銀及銀鋅復(fù)合抗菌劑及其應(yīng)用

1、銀及銀鋅復(fù)合抗菌劑及其應(yīng)用李畢忠北京崇高納米科技有限公司、概述抗菌劑是細(xì)菌、霉菌等微生物及病毒等病原體高度敏感的化學(xué)物質(zhì)。通過研制和篩選適當(dāng)?shù)目咕鷦┢贩N，我們只需將其少量添加于其它通用材料中，經(jīng)適當(dāng)加工工藝過程后， 便可制成符合特定使用要求的抗菌材料及制品。無機(jī)抗菌劑與有機(jī)類、天然類抗菌劑相比，具有安全性高、長效性好等優(yōu)點(diǎn)，而且尤其是其優(yōu)異的 耐熱性（使用加工溫度常可經(jīng)受 >600-1000 C高溫），使其成為在塑料、化纖、甚至陶瓷等材料中使用的 首選抗菌劑。無機(jī)抗菌劑一般含有銀、鋅、銅等金屬離子成分負(fù)載在某些無機(jī)載體，如沸石、磷酸鹽、 羥基磷灰石、可溶性玻璃等類型的結(jié)構(gòu)中或表面層間，具

2、有緩釋抗菌金屬離子的作用，所以有優(yōu)異的抗菌長效性。日本從1980年代開始重點(diǎn)投入開發(fā)無機(jī)抗菌劑，目前在無機(jī)抗菌劑的制備和應(yīng)用中處于國際領(lǐng)先 地位。石冢硝子、品川燃料、東亞合成、鐘紡等幾大制造商的抗菌劑占有整個(gè)日本市場的80 %以上。1999年，日本無機(jī)抗菌劑產(chǎn)量為1000噸，銷售額約為 60億日元。1996年抗菌塑料約 35000噸，1999年約74,000噸（ 6000億日元）。歐美地區(qū)主要沿用有機(jī)抗菌劑，但Ciba、Dupont等公司近年來也有無機(jī)抗菌劑品種在銷售。無機(jī)抗菌劑的主要有效成分為銀、銅、鋅金屬離子，它們的使用安全性有科學(xué)評價(jià)的結(jié)論，已獲得美國FDA和EPA的準(zhǔn)許，同時(shí)也為人類長

3、期實(shí)踐所檢驗(yàn)。但是，無機(jī)抗菌劑的制備技術(shù)復(fù)雜，產(chǎn)品性 能和成本控制難度大。 其中，最為突出的是抗菌性很強(qiáng)的銀化學(xué)性質(zhì)活潑，易轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣难趸y或還原成黑色的單質(zhì)銀，即出現(xiàn)變色，而且銀的使用成本高。所以，國際上始終將解決變色問題和降低成本問題視為無機(jī)抗菌劑制備技術(shù)的核心和兩大難點(diǎn)。我國科學(xué)家從1990年代開始跟蹤研究無機(jī)抗菌劑和抗菌防霉材料，如西北有色金屬研究院、昆明 貴金屬研究所、中國建筑材料研究院等。其中，具有代表性的是中國科學(xué)院化學(xué)研究所及其所屬的工程塑料國家工程研究中心，在沸石基銀及銀鋅復(fù)合無機(jī)抗菌劑的研制和應(yīng)用中，發(fā)揮了學(xué)科交叉和 “產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的優(yōu)勢，開發(fā)出一種成本適中、耐變色的無機(jī)

4、抗菌劑，并獲得中國發(fā)明專利1。這種無機(jī)抗菌劑在海爾等品牌家電產(chǎn)品中首先應(yīng)用，帶動(dòng)了我國抗菌材料和抗菌產(chǎn)品的迅速發(fā)展，并榮獲2000年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。統(tǒng)計(jì)，我國1998年塑料抗菌劑的產(chǎn)量 40噸，銷售額300萬元，抗菌制品產(chǎn)值30億元；1999年抗菌劑產(chǎn)量150噸，銷售額1200萬元，抗菌制品100億元。2000年抗菌劑銷售量達(dá) 至IJ 200噸。2005年將發(fā)展到500噸抗菌劑，抗菌制品達(dá) 400億元。2、制造技術(shù)無機(jī)抗菌劑按載體種類劃分，可以列在表1中，分別是硅酸鹽類、磷酸鹽類、可溶性玻璃類等。表1 含銀銅鋅的無機(jī)抗菌劑的分類種類載體載體與有效成分結(jié)合方式含抗菌性的金屬（銀、銅、鋅等）

5、的無機(jī)物硅酸鹽類載體沸石離子交換粘土礦物離子交換硅膠吸附磷酸鹽類載體磷酸錯(cuò)離子交換磷酸鈣吸附其它可溶性玻璃玻璃成分活性碳吸附金屬（合金）合金有機(jī)（金屬）化合其中銀沸石3是最早開發(fā)的抗菌劑，銀通過離子交換結(jié)合在多孔沸石上。沸石是堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽化合物，其化學(xué)組成的通式為 xM 2/nO<Al 2O3*ySiO2«zH 2O,其中M代表鈉、鈣等金屬離子，可被 Ag+、Cu2+、Zn2+等金屬離子置換。沸石分子是由SiO2及AlO 4兩種四面體通過共用氧原子構(gòu)成的三維骨架環(huán)狀結(jié)構(gòu)，已知的有四、五、六、八和十二個(gè)氧 成鍵，成隧道狀微孔，其孔徑尺寸在 3-10 ?范圍，能容納結(jié)

