无机抗菌材料

（4）抗菌日用制品
细菌等致病性微生物是人类健康的主要杀手之 各种塑料制品表面污染和滋生的细 菌，会对使用和接触它的人们的健康构成一定的威胁。在这些塑料制品中加入一 定量的抗菌剂，可以使细菌在一定时间内杀死或抑制其繁殖，保持自身清洁状态， 减少因使用这些制品而发生的人与人、人与物、物与物之问的细菌交叉污染。抗 菌剂是对一些细菌、霉菌、真菌、酵母菌等微生物高度敏感的化学成分，在塑料 中的添加量很少，但能在保持塑料常规性能和加工性能不变的前提下，起到杀菌 的功效，对塑料制品的发展起着十分重要的作用。
（2）抗菌纤维制品
抗菌纤维及织物的抗菌方式分为溶出型与非溶出型。溶出型抗菌物质易被外 界带走，试验中发现，其在培养基上样品周围扩散并形成抑菌环；非溶出型 抗菌方式的纺织品耐穿着和具有缓释性，在培养基上样品周围不易形成抑菌 环，而与样品接触的细菌均会被杀死，亦称吸附灭菌。在抗菌纺织品使用过 程中，抗菌物质的溢出会破坏人体表面的菌落的平衡，使皮肤失去抵御外来 微生物侵害的屏障，降低人体免疫力，甚至诱导微生物的变异，因此纺织品 不宜使用溶出型的抗菌物质。抗菌纤维有人工合成和天然抗菌纤维两种，人 工合成的抗菌纤维是在化学纤维的基础之上通过各种不同的方式添加抗菌物 质得到的，天然抗菌纤维是指植物本身具有的抗菌性能，在纺织加工过程中 得以保存下来。在抗菌纤维及织物的加工生产过程中，注意绿色环保问题， 选择安全环保的抗菌剂及加工方式达到最佳的抗菌性能是今后研究的重点方 向。天然物质本身具有很好的抗菌性能，但目前用于抗菌纤维或抗菌织物时 存在缺陷和不足，更多的关注天然抗菌材料在纺织方面的应用是未来研究的 一个重要方向。
4.有机抗菌剂特点：有机抗菌剂具有杀菌能力强，加工方便，种类多等特点，它
包括天然有机抗菌剂和合成有机抗菌剂两大类 。
5.无机抗菌剂特点：无机抗菌剂具有安全性高、耐热性好、无挥发、不产生耐药
性和抗菌失效等特点，适合添加到需要较高加工温度的材料中发挥抗菌活性。根据 杀菌机理的不同．无机抗菌剂又可分为金属型和光催化型两大类。 随着对抗菌剂研究的不断深入，复合抗菌剂通过协同作用和优势互补，可提高抗菌剂 性能和适用范围，使得复合抗菌剂成为现在研究的热点。
无机抗菌材料
1．抗菌剂的定义 2．抗菌剂的性能 3．抗菌剂的分类 4．抗菌剂的应用 5.一些抗菌剂的作用 6.国内外抗菌剂研究现状
一、抗菌剂的定义
抗菌剂：抗菌剂一般是指可以添加到材料当中，赋予材料抗菌性的物质， 是能够抑制细菌和霉菌繁殖，造成其难于生存的环境，而且效果可以持续 较长时间的药剂。
灭菌:指将待处理体系中的所有微生物包括微生物的孢子等生态形式都完全去或使之 丧失活性的过程。 消毒：指破坏待处理体系中微生物的过程，但消毒过程一般对微生物孢子无效，消 毒不需要杀灭体系中所有微生物，只需要达到预定的处理要求，一般需要将体系中 的致病和条件致病的微生物除去或使之失去活性。 杀菌：指将待处理体系中的微生物营养体和繁殖体杀死的过程。 抑菌：抑制微生物生长繁殖的作用，抑制待处理体系中微生物的活性，使之繁殖能 力降低或停滞繁殖的过程。 防腐：指采取一定措施防止物品性能因微生物的破坏而下降的过程和技术。 抗菌：是一个泛指名词，包括灭菌、杀菌、消毒、抑菌、防霉、防腐等。
