抗菌塑料及抗菌剂关键技术

新冠肺炎疫情让人们再次充分认识到病毒微生物对人类的健康和生活影响有多大。微生物无处不在，看似干净整洁的居住环境就可能有大量有害微生物存在，并时刻威胁着居住者的健康。良好的卫生习惯、消毒剂使用等能减少环境中微生物数量。随着科技的进步，材料研究者们也不断推出各种抗菌材料及抗菌制品，通过往物品中增加抗菌功能，从而对落在物品表面的有害微生物起抑制其生长繁殖或直接杀灭的作用，以减少环境中有害微生物的量。

从国内外抗菌材料的发展情况来看，抗菌塑料是发展最快、应用最广的抗菌材料。本文概述了抗菌塑料及塑料用抗菌剂选择方法、抗菌塑料制备的技术手段、抗菌塑料的市场应用及前景，旨在为塑料行业读者带来一些思考。

抗菌塑料的抗菌效果与其采用的抗菌剂有直接关系。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，在塑料中的添加量一般很少，在不改变塑料的常规性能和加工性能前提下，起到抗菌功效。抗菌剂根据化学成分分类可分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和复合抗菌剂三大类。

1. 无机抗菌剂

无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌、钛、汞、铅等金属及其离子的杀菌或抑菌能力制得的抗菌剂，其中应用最广泛的是光催化类（如TiO₂、ZrO₂等）、含金属离子类（如磷酸盐载体、硅酸盐载体等）和金属氧化物类（如Ag₂O、CuO、ZnO 等）三种。

与其他抗菌剂相比，无机抗菌剂的优点是耐热性好、抗菌广谱、抗菌力强、抗菌持久性好、安全性较高、毒性低、不产生耐药性；缺点是制造困难、工艺复杂，且不同的金属在应用中也有限制性，如铜系抗菌剂颜色较深，银系抗菌剂易氧化变色且价格昂贵，锌及其他金属抗菌效果相对较差。

2. 有机抗菌剂

有机抗菌剂可进一步细分为天然抗菌剂、有机低分子抗菌剂和有机高分子抗菌剂。

天然抗菌剂来源于动植物提取或萃取物，如薄荷、柠檬叶等的提取物、蟹和虾中提炼的壳聚糖等。其优点是使用安全性高，对人体无毒、无刺激；缺点是产量受企业的生产规模和工艺条件限制，加工性能差，高温下容易分解失效，且应用范围窄，药效普遍较短。

常用的有机低分子抗菌剂有季铵盐、酚醚类、哌啶类、咪唑类、双胍类、有机金属类等。其优点是杀菌速度快、杀菌力强、广谱抗菌，且来源丰富，使用和开发时间长，技术成熟，加工方便，颜色稳定性好，价格低廉等；缺点是毒性大、易分解、易溶出、耐热性差，且抗菌性能难以持久等。

有机高分子抗菌剂是指有机高分子聚合物的侧链或主链上含有抗菌基团。目前有机高分子抗菌剂研究较多的有壳聚糖衍生物、聚季铵盐类、聚季磷