高分子助剂九章抗菌塑料的发展和应用课件

第九章抗菌塑料的发展和应

用第九章抗菌塑料的发展和应••

家用电器中与人体、物体频繁接触的部位,

如冰箱搁物架、门封条、门把手、

洗衣机波轮、控制旋钮、电话机手柄、话筒等等。

塑料制品加工中所使用的助剂是微生物的营养源,且在表面沾染油污,

在潮湿的环境中细菌、霉菌更易生长。

9.1

概述•

抗菌剂是一类具有抑制和杀灭菌功能的新型助剂。•

抗菌塑料是一类在使用环境中本身对沾污在塑料上的

细菌、霉菌、酵母菌、藻类甚至病毒等起抑制或杀灭

作用的塑料，通过抑制微生物的繁殖来保持自身清

洁。•

抗菌塑料主要通过在普通塑料中添加少量抗菌剂的方

法获得。•

应用领域：• 家用电器中与人体、物体频繁接触的部位,如冰箱 ••9.2

国内外抗菌技术的发展

塑料抗菌剂是一类新型塑料添加剂,

主要分为无机、有机和天然三大系列。大多数具有广谱抗菌性,

适用于塑料、陶瓷、纤维、涂料等材料中。•9.2.1无机类抗菌剂•••无机类抗菌剂多为金属离子类抗菌剂,

由载体和抗菌成分组成。这种抗菌剂利用离子交换、吸附、沉淀等方法将金属离子附着在沸石、二氧化钛、陶瓷、磷灰石等载体上。抗菌成分为银离子、锌离子、铜离子等,

其中银离子盐应用较多。将载有金属离子的沸石、陶瓷等材料制成粉末状,

可以直接添加到树脂中,

也可先制成抗菌母料。这种抗菌剂耐热温度可达270℃以上,

能够用于PE、PP、PVC、PS、ABS、聚酯等塑料中。银离子的抗菌能力最强，但其化学性质活泼，易转变为棕色的氧化银或经紫外光催化还原为黑色的单质银。另外，大量使用银的成本高，所以，解决无机抗菌剂的变色问题和降低成本这两个问题是世界性难题。•9.2国内外抗菌技术的发展•9.2.1无机类抗菌剂•无•

抗菌原理：重金属离子易与蛋白质结合,

当生长在塑

料表面的微生物接触到塑料中的抗菌成分时,

金属离

子强烈吸附细菌。由于金属离子与细菌细胞中酶的结

合,

破坏了酶的空间结构和活性,

使微生物的新陈代

谢不可能进行,

从而起到杀菌和抑菌的作用。•

无机抗菌剂粉末粒径分为微米级和纳米级。纳米多功

能塑料不仅具有抗菌功能,

而且有抗老化、增韧和增

强作用。•

纳米级抗菌剂是在纳米级粉体的基础上包覆抗菌物质

而制成的。首先采用液相或气相合成法制成锐钛型无

机纳米级粉体,

然后利用纳米级材料表面的吸附效应

将抗菌物质如Ag

+

、Zn2+

等进行吸附和离子交换,

制

得纳米级抗菌粉体

。•

通过离子交换和多层包覆技术，获得抗菌性强、不变色、成本低的复合型无机抗菌剂。•抗菌原理：重金属离子易与蛋白质结合,当生长在塑••

9.2.2有机类抗菌剂•

有机类抗菌剂主要品种有香醛、乙基香草醛类化合

物、季胺盐类和双胍类

。醋酸洗必泰、甲氧苯青霉素

也可作为抗菌剂,

它们对痢疾杆菌、大肠杆菌、金黄

色葡萄球菌的杀菌效果均很好。•

不同有机类抗菌剂的杀菌机理不尽相同,

目前对抗菌

机理的研究只是基于试验进行推断假定。有些抗菌剂

是通过破坏微生物呼吸系统或破坏细胞膜而达到杀菌

作用。如美国道康宁公司的DC-5700抗菌剂能够吸引细

菌细胞壁,

致使与DC-5700

相接触的细菌的对侧细胞

壁破裂,

内脏物渗出,

导致细菌死亡。•

有机类抗菌剂与无机类抗菌剂比较,

虽然短期杀菌抑

菌效果明显,

但耐温性差,

一般在200

℃以内长期使

用有溶出、析出现象,

使用寿命短。•9.2.2有机类抗菌剂•有机类抗菌剂主要品种有•9.2.3天然类抗菌剂•天然类抗菌剂有壳聚糖、天然萃取物等。但其缺点是耐久性差,且受到安全和生产的制约,

品种不多,

尚未大规模市场化。9．3••

国外抗菌剂的使用情况国外的抗菌塑料应用起于80年代。日本在无机抗菌剂的开发和应用中居国际领先地位。石冢硝子、品川燃料、东亚合成、锺纺和松下等几大制造商的抗菌剂市场占有率为整个日本市场的80％以上。1988

年，抗菌剂销售额达280亿日元，其中无机抗菌剂占60亿日元。日本1993

年抗菌塑料约35000吨，1999年达到约74000吨•日本是研制抗日菌剂最早的国家,

1984

年品川公司研制出载银沸

石抗菌剂,

商品名Zeomic。表1

列举了各种沸石对细菌、真菌的最

小抑制浓度MIC

（ug/

kg）

值

。最早使用Zeomic

抗菌剂制成的抗

菌除臭袜,使用效果很好,

这种抗菌剂随即在日本和其他国家广泛

使用。将Zeomic

应用到塑料材料中制成抗菌塑料,

其抗菌效果也

很好。如用线性低密度聚乙烯45

份,

碳酸钙50

份,

载铜5

%

,

载银3

%的沸石5份经熔融注塑制得40

um

厚薄膜食品袋,

染上314×105/

25m2

芽孢枯草菌,

215

×105/

25m2

黑曲霉,在22

℃下放置7

天后,

2

种菌分别降至314

×102/25m2

和115

×102/

25m2

。••9.2.3天然类抗菌剂•天然类抗菌剂有壳聚糖、天然萃取物等•表9-1各种载金属沸石抑制各种菌类的MIC值(ug/

kg)•菌株载银2.5

%沸石载锌10

%

沸石载铜10%沸石

载银2.1

%锌10.2

%

沸石••大肠杆菌线脓菌62.5

>

200062.5

>

2000>>20002000125125•金黄色葡萄球菌125>

2000>2000250•••••肠球菌黑曲霉菌青霉菌白念株菌酵母125

>

2000500

>

2000500

>

2000250

>

2000250

>

2000>>>>>20002000200020002000250500500250250•••注:

