抗菌剂与EVA抗菌复合材料的研究进展

随着中国塑料工业的发展，塑料制品的使用范围非常广泛，如电缆护套、管材、医疗器械、玩具、薄膜等领域。但因为塑料制品表面容易积累和滋生细菌、霉菌等病源微生物，给使用者带来健康隐患。为了保障人们健康和生活品质，将抗菌剂混合到高分子基材中制备抗菌复合材料，减少塑料制品使用者交叉感染，降低疾病的传播，成为高分子材料改性的重要研究方向[1]。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）作为一种重要的高分子材料，因为它有良好的光学、力学性能及化学稳定性、较好的生物相容性[2]，EVA也可以作为缓控释制剂的包衣材料使用[3]，所以对EVA进行抗菌改性存在重要意义。

1　抗菌剂

抗菌剂主要分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。不同抗菌剂的作用机理也不一样。无机抗菌剂包括多种元素、氧化物及部分多种化合物。市场上常用的无机抗菌剂主要以银、铜、锌等离子和以纳米二氧化钛为主的一些纳米材料等[4]。金属离子通过离子交换等形式与不同材料的载体结合使用，由于铜离子有颜色，限制它的使用，锌离子抗菌能力低，与它们相比，银离子具有抗菌光谱性、杀菌效率高等特点。目前，金属离子类抗菌机理的研究主要存在2种机理假说，分别是接触反应假说和催化反应假说。以Ag+为例，接触反应假说表明，当其接触带有负电荷微生物表面，凭借库仑力的强作用，Ag+可以穿透细菌细胞壁，并在细胞中强烈吸引细菌肌体的疏基，使蛋白质凝固，进一步破坏细胞合成酶的活性，细菌因为细胞丧失分裂增殖能力而死亡，此时Ag+可以死菌体中游离出来，继续作用于其他细菌。催化反应假说是在光作用下，Ag+可以激活水和空气中的氧气，产生羟基自由基（·OH）和活性氧离子（O2-），上述粒子与微生物发生有机反应，破坏细胞增殖能力，达到灭菌效果。纳米二氧化钛经光照作用，同样可以释放羟基自由基（·OH）和活性氧离子（O2-），使细胞发生酯类分解和蛋白质变异，达到杀菌抑菌效果。[5-8]有机抗菌剂：有机抗菌剂的研发和应用比无机抗菌剂时间早，生产技术也较成熟，主要有季铵盐类、双胍类、醇类、醛类、有机胺类等。有机抗菌剂作用机理一般分为3类：1）对微生物的细胞壁和细胞膜进行破坏，如醇类可以与细菌细胞膜发生酯类发生化学反应，使蛋白质变性失活；2）对微生物体内蛋白质和其他活性中心进行破坏，如双乙酸钠可以破坏蛋白酶的生成系统，从而抑制霉菌的滋生和蔓延。3）抑制微生物的DNA和RNA，破坏蛋白质酶合成。如醛类可以与外层细胞膜发生强相互作用，破坏DNA和RNA，进一步破坏酶的合成[4]。天然抗菌剂是人类使用最早，其来源主要是动植物体的提取物，如蟹、虾

抗菌剂与EVA抗菌复合材料的研究进展

顾浦中，葛　醒，刘淑君

（南京医科大学康达学院，江苏　连云港　222000）

摘　要：综述了EVA抗菌复合材料的研究进展，抗菌剂主要包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂，并指出抗菌剂的发展方向。

关键词：EVA；抗菌剂；研究进展

中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1004-275X（2017）011-001-03

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收稿日期：2017-09-27

基金项目：南京医科大学康达学院2016年度科研发展基金（项目编号：KD2016KYJJYB007）。

作者简介：顾浦中，南京医科大学康达学院。

云南化工2017年第11期·2·

中提炼的壳聚糖，艾蒿、芦荟的提取物等。天然抗菌剂在生产和使用中，可以直接使用，与生物体相容性高，且无污染。但其抗菌效果差，时效短，耐热性不好，极大地限制了天然抗菌剂的使用。壳聚糖是价廉、具有活性-NH2天然高分子，其抗菌机理一般认为是在酸性条件下，细菌细胞壁中硅酸、磷酸酯游离出阴离子与壳聚糖中活性-NH2结合作用，降低细菌活性，抑制细菌滋生[2]。