六、国内外抗菌剂研究现状
现代抗菌材料的大规模应用始于第二次世界大战时期，德军穿用经抗菌整理加工 的军服，减少了上元的细菌感染和伤病减员。抗菌塑料在家电、厨卫设施、通讯、 日用品、汽车、建材、玩具等产业中的广泛应用，使抗菌材料进入了一个飞速发 展阶段，其中，欧美国家主要用于日用品、玩具等终端产品上，日本则在家电、 日用品、汽车、厨卫设施、通讯产品等领域全方位应用抗菌材料。直到二十世纪 九十年代后期，除了在涂料防腐方面有些应用外，抗菌材料的应用几乎仍是一片 空白领域。经过十几年来跟踪研究国际无菌抗菌剂发展，我国在该领域已卓有成 效，一个抗菌材料相关行业已初具规模。例如，用纳米无机微粒载带银等金属离 子，纳米级的二氧化钛光触煤等均是利用具有国际先进水平的材料学基础来研制 开发抗菌剂。抗菌材料及其在许多行业中的推广应用已经获得了巨大成功，为提 高全名生活质量作出了贡献，同时也为企业创造了巨大的经济效益，但是，应当 承认，抗菌材料产业尚处于发展初期，许多产品也仍处于市场导入期，需要个当 面的关心、支持和帮助，同时，也有必要学习和总结国际抗菌材料产业发展的经 验，以便在我国发展和应用这种新型材料时得以借鉴。
三、抗菌剂的分类
抗菌剂可以分为天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂。
1.天然抗菌剂：来自于天然动植物的提取物。如我国马王堆出土的西汉古
尸，外棺里盛的棕色药液。
2.有机抗菌剂：如聚乙烯吡咯酮类、季铵盐类等抗菌剂。 3.无机抗菌剂：包括含抗菌活性金属（如银、铜。、锌、汞、镉等）的无机
盐类、载银活性炭、有良好离子交换性能的天然矿物材料和光催化半导体材料 （如有光催化活性的TiO2）两大类。
五、某些抗菌剂的作用
（1）Ag—TiO2 复合抗菌材料兼具银系和钛系抗菌材料优点，能改善TiOz只有在紫外 光照下才能产生光催化抗菌性缺陷。66 抗菌涂料一体化制备技术可获得抗菌性能和基 本性能都好的功能涂料，省去了一般方法中的抗菌剂干燥、粉碎和普通抗菌涂料制备过 程中的抗菌剂分散制浆的工序，实现了废物的零排放，生态化的循环利用资源材料，有 一定的推广利用价值。 （2）将钼酸银、钼酸锌和含5O%的钼酸银与钼酸锌混合物，以0．02%(wt)与PP混炼， 得抗菌PP(在PP塑料中还加有紫外线吸收剂、抗氧剂、稳定剂等) 结果表明，含0．02 钼酸银抗菌剂的PP试验片，无论在耐候试验条件下(80~C有雨180h后)还是在常温下均 显示良好的抗菌性。尽管钼酸银的银含量要比硅酸银或磷酸钙银的含银量低。将钼酸银 等无机抗菌剂加入混凝土中，制成抗菌混凝土。含钼酸银的混凝土在试验条件下不变色。 目前城市地下水道的混凝土腐蚀问题十分严重，其原因是下水道中下水不断地向空气释 放硫化氢气体并生成硫黄氧化细菌。在这两种产物作用下形成硫酸混凝土，从而使下水 道性能恶化，将抗菌剂加入混凝土中可防止硫酸混凝土的形成。 （3）载银磷酸锆作为一种无机纳米颗粒，在尺寸、形貌及性质上与作为硅橡胶义齿软 衬材料无机填料的气相白炭黑有一定的相似性，添加该抗菌剂可引起硅橡胶操作性能的 改变；此变化理论上应与提高材料中无机填料的比例所引起的性能变化趋势相同。本研 究中，加入抗菌剂后，软衬材料调和时间延长，而材料稠度有轻微增大，工作时间和固 化时间有轻微缩短。
