的金屬離子中,銀離子的抗菌性能強,所以經(jīng)常使用的主要是銀離子及其化合物。但直接添加銀鹽制備的抗菌塑料性能明顯下降,顏色變黑,接觸水時易析出,抗菌有效期短,應用價值低。采用多孔結構、能牢固負載金屬離子的材料,或能與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物的材料載帶金屬離子,如活性炭可以改善這些問題。目前,無機抗菌劑多以沸石、硅灰石、綠泥石、陶土、陶瓷、不溶性磷酸鹽、可溶性玻璃等物質(zhì)作載體負載銀等金屬離子制成抗菌劑,抗菌廣譜、耐熱溫度高、長效、安全,在抗菌材料中應用優(yōu)勢明顯,是有發(fā)展前途的塑料用抗菌劑。
3.有機抗菌劑概述
有機抗菌劑主要是以季銨鹽類、雙胍類、醇類、含氯類鹽酸、(異)噻唑類、有機鹵化物、有機金屬化合物、酚類、吡啶類、咪唑類鹵代烷基類、碘化物等等為主成分的抗菌劑。與無機抗菌劑相比,有機抗菌劑在工業(yè)應用方面盡管開發(fā)得早,但在塑料等抗菌材料中的應用卻大受限制。不過,有機抗菌劑在某些塑料中有著自己的應用特點,如有機抗菌劑的有效抗菌速度要比無機抗菌劑快,防霉效果較好,添加在塑料中的工藝可操作性要比無機抗菌劑好,在儲存和使用過程中顏色穩(wěn)定性也比無機抗菌劑強。因此有機抗菌防霉劑在抗菌塑料的應用中占有一定的地位。有機抗菌劑的主要品種包括有機硅酮銨鹽、酚醚類、苯酚類、雙胍類、異噻唑類、吡咯類、有機金屬類、咪唑類、吡啶類、噻唑類等。
4.天然抗菌劑概述
目前常用的天然抗菌劑是殼聚糖(幾丁質(zhì))。殼聚糖是由甲殼素經(jīng)脫乙?;磻鴣?。甲殼素存在于昆蟲的外殼和真菌的細胞壁中,自然界每年甲殼素的合成量達幾十億噸,是自然界第二大天然高分子材料。昆蟲的外殼通過酸洗除去無機鈣質(zhì),通過稀堿煮除去蛋白質(zhì)便得到甲殼素。甲殼素在濃堿中進行脫乙?;磻?,得到殼聚糖。天然抗菌劑的熱穩(wěn)定性差、添加量大,是限制其在塑料中大量應用的主要原因。