载金属含量为wt

%。最小抑菌浓度是指能够抑制容器中细菌生长的最低浓度,相同条件下,MIC越小,抑菌活性越大

。1996

年日本东亚合成化学公司又推出了与银沸石组成不同的载银抗菌剂Novaron

,

其系列产品有AG300

、AG330

、AGZ300

等。该抗菌剂对驹皮病菌和霉菌具有很强的杀灭能力,

且它与合成纤维、合成塑料制品的相容性很好。•表9-1各种载金属沸石抑制各种菌类的MIC值(ug/k•

日本石冢硝子株氏会社研制了一种载银玻璃抗菌剂,

商品名为WA291,

其英文名为:

ION2PURE。WA291

按其

组成可分为两大类,

B2O3

系列和P2O5

系列。WA291

为无色透明粉末或白色粉末,

粒度0.15～2um

,

耐热性500

℃,

抗菌作用的物质为Ag2O。目前,

WA291

抗菌剂在日本无机抗菌剂市场上销售额居第二,

三位,其相关产品已在日本、西欧、美国、中国等国家驰名。WA291

与PP、PE、PVC、PS、ABS

等混合注塑,

可制成抗菌纤维制品、抗菌片材、板材制品和抗菌膜制品。如将含25%(wt)

的载银硅硼酸钠母粒加入ABS中,注塑成抗菌ABS

,

与不加抗菌母粒的ABS

板比较,

在具有抗菌性能的前提下,

其它力学性能和颜色光洁度等基本相同。•日本石冢硝子株氏会社研制了一种载银玻璃抗菌剂,性50•

目前,

日本研制生产的抗菌剂有载银沸石、载银玻

璃、载银磷酸锆和载银羟基磷灰石,

以及载氯化银二

氧化钛等。这些银系抗菌剂抗菌活性很高,安全性好,

但这类材料中银离子不够稳定,

在紫外线照射下银离

子易还原为金属银,

金属银氧化后使制品变黑、变灰,

同时其抗菌性能下降。为此许多公司的研究人员正力

图研究出改善变色问题的方法。1995～1998

年国内外

已申请有关专利120

件,日本最多,

中国也申请了若干

专利。川研精细化学公司研制了一种新型载银抗菌剂,

含银31%

(wt)

,

该抗菌剂的变色情况明显改善。日本海水化学研究所开发了一种以Ca(OH)2

、MgO、Al2O3为基体,

负载上Zn离子,

成本比载银抗菌剂要低,

抗菌效果好,

几乎不存在变色问题。•目前,日本研制生产的抗菌剂有载银沸石、载银玻海水•

除了日本,

美国在抗菌剂的研制上也有很大进展。杜邦

公司推出的注册商标为MicroFree

的抗菌粉末AMPs

利用

独特的核微粒-外壳结构

,

使抗菌涂层包覆在核微粒

外。核微粒增大了抗菌活性组分的表面积,

从而减少了

填料的用量。在AMPs抗菌剂粉末颗粒外还有一种专门的

保护涂层,

可以控制杀菌成分的释放速率;

它还能起到

分散剂的作用,

使抗菌粉末易于在有机物中分散。AMPs

抗菌剂所用核微粒有二氧化钛、硫酸钡、氧化锌。抗菌

涂层有抗细菌的银和抗真菌的氧化铜、硅酸锌。这些抗

菌剂对于革兰氏阴性菌和阳性菌,

以及毛霉目真菌、酵

母菌均有抑制杀灭效果。•

美国ARP

公司研制的抗菌剂Bacticlean

是一种有机抗菌

剂

。这种抗菌剂可在277

℃的加工温度下与大多数塑料

进行掺混,

对防止革兰氏阴性和阳性菌及真菌和酵母的

生长有很好的效果。•除了日本,美国在抗菌剂的研制上也有很大进展。杜邦•

Bacticlean

抗菌剂是通过迁移作用达到塑料制品表面,

形成一个抗细菌的保护层,

使用时表面层被清洗或擦

掉,

Bacticlean

就迁移到表面来,

以达到平衡。•

美国Sange

group

研制生产的APACIEAR

抗菌剂是一种载银羟基磷灰石

,

粒径在15～118um

,

密度3g/cm3的白色粉末,

含Ag2

%～3

%(wt)

