抗菌材料中的核心成分是抗菌劑。抗菌劑是一些細菌、霉菌等微生物高度敏感的化學成分。極少量的抗菌劑添加至普通材料中,可制成抗菌材料。抗菌劑可分為有機類、無機類和天然類等。
有機抗菌劑包括多種傳統的抗菌殺菌劑,殺菌力強、效果好,來源豐富,但存在安全性較差、容易產生微生物耐藥性、耐熱性較差、易遷移等不足。天然抗菌劑耐熱性較差,應用范圍較窄。無機抗菌劑具有長效、不產生耐藥性等特點,突出的耐熱性(>600~1000℃)使其近年來在塑料、化纖、陶瓷等材料中的應用備受重視。
材料的抗菌功能化技術開發,必須注意材料的配方與材料加工、制品加工、制品使用等生產環節和應用環境相適應。例如,在有機高分子材料經歷200℃以上、高剪切的加工過程中,抗菌添加劑將會發生抗菌活性降低的變化,導致其抗菌作用大幅度下降,因此有必要采用穩定劑來提高抗菌配方與基礎樹脂的配伍性,以確保材料和制品的抗菌性。還有,抗菌制成品的使用環境與抗菌持久性有著密切關系。日常生活中,有些物品經常與水接觸(如洗衣機、洗碗機、飲水機的涉水部件、給水管),會加快抗菌部件中抗菌成分的流失和抗菌性能的下降,所以所使用的抗菌材料必須具備耐水性。
另外,近年來業已開發的抗菌劑品種和數量增加較快,使用時要注意選擇合適的抗菌劑產品。抗菌劑的熱穩定性、抗菌性(抗菌廣譜性及其以最低抑菌濃度MIC值為代表的性能指標)、毒性(以毒理試驗結果為代表)、與材料的相容性(以分散性為特征)、制成的抗菌材料的抗菌長效性等方面都是我們選擇抗菌劑時需要認真考慮的內容。
除了抗菌劑的性能外,抗菌劑的類型、價格、用量、產品質量穩定性、使用便利性等因素也與抗菌劑和抗菌材料的應用目的(往往在產品品質和成本兩個方面反映出來)是十分相關的。
抗菌塑料母粒前景好
制造不同的抗菌產品,可用不同的方法添加抗菌劑。當然,添加后的綜合效果也不同
以生產塑料抗菌制品為例,可采用抗菌劑、抗菌母粒、抗菌塑料來生產。由于直接使用抗菌劑的方法會影響塑料制品的外觀、導致抗菌效率降低,而使用抗菌塑料生產的加工成本較高,所以這兩種方法在國際上已處于落后狀態。
目前國際上較多采用的塑料制品加工方式是采用添加抗菌母粒的方法生產抗菌塑料制品。抗菌母粒是塑料與用于載帶和分散抗菌劑的載體樹脂混配制成的顆粒狀濃縮物,其中抗菌劑含量較高(為10%~50%質量)。成型加工抗菌制品時,只需在塑料中加入1%~10%質量的抗菌母粒即可。通過抗菌母粒技術,不僅使抗菌劑分散效果得到大幅度提高,而且免去大量共混造粒工作,因此在抗菌制品制造市場上是最有發展潛力的。目前我國在此方面的研究成績不俗,如北京崇高納米科技有限公司在塑料抗菌母粒的生產開發與研究工作中已達到了國際先進水平,其生產的安美迪抗菌塑料母料在國際上已享有較高的知名度。
從抗菌材料,特別是抗菌母粒和抗菌劑在塑料、化纖等許多制品中的應用情況來分析,抗菌材料的配方與應用目的同抗菌材料加工使用過程有密切關系。隨著應用范圍的不斷擴大,抗菌母粒和抗菌劑的配方調整是必要的。每一次配方調整和改進都應當對材料的抗菌性作測試評價,進行篩選。隨著研發的深入,抗菌材料的配方會不斷豐富,新的抗菌母粒和抗菌劑牌號不斷增加,抗菌材料的應用領域也將不斷擴大