（5）抗菌材料在医疗中的应用
口腔医疗中，义齿基托树脂和复合树脂分别广泛应用于可摘义齿修复和窝洞充填 中。义齿基托树脂易于黏附细菌且难以自洁，黏附其上的白色念珠菌可导致黏膜 炎，变异链球菌可导致龋病。复合树脂与牙体之间的致龋菌的微渗漏可导致继发 龋，使充填治疗失败。学者们尝试在树脂中添加抗菌剂减少黏膜炎和继发龋的发 生。由于义齿基托树脂所处的口腔环境特殊，且使用时间往往较长，所以经抗菌 改性的基托树脂需要更多的实验室和临床研究，来确保其安全性和抗菌的性能的 持久性。另外，具有抗菌性的基托树脂在口腔中是否会引起菌群失调，也有待研 究。
6.无机—有机复合抗菌剂分类
(1)有机抗菌剂添加到无机载体中； (2)无机抗菌剂和有机载体形成的复合盐抗菌剂： (3)稀土类复合抗菌剂。
四、抗菌剂的应用
（1）抗菌家电制品 洗衣机、冰箱、空调、微波炉等家电为人们的生活带来了轻松和便 捷，然而在使用过程中，家用和类似用途电器产品的有关零件也容 易被污染并滋生细菌，危害人体健康。相关行业专家指出，抗菌、 抑菌型家电已经开始被各大家电企业所重视。现在国内洗衣机市场 便出现了一批以健康、节能、环保为卖点，具有蒸汽、加热、烘干 等功能的新产品，深受消费者的喜爱和欢迎。在国家政策的支持和 企业的开拓下，具有抗菌抑菌功能的家电将会被越来越多的消费者 选择，成为了未来发展的一种趋势。
（3）抗菌建筑材料
近年，水性涂料应用日趋增多，但这些涂料与无机抗菌剂混合时，往往因离 子与涂料成分发生化学反应而固化，变色或凝聚，因而只能在施工前混合， 给保管和操作带来许多不便。公司首创的无机抗菌剂通过表面处理技术，成 功地控制涂料成分与离子反应。一般可用于丙烯类、聚氨酯类、醋酸乙烯类、 密胺类、环氧类等水性涂料。由于具有安全可靠、耐久的菌性能，多在医 院和食品加工厂等建筑涂饰上应用。 多年来，我国陶瓷技术一直处于上升趋势，随着科技发展与社会进步，陶瓷 技艺越来越精湛，产品也日新月异，例如最近被频繁提及的抗菌陶瓷。它在 陶瓷釉料中添加了纳米技术的多功能无机抗菌剂，当污渍接触到陶瓷釉面时， 纳米离子层会迅速阻挡污渍，分解大肠杆菌和其它有害细菌残骸、保持瓷面 洁净，是防止污染物侵入陶瓷的有力盾牌。抗菌陶瓷不仅可以杀灭、抑制细 菌，还防潮、耐磨、耐酸碱腐蚀与高温，长期使用也不会因热胀冷缩而开裂。
二、抗菌剂的性能
（1）高抗菌能力及广谱抗菌性； （2）持效性，即耐洗涤、耐擦拭、耐磨耗，寿命长； （3）耐气候性，即耐日照、耐热，不易分解失效； （4）与基材的相容性或可加工性， 即加入到基材中 不变色泛黄或产生色斑，不 降低商品使用价值及美感； （5）安全性，对健康无害，对环境无二次污染； （6）细菌不易产生耐药性；