。这种抗菌剂不溶于水、不挥发、无毒、耐高温。与其它无机载银抗菌剂相比,

它的耐热性很好。所以载银羟基磷灰石与合成纤维、合成树脂、陶瓷等混合加热成型时,

制品不变质,

不发黄,

耐热性高达1200

℃,

这是其它抗菌剂难以比拟的。这种抗菌剂已广泛应用于制备抗菌家电制品、日用品、食品包装膜和容器等各类产品中。•Bacticlean抗菌剂是通过迁移作用达到塑料•

9.4中国抗菌剂抗菌塑料的发展和应用情况•

近年来,

我国开发研制抗菌剂的生产厂家不断增多。中

国科学院化学研究所工程塑料国家工程中心多年来在抗

菌剂、抗菌剂的母料化技术、抗菌塑料等方面进行了一

系列的研究开发和应用,

并率先在海尔集团推广应用于

抗菌系列家电产品。工程中心开发研制出了高效低毒,

具有广谱抗菌性并适用于塑料加工的新型抗菌剂。该抗

菌剂采用离子交换、吸附、包裹、提纯、分散的综合方

法,

使抗菌剂能够经受塑料加工过程中的高温高剪切的

条件,

解决了国际上一直没有解决的色变问题。目前,

工程中心已经研制出无机复合抗菌防霉剂KHFS

-

Z50

、

注塑级抗菌母料KHFS

-

Z25

、挤出级抗菌母料KHFS

-

Z25E、透明抗菌母料KHDS

-25TA、KHAS

-

AF40

抗菌母

料、KHFS

-

AG系列抗菌母料。•9.4中国抗菌剂抗菌塑料的发展和应用情况•近年•

华东理工大学材料工程学院也推出了自主研制的抗菌剂

FUMAT

系列产品

,

以及系列抗菌母料。这种抗菌剂以银

锌铜为主要原料,

以无机填料为载体,

产品呈白色粉

体。该粉体具有广谱抗菌性,

耐光照不变色,

安全无毒,

适用于塑料、纤维、涂料等领域。•

江苏泰兴纳米材料厂于1997

年研制开发了磷酸复盐为载

体的银系无机抗菌剂

,

商品名为HN-300

。该抗菌剂为

白色粉末,

粒径小于15um

,

比表面积大于400m2/

g。其

特点是高效广谱抗菌性,

高度透明性,

耐高温,

与树脂

相容性好，属于沸石型和硅胶型抗菌剂,

且超低毒性。•

广州NCM

公司经研究推出无机抗菌剂,

产品代号为NR。

它以银或锌为活性物质,

离子交换树脂为载体,

具有广

谱抗菌功效、稳定性高、变色性小。它与传统的有机和

银基无机抗菌剂比较,

抗菌时效长、低毒性,

具有优异

的热稳定性、化学稳定性,

及与塑料、纤维优异的相容

性。•华东理工大学材料工程学院也推出了自主研制的抗菌剂••

将纳米技术应用到抗菌剂的开发中,

研制出了纳米级抗菌粉体。

华东理工大学研制开发了纤维级纳米抗菌剂,

具有特殊效应,

克服了银变色的不足,

提高了整体的抗菌效果。

山东正元纳米材料工程有限公司与中国建材院等单位合作研制了一种纳米复合抗菌剂,

该材料能够适用于塑料、涂料、陶瓷、纤维等不同领域。

浙江丽水金地亚有限公司、浙江舟山明日有限公司等也已研制生产出纳米抗菌剂。•

国内研制生产抗菌剂的厂家日渐增多,

许多科研单位

也正在投入力量研制开发新型高效的抗菌产品。由于

国内研究起步晚,

与国外抗菌剂相比,

在技术质量和

价格上还缺乏竞争力。•将纳米技术应用到抗菌剂的开发中,研制出了纳米级抗•

9.5我国抗菌塑料及其应用中应解决的几个问题•

9.5.1

抗菌塑料及其制件的抗菌性标准及抗菌剂的评

价和测试方法

•

据估算，中国1998年塑料抗菌剂的产量40吨，销售额

300万元，抗菌制品100亿元，1999年抗菌剂产量150

吨，销售额1200万元，抗菌制品100亿元，2000年抗菌

剂产量达到200吨，2005年发展到500吨抗菌剂，抗菌

制品达400亿元。•9.5我国抗菌塑料及其应用中应解决的几个问题•

•食品日用品电讯家电纺织品建材居室办公用品玩具医药卫生其他装饰板、内墙涂料、油漆、壁纸、家具、桌布、门窗、瓷砖、管道、门把手、洗涤盆、水槽、便器、污物桶、澡盆、洗脸池、肥皂盒、衣柜、便池刷、电源开关及面板、栽培容器、台灯纸制品、如办公用低、卡片、记事本、卫生纸、文具：如铅笔、圆珠笔、钢笔、蜡笔、橡皮、圆规、消字灵、垫板、订书机、文件夹木制玩具、棋子、扑克牌、麻将包药纸、药箱、听诊器、体温计、体重计、助听器、医院设施（墙壁、地机、寝具等）、医护人员和病人服装（白大挂、手术服）、注射器、输液器、一次性手套乐器、公共设施（如公共汽车、地铁等吊环把手、交通工具内部件、座椅等、喷雾器、婴儿奶刷、各种清洁用毛刷

表9-2

抗菌剂和抗菌塑料的应用

食品（饮料、果蔬、粮食、饲料等的）保鲜（包装）膜（袋）、餐（饮、茶、酒）具、

碗、筷子、杯子、刀柄、菜板、保温瓶壳、洗锅刷、洗菜篮、过滤网、水龙头、净水

器、食品加工机

美容化妆品容器、肥皂、香皂、牙刷、牙刷盒、鞋、服装、腰带、妇女卫生用品、尿布

电话机、传真机、移动电话、话筒、计算机键盘、软磁盘合

冰箱、洗衣机、电饭煲、电视机、照相机、摄相机、通风机、衣服干燥机、洗碗干燥

机、加湿机、净水器、饮水机、切削机、换气机、遥控器

淋浴防水帷幔、空调过滤器、帽子、假发、运动服、睡衣裤、连衣袜、被褥用品、如床

单、被罩、枕套、手套、围裙、鞋垫、纱布、口罩、地毯 •建材居室装饰板、内墙涂料、油漆、壁纸、家具、桌布、门窗、•

（１）贴膜接触抗菌试验法•

目前众多抗菌测试方法中,贴膜法最接近于实际情况,是定

量测定抗菌塑料抗菌性的试验方法。它反映了抗菌塑料的

接触抗菌原理,并在实验设计中充分考虑了抗菌塑料的实

际使用条件等外部因素,能较客观地反映抗菌塑料抗菌功

能。•

贴膜法先用细菌接触样品表面,覆膜保存24小时后,进行活

菌培养。比较空白样的平行实验结果,得出抗菌塑料的抗

菌率。试验菌种为金黄色葡萄球菌(

Staphylococcus

aureus)

和大肠杆菌(

Escherichiacoli)

。贴膜法由日

本抗菌制品技术协议会(

SIAA)

在1995

年提出,后又几经

修改。工程塑料国家工程研究中心在此基础上做了大量研

究工作,

并参照GB1597921995《一次性使用卫生用品卫生

标准》在1998年制定了《抗菌塑料抗菌率测试方法(贴膜

法)

》的企业标准。测试结果重复性好,数据可靠,在实践

中起到了很好的作用。•（１）贴膜接触抗菌试验法•目前众多抗菌测试方法•

（２）振动接触抗菌试验法••

表面动态测试法亦称摇瓶法,振荡试验法等。本法主要

适用于抗菌织物表面抗菌活性的评价。实验时,将样品

在菌悬浮液中振荡1

小时,使之充分接触,然后将接触

前和接触后的菌悬液进行连续稀释,并作细菌培养,测

定此种菌悬液中存活的细菌数。所算出的比原细菌数

减少的百分率为此抗菌织物的抗菌效能。如果减少数

为70

%～100

%

,则抗菌效能是“成功的”,否则是“失败

的”。原纺织工业部发布的中华人民共和国纺织行业标

准FZ/

T

01021292《织物抗菌性能试验方法》适用于

各类经抗菌处理的吸水性织物,不适用于拒水性织物。•（２）振动接触抗菌试验法••表面动态测试法亦称•

（３）抗真菌试验方法•

目前众多抗菌测试方法中,贴膜法最接近于实际情况,是定量

测定抗菌塑料抗菌性的试验方法。它反映了抗菌塑料的接触

抗菌原理,并在实验设计中充分考虑了抗菌塑料的实际使用

条件等外部因素,能较客观地反映抗菌塑料抗菌功能。•

贴膜法在日本适用于银、铜、锌等无机系抗菌剂所制成的抗

菌塑料。但根据我们的经验,如果被试样品处理得当,此法同

样适用于用有机抗菌剂或有机/无机复合抗菌体系制成的抗

菌塑料的测试。贴膜法要求被测试样表面平滑,对表面凹凸

或纤维等吸水性试样不适用。•（３）抗真菌试验方法•目前众多抗菌测试方法中,•

防霉性能测试法塑料防霉性测试可参照GB

2423.