2　EVA抗菌复合材料研究

EVA作为常用塑料之一，因为其广泛应用与人们的健康密切相关，EVA材料的安全和环保要求一直被重视，同时出口抗菌制品需求量大，引发很多国内科研工作者的研究[9]。

郑辉东等[10]通过采用原位还原法在EVA复合发泡表面负载纳米银离子，并研究其抗菌性能，结果表明：单质银均匀分布于EVA发泡表面，直径约为20nm，纳米银负载EVA发泡材料在600℃下的残炭率为3.22%，比未负载纳米银的EVA发泡材料高2.4%，纳米银对EVA发泡复合材料成炭有促进作用，能够提高复合物的热稳定性。抗菌实验分析表明，纳米银负载EVA材料具有优异的长效的抗菌能力，经洗涤50次水洗对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌的耐水持效抗菌率98.0%和99.2%。

许文才等[11]通过共混不同比例的丝瓜络纤维浸提液（LF）、微晶棉纤维素（MCC）粉末、聚乙烯醇（PVA）和乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）乳液，采用水溶液流延成膜法制备出一种可降解抗菌功能薄膜，并研究其抗菌性。结果表明：流延膜中LF的浓度直接影响薄膜抗菌能力，LF的浓度越高，薄膜缓释出的鞣质及甙类物质的浓度越高，对微生物的抑制作用也越强，但当LF的质量分数为25%，菌落数目由134下降为11，抗菌率达91.8%。当LF/MCC添加量（质量分数）从0提高到25%时，与对照组相比，流延薄膜的抗菌性相对提高76.92%。

鲍文毅等[12]利用壳聚糖溶液包覆法制备了具有高气体阻隔性及抗菌性的透明纤维素膜，研究表明，该采用包覆法制备的纤维素/壳聚糖共混膜表面含有大量的壳聚糖，较传统一步法制备的共混膜分布的壳聚糖分不多，对金黄色葡萄球菌有明显抑制作用明显，壳聚糖含量增加，共混膜的抑菌范围变大。

刘艺等[13]用偶联剂钛酸酯对银系抗菌粉进行表面改性，并通过模压发泡制备出具有抗菌性能的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）/淀粉复合发泡材料，实验结果表明：当钛酸酯的含量为2份，改性的银系抗菌粉活化指数为100%，红外光谱结果显示，抗菌粉表面被有机化，有效地改善了抗菌粉体与EVA的相容性，按照QB/T2881—2007中的菌液吸收法测试复合材料的抗菌性能，发现该复合发泡材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌能力。

邱凡珠等[14]用氧化铈（CeO2）掺杂复合载银磷酸锆为抗菌剂和乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）制备EVA抗菌发泡材料。研究结果表明：当CeO2的添加量为2.8%，其掺杂复合载银磷酸锆的EVA发泡材料，较普通EVA发泡材料物理力学性能优异，对大肠杆菌的抗菌率为99.10%，对金黄色葡萄球菌的抗菌率为98.85%，室温条件下，在自来水中浸泡，其抗菌率只是出现了轻微的下降，具有良好的耐水持效抗菌性能。

李薇等[15]以EVA（乙烯/醋酸乙烯共聚物）为主要原料，DCOIT（二氯辛基异噻唑啉酮）为防霉抗菌剂，制备一种抗菌发泡EVA复合材料。研究表明：DCOIT含量为0.8%，所制备的抗菌发泡EVA试样对黑曲霉、出芽短埂霉、绳状青霉、球毛壳四种霉菌具有强抗霉菌作用，且该复合材料具有优异的的耐水持效防霉性能。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到99.92%和98.97%，在室温条件下，经过自来水浸泡30天，其抗菌率仍保持为99.79%和98.96%。

3　结语

常用的几种抗菌剂类型都存在各自的缺点，无机抗菌剂的颗粒通常纳米级要求，容易团聚，影响抗菌效果，有机抗菌剂容易使细菌自身产生耐药性，随抗菌时间的延长，抗菌能力减弱，天然抗菌剂来源和生产规模有限，抗菌能力不佳[16]。为了克服单一抗菌剂的缺点，结合其他抗菌剂的优点，它能够提高抗菌效果延长抗菌时间，复合抗菌剂将是未来抗菌剂的主要研究发展方向，高