塑料用抗菌防霉母粒的研制.doc

皇三塑坌墨三星!j旦望望型垫查奎逛全查堑垫塞二二=三塞望型蓬塑型塑料用抗菌防霉母粒的研制李毕忠崔辉仙贾：临芳 中国科学院理化技j撕完所工程塑料国家工程研究中心 海尔科化工程塑料国家工程研究中心有哏套司i 00080)随着现代经济的发展和人民生活水平的不断提高，人们对生活和工作环境的卫生要求也迅速提高，90年代以来以日本为代表的工业发达国家在家用电器、化学建村、卫浴设备和玩具等用品的制造中应 用抗菌塑料，从而有敬的减少了因细菌、霉菌沾污塑料制品而致病或交叉感染。国外抗菌塑料的应用起始于80年代初，欧美国家早期主要应用于日用品，且较多使用有机抗菌剂。 有机抗菌剂杀菌力强但存在毒性安全性较差，会产生微生物耐药性，化学稳定性差，耐热性差等缺点。80年代日本在抗菌塑料的应用与开发上发展较快重点推出无机抗菌剂的工业化产品。无机抗菌剂具有 长效性不产生耐药性等优点，特别突出的是耐热性非常好这种抗菌剂是通过所含金属离子的抗菌作用 来抑制细菌的生长繁殖。多数使用的金属是对人体安全的银、铜、锌等，其中银离子的抗菌力最强，但银 离子的性质活泼，易发生色变，使制品发黑，而且成本也较高。日本经历了20多年的研究，初步克服了 无机抗菌剂变色的难题，但价格仍居高不下。我国直到90年代后期，抗菌塑料研究才逐步进入快速发展的阶段。尤其是工程塑料国家工程研究 中心在这个领域做了许多工作。经过几年的潜心研究，通过离子交换和多层包覆等技术，获得抗菌性强， 不变色，成本低的复合型无机抗菌剂，并通过独有的抗菌母粒制造技术制造出了使用于各种塑料如PP、PE、 ABS以及透明HIPS等的抗菌母粒，使我国抗菌领域的研究达到国际水平。随着全球抗菌技术的进一步发 展，抗菌的概念也进一步扩展，已由原来的抗细菌直到现在的抗霉菌、酵母菌、藻类甚至病毒。抗菌剂的 发展也由有机发展到无机咀及有机无机结合的复合抗菌防霉体系，海尔科化工程塑料国家工程研究中一Ik,研 制成功的抗菌防霉体系取得了非常明显的效果。在第一代抗菌防霉母粒KlFsAF的基础上推出了环保型 高性能的第二代抗菌防霉母粒删FsAF2。1抗菌防霉母粒和塑料的制备和性能评价1】抗菌防霉母粒的制备作者简介：李毕忠博士，男，196 3年生，现从事高分子材料专业，任中科院理 化所研究员，博士生导师，所科技委委乳工程塑料国家工程拜竞中心副主任 海乍科化工程塑料国家工程研究中心有限心司总工程师。1 9791990年在北京 大学学习，并莸学士、硕士博士，】992 1999年，在中科院化学所做博士后 研究，历任中科院化学所副研究员、研究员，所学委合委员。作为访问研究员 和访问科学家先后在日本理化所和美国国家标准技术院工作作为专利第一发 明人和技术总负责人， “抗茵系列家电及抗茴塑料研制应用”项目获得2000 年度国家科技进步二等奖。在我国抗菌剂合成、抗茵母枉、抗茵塑料厦抗菌家 电设计应用等研究开发和产业化工作中起了重要的推动作用，在工程塑料和化 学纤维方面曾获省部级科技进步一等共二项，申请和获授权国内外专利十余 项，发表论支40余篇。43】第三部分 第三届中目工程塑料技术交流会应征论文工程塑料添加剂11_l原材料 HIPS：2712，德国BASF公司 ABS：PA757，台湾奇美公司PP：1947，北京燕山石油化工股份有限公司PE：IC7A，北京燕山石油化工般份有限公司软质PVC：自制抗菌防霉母粒：KllFSAF2，自制l_12仪器设备双螺杆混炼出机sHJ一30南京橡塑机械厂 塑料注塑成型机 sz一16080NB 宁波塑料机械厂I13母粒及塑料的制各抗菌防霉母粒和抗菌防霉塑料的制备工艺流程如下：际磊司l粒lI_J混合成型rI抗菌防霉塑料制品12性能评价121抗菌性能的测试方法抗菌性按QG2GZ9001(工程塑料国家工程研究中心的企业标准)测试，采用贴膜法。贴膜法是定量测定抗菌塑料的抗菌性的试验方法，它反应了抗菌塑料的接触抗菌原理，能较客观的 反映了抗菌塑料的抗菌功能，先用新鲜培养的细菌接触样品表面，覆膜24h活菌培养，回收活菌数，对比 空白样品的平行实验结果，计算得出抗菌塑料的抗苗率，试验菌种为金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia col i)。122防霉性能的测试方法：防霉性能的测试采用国家标准GB24231690电工电子产品基本环境试验规程，试验J：长霉试 验方法，测试用菌种有8种，包括黑曲霉(Aspergillus niger)、土曲霉(hspergillus terreus)、出 芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、宛氏拟青霉(Penicillium funicolosum)、绿色木霉(Trichodema viride)、赭绿青霉(Penicillium ochrochloron)、柄帚霉(Trichoderma viride)。判定等级hA 0级 到3级：0级防霉等级最高，在显微镜下放大50倍仍看不到长霉，1级为肉眼看不封长霉，3级防霉等级 最低，肉眼可看见的长霉面积有25以上。2、研究结果及分析21抗菌防霉剂的筛选制备抗菌防霉母粒的关键是抗菌防霉剂的研制，根据塑料加工特点选择出几种复合抗茜防霉剂，它的最低抑菌浓度(MIC)结果如下：菌种MICm鬈|kglo 24 I34金黄色葡萄球菌2525l220第三部分 第三届中日工程塑料技术交流会应征论文工程塑料添加剂大肠杆菌25 25 150 黑曲霉 10 200 25 土曲霉 15 24出芽短梗霉 lO 150 44 宛氏拟青霉3030 绿色木霉 10 30 赭绿青霉25 75 40 柄帚霉 342q亢菌剂的最小防霉浓度值偏大。实验中我们发现其抑菌圈的直径较小，边界不清楚，这说明该抗菌 剂有抑菌效果而杀菌作用则较弱。3”抗菌剂的抗菌防霉性自锨0定发现，其防霉性好但对金黄色葡萄球菌、 大肠杆菌的抑制能力差。 l#抗菌防霉剂适合于制备抗菌防霉母粒。22工艺研究粉末形态的抗菌防霉剂以比较小的比例混入塑料中，分散是关键。我们采用特有的分散)JDT技术制 成高浓缩抗菌防霉母粒，这种母粒色自，粒子均匀光滑，与各种树脂的相容性好。将母粒直接l三【一定的比 例混入基体树脂中，制的抗菌防霉塑料。33抗苗防霉性能将抗菌防霉塑料制成合适的样片，进行抗菌防霉性能的测试。1。母粒抗菌塑料的抗茵防霉测试结果样品名称 母粒含量防霉等级抗菌率HIPS(2712) 14母粒眺 l级99614母粒10l级 100 PE(IC7A) 14母粒5l级 987 l。母粒31级 790PP(1947) 1咽：粒51级 992961咽啦31级 80揣 软质PVC l咽粒81级 999经过测试，我们开