1621990《电工电子产品基本环境试验规程试验J

:长

霉试验方法》,ISO

84621978

(

E)《塑料在真菌和细

菌作用下的行为的测试———用直观检验法或用测量

质量或物性变化的方法评价》。•

工程塑料国家工程研究中心《抗菌防霉塑料防霉等级

测试方法》(1999)

中防霉测试用菌种有8

种,

包括黑

曲霉、土曲霉

、出芽短梗霉

、宛氏拟青霉

、绳状青

霉、绿色木霉、赭绿青霉、柄帚霉等,防霉等级分为

0

、1

、2

、3

级。最高防霉等级是0级,被试样品在

结果判断时,放大50

倍观察不到霉菌生长。•

•

（４）其他评价方法•

中国国家纺织行业标准《FZ/T01021-1992织物抗菌性

能试验方法》，这些标准在抗菌测试中有一定的参考

价值。•防霉性能测试法塑料防霉性测试可参照GB2423.•

9.5.2抗菌剂及其制件的抗菌长效性评价方法和标准•

抗菌塑料的抗菌时效性的意义非常重要，这是抗菌塑

料区别于其他材料的一大特征。由于抗菌塑料的使用

期一般较长，按实际使用年限跟踪抗菌制品的抗菌长

效性耗时很长，所以，生产和使用者都采用加速实验

方法来评价长效性。与实际使用时间相对应。事实

上，由于抗菌塑料的抗菌长效性与其所处的使用环境

有密切关系。寻找这一相关性需要进行深入系统的研

究。•

日本目前采用模拟强化析出实验，测定抗菌剂有效成

分（金属离子）在水中析出率，从而推算抗菌效果的

有效期。也有用人工加速老化的方法来测算抗菌长效

性。•9.5.2抗菌剂及其制件的抗菌长效性评价方法和标准••

9.5.3抗菌制品研发实例•

（1）纳米TiO2

纳米TiO2作为光催化半导体无机抗

菌剂,具有广谱杀菌功能,能抑制和杀灭微生物如细菌、病

菌、癌细胞等及除臭、防霉、消毒的作用,做成抗菌荧光

灯、抗菌纤维、抗菌建材、抗菌涂料、抗菌卫生陶瓷等,

在许多领域,如居室、医院病房、手术室等的内墙涂料或

墙地砖使用时,有使室内有害气体得到净化,保证室内清洁

卫生的目的,从而有着巨大的现实的、潜在的应用价值。

又如,近来媒体广告中出现的所谓纳米洗衣机、纳米冰箱

等,就是用纳米级的TiO2

-

SiO2与银离子复合微粉加入到

ABS

塑料中做成容器内壁使之具有杀菌功能。另外,最近

还有利用纳米TiO2

的杀菌功能,制成纳米TiO2/

SiO2

复合

食品抗菌材料对食品进行灭菌保鲜的研究报道

。•9.5.3抗菌制品研发实例•（1）纳米TiO2•

采用一般的挤出母粒和拉膜方法,纳米TiO2

即可方便地分散到聚乙烯塑料膜中,呈现较好的透明性。经测定，该抗菌塑料膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌黑色变种都具有很强的抗菌能力,因此可以作为包装膜使用。•

将该产品纳米TiO2

以30%浓度比例简单混合到聚乙烯、ABS

等树脂中,通过双螺杆机一次挤出,先制得母粒,再制成1

%纳米TiO2

含量的塑料制品,对枯草芽孢杆菌黑色变种的杀菌效果测定如表9－3。所示为ABS盘与PE

袋,也显示出较好的杀菌效果。由此可见,该纳米抗菌剂采用常规加工方法可以满足纳米复合材料的制备,并且获得很好的抗菌功能。•采用一般的挤出母粒和拉膜方法,纳米TiO2即可方•

TiO2的抗菌机理：•

TiO2

的电子结构为一个满的价带和一个空的导带,受光作用使电子能量达到或超过其带隙能时,电子就可从价带激发到导带,在价带产生相应的空穴,随即生成电子—空穴对。产生的电子—空穴迁移速度极快,迅速到达纳米粒子表面,和表面吸附的水、空气反应,

生成化学活泼性很强的超氧化物阴离子自由基(·O2－2)

和氢氧自由基(·OH)

,当遇到细菌时,直接攻击细菌的细胞,致使细菌细胞内的有机物降解,以此杀灭细菌,并使之分解。•

一般常用的杀菌剂银、铜等能使细菌细胞失去活性,但细菌杀死后,尸体可释放出有害的组分,如内毒素。纳米TiO2

不仅能影响细菌繁殖力,而且能攻击细菌细胞的外层,穿透细胞膜,破坏细菌的细胞膜结构,达到彻底降解细菌,防止内毒素引起二次污染的效果。添加纳米TiO2

的抗菌塑料属于非溶出型抗菌材料,纳米TiO2

的光催化作用持久,它的杀菌效果也持久,可起到长期抗菌、防病、保健、净化环境的作用。其中锐钛型的光学活性比金红石型高10倍。•TiO2的抗菌机理：•TiO2的电子结构为•

表9－3纳米二氧化钛抗菌塑料制品杀菌效果测定塑料制品ABS

盘PE

袋温度37

℃37

℃杀菌时间2

小时2

小时杀菌效果91

%98

%•表9－3纳米二氧化钛抗菌塑料制品杀菌效果测定塑料制品•

在抗菌纤维方面，目前我国已能提供熔纺纤维生产所

需的安迪美TM

牌各种抗菌母粒，如丙纶级、超细丙纶

级、涤纶长丝、涤纶短纤等主要纤维。•

(2)系列抗菌沸石MJZ

的制备•

抗菌沸石MJZ

是采用普通无机高分子化合物沸石JZ

作

为载体,通过离子交换的化学方法处理,吸收具有抗(杀)

菌功能的金属离子,如Cu2

+

,Zn2+

和Sn2+

等,再经物理

方法干燥、粉碎和定型而成。为了获得不同交换率的

抗菌沸石采用了不同顺序的交换方法。•

（3）系列抗菌母粒MJZB

的制备•

系列抗菌沸石MJZ

与聚丙烯酸酯按1∶1

的配比混合,经双螺杆挤出造粒制备MJZB系列抗菌母粒。•在抗菌纤维方面，目前我国已能提供熔纺纤维生产所••

（3）

分子组装抗菌材料•

分子组装抗菌技术属于第三代抗菌技术，这种技术不需要加

入任何抗菌剂，而是在部分基体树脂的分子链上组装上经过

优选的抗菌功能团，使这部分树脂本身就成为抗菌的组成部

分，从而避免了重金属污染、耐热性差、药效持续时间短等

弊端，具有高效广谱、全安无毒、效果持久、成本低等特

点。•

例如，经过分子组装抗菌技术处理的ABS、聚丙烯树脂或尼龙，其基体树脂是自身就是抗菌的树脂。•

华东理工大学材料工程学院多年与上海塑杰科技有限公司推

出了PPNH系列抗菌母粒，这是一种利用分子组装抗菌化技术

制备的新型高分子抗菌母料。•

与传统的有机或无机银系、锌系超微细或纳米抗菌剂相比，PPNH系列抗菌母粒具有如下突出的优点：•（3）分子组装抗菌材料•分子组装抗菌技术属于•

高效性：组装的抗菌功能团是一类极性较强的基团，

它们虽被组装在基体分子链上，但由于极性的差异又

受到树脂分子的排斥，很容易在制品加工过程中分布

在制品的外表面。即便在基体内部，也是呈纳米尺度

分布，参见图9－1。（抗菌功能团相区分散尺寸在

30～150nm之间）。从而赋予了PPNH系列抗菌母料的有

效利用率与高效性。•高效性：组装的抗菌功能团是一类极性较强的基团，•

9.

6天然抗菌剂•

以天然原材料作为抗菌剂,受到安全性和加工条件的制

约,目前还不能实现大规模市场化。•

这里主要介绍天然抗菌剂—壳聚糖。壳聚糖是以甲壳

素为原料,在浓碱中脱去乙酰氨基而得到的可溶于水的

聚氨基葡萄糖。壳聚糖对多种菌、菌类表现出抗菌

性。一般认为壳聚糖的抗菌机理是由两步反应完成。

首先,在酸性条件下,壳聚糖分子中的—NH+3

与细菌细

胞壁所含的硅酸、磷酸酯等解离出的阴离子结合,结果

使细菌的自由活动受阻,从而阻碍细菌的大量繁殖。然

后,壳聚糖进一步低分子化,通过细胞壁进入微生物的

细胞内,使遗传因子从DNA

到RNA

的转变过程受阻,造

成微生物彻底无法繁殖。•

其它如：大蒜、芥末、橄榄叶的提取物等。•9.6天然抗菌剂•以天然原材料作为抗菌剂,•

9.7

其它抗菌剂•

具有遠紅外輻射功能的抗菌劑

這類抗菌劑有Mg-Al-Si-Zr-稀土系（白色）和Mn-Fe-Co-Ni-Cu-Cr系（黑色）等，是一種光熱轉換功能材料。它從環境種吸收光和熱後，以遠紅外輻射能量形式輸出。常溫下能發射出2～18微米波長的遠紅外線，能啟動空氣和水，產生羥基自由基和活性氧，從而殺死細菌。•9.7其它抗菌剂•具有遠紅外輻射功能的抗菌劑第九章抗菌塑料的发展和应

用第九章抗菌塑料的发展和应••

家用电器中与人体、物体频繁接触的部位,

如冰箱搁物架、门封条、门把手、

洗衣机波轮、控制旋钮、电话机手柄、话筒等等。

塑料制品加工中所使用的助剂是微生物的营养源,且在表面沾染油污,

在潮湿的环境中细菌、霉菌更易生长。

9.1

概述•

抗菌剂是一类具有抑制和杀灭菌功能的新型助剂。•

抗菌塑料是一类在使用环境中本身对沾污在塑料上的

细菌、霉菌、酵母菌、藻类甚至病毒等起抑制或杀灭

作用的塑料，通过抑制微生物的繁殖来保持自身清

洁。•

抗菌塑料主要通过在普通塑料中添加少量抗菌剂的方

法获得。•

应用领域：• 家用电器中与人体、物体频繁接触的部位,如冰箱 ••9.2

国内外抗菌技术的发展

塑料抗菌剂是一类新型塑料添加剂,

主要分为无机、有机和天然三大系列。大多数具有广谱抗菌性,

适用于塑料、陶瓷、纤维、涂料等材料中。•9.2.1无机类抗菌剂•••无机类抗菌剂多为金属离子类抗菌剂,

由载体和抗菌成分组成。这种抗菌剂利用离子交换、吸附、沉淀等方法将金属离子附着在沸石、二氧化钛、陶瓷、磷灰石等载体上。抗菌成分为银离子、锌离子、铜离子等,

其中银离子盐应用较多。将载有金属离子的沸石、陶瓷等材料制成粉末状,

可以直接添加到树脂中,

也可先制成抗菌母料。这种抗菌剂耐热温度可达270℃以上,

能够用于PE、PP、PVC、PS、ABS、聚酯等塑料中。银离子的抗菌能力最强，但其化学性质活泼，易转变为棕色的氧化银或经紫外光催化还原为黑色的单质银。另外，大量使用银的成本高，所以，解决无机抗菌剂的变色问题和降低成本这两个问题是世界性难题。•9.2国内外抗菌技术的发展•9.2.1无机类抗菌剂•无•

抗菌原理：重金属离子易与蛋白质结合,

当生长在塑

料表面的微生物接触到塑料中的抗菌成分时,

金属离

子强烈吸附细菌。由于金属离子与细菌细胞中酶的结

合,

破坏了酶的空间结构和活性,

使微生物的新陈代

谢不可能进行,

从而起到杀菌和抑菌的作用。•

无机抗菌剂粉末粒径分为微米级和纳米级。纳米多功

能塑料不仅具有抗菌功能,

而且有抗老化、增韧和增

强作用。•

纳米级抗菌剂是在纳米级粉体的基础上包覆抗菌物质

而制成的。首先采用液相或气相合成法制成锐钛型无

机纳米级粉体,

然后利用纳米级材料表面的吸附效应

将抗菌物质如Ag

+

、Zn2+

等进行吸附和离子交换,

制

得纳米级抗菌粉体

。•

通过离子交换和多层包覆技术，获得抗菌性强、不变色、成本低的复合型无机抗菌剂。•抗菌原理：重金属离子易与蛋白质结合,当生长在塑••

9.2.2有机类抗菌剂•

有机类抗菌剂主要品种有香醛、乙基香草醛类化合

物、季胺盐类和双胍类

。醋酸洗必泰、甲氧苯青霉素

也可作为抗菌剂,

它们对痢疾杆菌、大肠杆菌、金黄

色葡萄球菌的杀菌效果均很好。•

不同有机类抗菌剂的杀菌机理不尽相同,

目前对抗菌

机理的研究只是基于试验进行推断假定。有些抗菌剂

是通过破坏微生物呼吸系统或破坏细胞膜而达到杀菌

作用。如美国道康宁公司的DC-5700抗菌剂能够吸引细

菌细胞壁,

致使与DC-5700

相接触的细菌的对侧细胞

壁破裂,

内脏物渗出,

导致细菌死亡。•

有机类抗菌剂与无机类抗菌剂比较,

虽然短期杀菌抑

菌效果明显,

但耐温性差,

一般在200

℃以内长期使

用有溶出、析出现象,

使用寿命短。•9.2.2有机类抗菌剂•有机类抗菌剂主要品种有•9.2.3天然类抗菌剂•天然类抗菌剂有壳聚糖、天然萃取物等。但其缺点是耐久性差,且受到安全和生产的制约,

品种不多,

尚未大规模市场化。9．3••

国外抗菌剂的使用情况国外的抗菌塑料应用起于80年代。日本在无机抗菌剂的开发和应用中居国际领先地位。石冢硝子、品川燃料、东亚合成、锺纺和松下等几大制造商的抗菌剂市场占有率为整个日本市场的80％以上。1988

年，抗菌剂销售额达280亿日元，其中无机抗菌剂占60亿日元。日本1993

年抗菌塑料约35000吨，1999年达到约74000吨•日本是研制抗日菌剂最早的国家,

1984

年品川公司研制出载银沸

石抗菌剂,

商品名Zeomic。表1

列举了各种沸石对细菌、真菌的最

小抑制浓度MIC

（ug/

kg）

值

。最早使用Zeomic

抗菌剂制成的抗

菌除臭袜,使用效果很好,

这种抗菌剂随即在日本和其他国家广泛

使用。将Zeomic

应用到塑料材料中制成抗菌塑料,

其抗菌效果也

很好。如用线性低密度聚乙烯45

份,

碳酸钙50

份,

载铜5

%

,

载银3

%的沸石5份经熔融注塑制得40

um

厚薄膜食品袋,

染上314×105/

25m2

芽孢枯草菌,

215

×105/

25m2

黑曲霉,在22

℃下放置7

天后,

2

种菌分别降至314

×102/25m2

和115

×102/

25m2

。••9.2.3天然类抗菌剂•天然类抗菌剂有壳聚糖、天然萃取物等•表9-1各种载金属沸石抑制各种菌类的MIC值(ug/

kg)•菌株载银2.5

%沸石载锌10

%

沸石载铜10%沸石

载银2.1

%锌10.2

%

沸石••大肠杆菌线脓菌62.5

>

200062.5

>

2000>>20002000125125•金黄色葡萄球菌125>

2000>2000250•••••肠球菌黑曲霉菌青霉菌白念株菌酵母125

>

2000500

>

2000500

>

2000250

>

2000250

>

2000>>>>>20002000200020002000250500500250250•••注:

载金属含量为wt

%。最小抑菌浓度是指能够抑制容器中细菌生长的最低浓度,相同条件下,MIC越小,抑菌活性越大

。1996

年日本东亚合成化学公司又推出了与银沸石组成不同的载银抗菌剂Novaron

,

其系列产品有AG300

、AG330

、AGZ300

等。该抗菌剂对驹皮病菌和霉菌具有很强的杀灭能力,

且它与合成纤维、合成塑料制品的相容性很好。•表9-1各种载金属沸石抑制各种菌类的MIC值(ug/k•

日本石冢硝子株氏会社研制了一种载银玻璃抗菌剂,

商品名为WA291,

其英文名为:

ION2PURE。WA291

按其

组成可分为两大类,

B2O3

系列和P2O5

系列。WA291

为无色透明粉末或白色粉末,

粒度0.15～2um

,

耐热性500

℃,

抗菌作用的物质为Ag2O。目前,

WA291

抗菌剂在日本无机抗菌剂市场上销售额居第二,

三位,其相关产品已在日本、西欧、美国、中国等国家驰名。WA291

与PP、PE、PVC、PS、ABS

等混合注塑,

可制成抗菌纤维制品、抗菌片材、板材制品和抗菌膜制品。如将含25%(wt)

的载银硅硼酸钠母粒加入ABS中,注塑成抗菌ABS

,

与不加抗菌母粒的ABS

板比较,

在具有抗菌性能的前提下,

其它力学性能和颜色光洁度等基本相同。•日本石冢硝子株氏会社研制了一种载银玻璃抗菌剂,性50•

目前,

日本研制生产的抗菌剂有载银沸石、载银玻

璃、载银磷酸锆和载银羟基磷灰石,

以及载氯化银二

氧化钛等。这些银系抗菌剂抗菌活性很高,安全性好,

但这类材料中银离子不够稳定,

在紫外线照射下银离

子易还原为金属银,

金属银氧化后使制品变黑、变灰,

同时其抗菌性能下降。为此许多公司的研究人员正力

图研究出改善变色问题的方法。1995～1998

年国内外

已申请有关专利120

件,日本最多,

中国也申请了若干

专利。川研精细化学公司研制了一种新型载银抗菌剂,

含银31%

(wt)

,

该抗菌剂的变色情况明显改善。日本海水化学研究所开发了一种以Ca(OH)2

、MgO、Al2O3为基体,

负载上Zn离子,

成本比载银抗菌剂要低,

抗菌效果好,

几乎不存在变色问题。•目前,日本研制生产的抗菌剂有载银沸石、载银玻海水•

除了日本,

美国在抗菌剂的研制上也有很大进展。杜邦

公司推出的注册商标为MicroFree

的抗菌粉末AMPs

利用

独特的核微粒-外壳结构

,

使抗菌涂层包覆在核微粒

外。核微粒增大了抗菌活性组分的表面积,

从而减少了

填料的用量。在AMPs抗菌剂粉末颗粒外还有一种专门的

保护涂层,

可以控制杀菌成分的释放速率;

它还能起到

分散剂的作用,

使抗菌粉末易于在有机物中分散。AMPs

抗菌剂所用核微粒有二氧化钛、硫酸钡、氧化锌。抗菌

涂层有抗细菌的银和抗真菌的氧化铜、硅酸锌。这些抗

菌剂对于革兰氏阴性菌和阳性菌,

以及毛霉目真菌、酵

母菌均有抑制杀灭效果。•

美国ARP

公司研制的抗菌剂Bacticlean

是一种有机抗菌

剂

。这种抗菌剂可在277

℃的加工温度下与大多数塑料

进行掺混,

对防止革兰氏阴性和阳性菌及真菌和酵母的

生长有很好的效果。•除了日本,美国在抗菌剂的研制上也有很大进展。杜邦•

Bacticlean

抗菌剂是通过迁移作用达到塑料制品表面,

形成一个抗细菌的保护层,

使用时表面层被清洗或擦

掉,

Bacticlean

就迁移到表面来,

以达到平衡。•

美国Sange

group

研制生产的APACIEAR

抗菌剂是一种载银羟基磷灰石

,

粒径在15～118um

,

密度3g/cm3的白色粉末,

含Ag2

%～3

%(wt)

。这种抗菌剂不溶于水、不挥发、无毒、耐高温。与其它无机载银抗菌剂相比,

它的耐热性很好。所以载银羟基磷灰石与合成纤维、合成树脂、陶瓷等混合加热成型时,

制品不变质,

不发黄,

耐热性高达1200

℃,

这是其它抗菌剂难以比拟的。这种抗菌剂已广泛应用于制备抗菌家电制品、日用品、食品包装膜和容器等各类产品中。•Bacticlean抗菌剂是通过迁移作用达到塑料•

9.4中国抗菌剂抗菌塑料的发展和应用情况•

近年来,

我国开发研制抗菌剂的生产厂家不断增多。中

国科学院化学研究所工程塑料国家工程中心多年来在抗

菌剂、抗菌剂的母料化技术、抗菌塑料等方面进行了一

系列的研究开发和应用,

并率先在海尔集团推广应用于

抗菌系列家电产品。工程中心开发研制出了高效低毒,

具有广谱抗菌性并适用于塑料加工的新型抗菌剂。该抗

菌剂采用离子交换、吸附、包裹、提纯、分散的综合方

法,

使抗菌剂能够经受塑料加工过程中的高温高剪切的

条件,

解决了国际上一直没有解决的色变问题。目前,

工程中心已经研制出无机复合抗菌防霉剂KHFS

-

Z50

、

注塑级抗菌母料KHFS

-

Z25

、挤出级抗菌母料KHFS

-

Z25E、透明抗菌母料KHDS

-25TA、KHAS

-

AF40

抗菌母

料、KHFS

-

AG系列抗菌母料。•9.4中国抗菌剂抗菌塑料的发展和应用情况•近年•

华东理工大学材料工程学院也推出了自主研制的抗菌剂

FUMAT

系列产品

,

以及系列抗菌母料。这种抗菌剂以银

锌铜为主要原料,

以无机填料为载体,

产品呈白色粉

体。该粉体具有广谱抗菌性,

耐光照不变色,

安全无毒,

适用于塑料、纤维、涂料等领域。•

江苏泰兴纳米材料厂于1997

年研制开发了磷酸复盐为载

体的银系无机抗菌剂

,

商品名为HN-300

。该抗菌剂为

白色粉末,

粒径小于15um

,

比表面积大于400m2/

g。其

特点是高效广谱抗菌性,

高度透明性,

耐高温,

与树脂

相容性好，属于沸石型和硅胶型抗菌剂,

且超低毒性。•

广州NCM

公司经研究推出无机抗菌剂,

产品代号为NR。

它以银或锌为活性物质,

离子交换树脂为载体,

具有广

谱抗菌功效、稳定性高、变色性小。它与传统的有机和

银基无机抗菌剂比较,

抗菌时效长、低毒性,

具有优异

的热稳定性、化学稳定性,

及与塑料、纤维优异的相容

性。•华东理工大学材料工程学院也推出了自主研制的抗菌剂••

将纳米技术应用到抗菌剂的开发中,

研制出了纳米级抗菌粉体。

华东理工大学研制开发了纤维级纳米抗菌剂,

具有特殊效应,

克服了银变色的不足,

提高了整体的抗菌效果。

山东正元纳米材料工程有限公司与中国建材院等单位合作研制了一种纳米复合抗菌剂,

该材料能够适用于塑料、涂料、陶瓷、纤维等不同领域。

浙江丽水金地亚有限公司、浙江舟山明日有限公司等也已研制生产出纳米抗菌剂。•

国内研制生产抗菌剂的厂家日渐增多,

许多科研单位

也正在投入力量研制开发新型高效的抗菌产品。由于

国内研究起步晚,

与国外抗菌剂相比,

在技术质量和

价格上还缺乏竞争力。•将纳米技术应用到抗菌剂的开发中,研制出了纳米级抗•

9.5我国抗菌塑料及其应用中应解决的几个问题•

9.5.1

抗菌塑料及其制件的抗菌性标准及抗菌剂的评

价和测试方法

•

据估算，中国1998年塑料抗菌剂的产量40吨，销售额

300万元，抗菌制品100亿元，1999年抗菌剂产量150

吨，销售额1200万元，抗菌制品100亿元，2000年抗菌

剂产量达到200吨，2005年发展到500吨抗菌剂，抗菌

制品达400亿元。•9.5我国抗菌塑料及其应用中应解决的几个问题•

•食品日用品电讯家电纺织品建材居室办公用品玩具医药卫生其他装饰板、内墙涂料、油漆、壁纸、家具、桌布、门窗、瓷砖、管道、门把手、洗涤盆、水槽、便器、污物桶、澡盆、洗脸池、肥皂盒、衣柜、便池刷、电源开关及面板、栽培容器、台灯纸制品、如办公用低、卡片、记事本、卫生纸、文具：如铅笔、圆珠笔、钢笔、蜡笔、橡皮、圆规、消字灵、垫板、订书机、文件夹木制玩具、棋子、扑克牌、麻将包药纸、药箱、听诊器、体温计、体重计、助听器、医院设施（墙壁、地机、寝具等）、医护人员和病人服装（白大挂、手术服）、注射器、输液器、一次性手套乐器、公共设施（如公共汽车、地铁等吊环把手、交通工具内部件、座椅等、喷雾器、婴儿奶刷、各种清洁用毛刷

表9-2

抗菌剂和抗菌塑料的应用

食品（饮料、果蔬、粮食、饲料等的）保鲜（包装）膜（袋）、餐（饮、茶、酒）具、

碗、筷子、杯子、刀柄、菜板、保温瓶壳、洗锅刷、洗菜篮、过滤网、水龙头、净水

器、食品加工机

美容化妆品容器、肥皂、香皂、牙刷、牙刷盒、鞋、服装、腰带、妇女卫生用品、尿布

电话机、传真机、移动电话、话筒、计算机键盘、软磁盘合

冰箱、洗衣机、电饭煲、电视机、照相机、摄相机、通风机、衣服干燥机、洗碗干燥

机、加湿机、净水器、饮水机、切削机、换气机、遥控器

淋浴防水帷幔、空调过滤器、帽子、假发、运动服、睡衣裤、连衣袜、被褥用品、如床

单、被罩、枕套、手套、围裙、鞋垫、纱布、口罩、地毯 •建材居室装饰板、内墙涂料、油漆、壁纸、家具、桌布、门窗、•

（１）贴膜接触抗菌试验法•

目前众多抗菌测试方法中,贴膜法最接近于实际情况,是定

量测定抗菌塑料抗菌性的试验方法。它反映了抗菌塑料的

接触抗菌原理,并在实验设计中充分考虑了抗菌塑料的实

际使用条件等外部因素,能较客观地反映抗菌塑料抗菌功

能。•

贴膜法先用细菌接触样品表面,覆膜保存24小时后,进行活

菌培养。比较空白样的平行实验结果,得出抗菌塑料的抗

菌率。试验菌种为金黄色葡萄球菌(

Staphylococcus

aureus)

和大肠杆菌(

Escherichiacoli)

。贴膜法由日

本抗菌制品技术协议会(

SIAA)

在1995

年提出,后又几经

修改。工程塑料国家工程研究中心在此基础上做了大量研

究工作,

并参照GB1597921995《一次性使用卫生用品卫生

标准》在1998年制定了《抗菌塑料抗菌率测试方法(贴膜

法)

》的企业标准。测试结果重复性好,数据可靠,在实践

中起到了很好的作用。•（１）贴膜接触抗菌试验法•目前众多抗菌测试方法•

（２）振动接触抗菌试验法••

表面动态测试法亦称摇瓶法,振荡试验法等。本法主要

适用于抗菌织物表面抗菌活性的评价。实验时,将样品

在菌悬浮液中振荡1

小时,使之充分接触,然后将接触

前和接触后的菌悬液进行连续稀释,并作细菌培养,测

定此种菌悬液中存活的细菌数。所算出的比原细菌数

减少的百分率为此抗菌织物的抗菌效能。如果减少数

为70

%～100

%

,则抗菌效能是“成功的”,否则是“失败

的”。原纺织工业部发布的中华人民共和国纺织行业标

准FZ/

T

01021292《织物抗菌性能试验方法》适用于

各类经抗菌处理的吸水性织物,不适用于拒水性织物。•（２）振动接触抗菌试验法••表面动态测试法亦称•

（３）抗真菌试验方法•

目前众多抗菌测试方法中,贴膜法最接近于实际情况,是定量

测定抗菌塑料抗菌性的试验方法。它反映了抗菌塑料的接触

抗菌原理,并在实验设计中充分考虑了抗菌塑料的实际使用

条件等外部因素,能较客观地反映抗菌塑料抗菌功能。•

贴膜法在日本适用于银、铜、锌等无机系抗菌剂所制成的抗

菌塑料。但根据我们的经验,如果被试样品处理得当,此法同

样适用于用有机抗菌剂或有机/无机复合抗菌体系制成的抗

菌塑料的测试。贴膜法要求被测试样表面平滑,对表面凹凸

或纤维等吸水性试样不适用。•（３）抗真菌试验方法•目前众多抗菌测试方法中,•

防霉性能测试法塑料防霉性测试可参照GB

2423.

1621990《电工电子产品基本环境试验规程试验J

:长

霉试验方法》,ISO

84621978

(

E)《塑料在真菌和细

菌作用下的行为的测试———用直观检验法或用测量

质量或物性变化的方法评价》。•

工程塑料国家工程研究中心《抗菌防霉塑料防霉等级

测试方法》(1999)

中防霉测试用菌种有8

种,

包括黑

曲霉、土曲霉

、出芽短梗霉

、宛氏拟青霉

、绳状青

霉、绿色木霉、赭绿青霉、柄帚霉等,防霉等级分为

0

、1

、2

、3

级。最高防霉等级是0级,被试样品在

结果判断时,放大50

倍观察不到霉菌生长。•

•

（４）其他评价方法•

中国国家纺织行业标准《FZ/T01021-1992织物抗菌性

能试验方法》，这些标准在抗菌测试中有一定的参考

价值。•防霉性能测试法塑料防霉性测试可参照GB2423.•

9.5.2抗菌剂及其制件的抗菌长效性评价方法和标准•

抗菌塑料的抗菌时效性的意义非常重要，这是抗菌塑

料区别于其他材料的一大特征。由于抗菌塑料的使用

期一般较长，按实际使用年限跟踪抗菌制品的抗菌长

效性耗时很长，所以，生产和使用者都采用加速实验

方法来评价长效性。与实际使用时间相对应。事实

上，由于抗菌塑料的抗菌长效性与其所处的使用环境

有密切关系。寻找这一相关性需要进行深入系统的研

究。•

日本目前采用模拟强化析出实验，测定抗菌剂有效成

分（金属离子）在水中析出率，从而推算抗菌效果的

有效期。也有用人工加速老化的方法来测算抗菌长效

性。•9.5.2抗菌剂及其制件的抗菌长效性评价方法和标准••

9.5.3抗菌制品研发实例•

（1）纳米TiO2

纳米TiO2作为光催化半导体无机抗

菌剂,具有广谱杀菌功能,能抑制和杀灭微生物如细菌、病

菌、癌细胞等及除臭、防霉、消毒的作用,做成抗菌荧光

灯、抗菌纤维、抗菌建材、抗菌涂料、抗菌卫生陶瓷等,

在许多领域,如居室、医院病房、手术室等的内墙涂料或

墙地砖使用时,有使室内有害气体得到净化,保证室内清洁

卫生的目的,从而有着巨大的现实的、潜在的应用价值。

又如,近来媒体广告中出现的所谓纳米洗衣机、纳米冰箱

等,就是用纳米级的TiO2

-

SiO2与银离子复合微粉加入到

ABS

塑料中做成容器内壁使之具有杀菌功能。另外,最近

还有利用纳米TiO2

的杀菌功能,制成纳米TiO2/

SiO2

复合

食品抗菌材料对食品进行灭菌保鲜的研究报道

。•9.5.3抗菌制品研发实例•（1）纳米TiO2•

采用一般的挤出母粒和拉膜方法,纳米TiO2

即可方便地分散到聚乙烯塑料膜中,呈现较好的透明性。经测定，该抗菌塑料膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌黑色变种都具有很强的抗菌能力,因此可以作为包装膜使用。•