6、晶水和金屬離子。沸石的這種 結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，無論發(fā)生吸附、脫附、脫水或離子交換均不會發(fā)生變化。將一定比表面積的沸 石置于AgNO3或Ag （NH3） 2+等溶液中，Ag+和Na+通過離子交換在沸石孔道中穩(wěn)定結(jié)合， 經(jīng)一段時(shí)間后取出洗凈干燥得到銀沸石絡(luò)合物。通過沸石和金屬離子的置換方法還可以制備其他金屬離子的沸石絡(luò)合物如銅沸石絡(luò)合物、鋅沸石絡(luò)合物等。以往的實(shí)驗(yàn)測得，含銀2.5%的銀沸石抗菌劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低抑制濃度分別為62.5ppm和125ppm。銅、鋅沸石絡(luò)合物也都有顯著的抗菌效果，但其抗菌活型較銀沸石絡(luò)合物低，兩者的最低抑菌濃度都在2000Ppm以上。銀沸石的變色是限制其應(yīng)用的

7、重要因素，中科院工程塑料國家工程研究中心經(jīng)過對銀沸石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究， 用絡(luò)合物孔徑匹配、 銀鋅復(fù)合包覆等穩(wěn)定技術(shù)獲得了抗菌性好、耐變色、成本較低的沸石類抗菌劑。其制備過程圖示如下：該技術(shù)系列沸石類抗菌劑經(jīng)過使用和反復(fù)改進(jìn)，目前市場上主要以海爾科化工程塑料國家工程研究中心股份有限公司于1998年正式上市的FS-ZN抗菌劑和北京崇高納米科技有限公司于2002年正式上市的安迪美？ -AM系列抗菌劑產(chǎn)品為代表產(chǎn)品。目前，國內(nèi)家電用 塑料，如冰箱內(nèi)膽、門襯、把手等已大量采用抗菌沸石類抗菌劑應(yīng)用技術(shù)，產(chǎn)生了良好的經(jīng) 濟(jì)和社會效益?？咕鷦┰诳咕芰系瓤咕牧蠎?yīng)用新生長起來是抗菌母粒制造技術(shù)。通過母粒配方成

8、 分的調(diào)節(jié)，可以進(jìn)一步平衡各類無機(jī)有機(jī)抗菌劑的優(yōu)缺點(diǎn)，使控制變色、成本、使用方便性抗菌母粒以其不可替代的產(chǎn)品形式，為越來越多等因素在制造母粒這一個(gè)環(huán)節(jié)中得到完善。 的塑料制品和化纖產(chǎn)品用戶所歡迎?？咕噶５闹圃旃に嚵鞒虉D如下：近年來，崇高納米公司致力與抗菌母粒產(chǎn)品系列化開發(fā)，代表了行業(yè)內(nèi)抗菌母粒技術(shù) 和應(yīng)用的領(lǐng)先水平。截止2003年底，該公司新上市的抗菌母粒及抗菌劑系列包括如下品種：1、安迪美-PG抗菌母粒（塑料通用型）這一產(chǎn)品的開發(fā)目的是抗菌效果滿足一般抗菌產(chǎn)品要求，適用面廣，各種通用塑料和各種塑料加工工藝均可使用，而且價(jià)格適中。所以，安迪美-PG可使用在PP、PE、HIPS、ABS、SPV

9、C等大部分通用塑料，以及注塑、擠出、吹塑等常規(guī)成型工藝。為了提高該母粒與各種 通用塑料的相容性，他們篩選出了分散劑和抗菌劑配方，使母粒基體與其它塑料具有廣泛的良好的相容性。2、安迪美-PG1抗菌母粒（涉水塑料部件通用）開發(fā)目的是在保持安迪美-PG良好的性價(jià)比的同時(shí)， 使其抗菌部件的耐水性和持久性得到進(jìn)一步提高。耐水持久性試驗(yàn)條件參照日本抗菌技術(shù)協(xié)議會的規(guī)范，為：樣品在50+5?C的蒸儲水中浸泡16小時(shí)處理后，抗菌性保持良好。安迪美-PG1廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)的波輪、內(nèi)桶、外桶、飲水機(jī)涉水部件、大型塑料輸水管等用途。3、專用抗菌母粒在一些加工難度大場合，對母粒制備要求很高，如紡絲用抗菌母粒。在另外一

10、些場合，對制品外觀光潔度、 透明度等有很高的要求， 或者對抗菌劑的抗菌性、穩(wěn)定性有特殊要求。為了滿足客戶的需要，崇高納米公司開發(fā)出了一系列特殊配方的抗菌母粒。例如：a）安迪美-PP:專用于BOPP多層膜的表面層。b）安迪美-PE:專用于PE流延薄膜（如保鮮膜、衛(wèi)生巾用打孔膜） 。c） 安迪美-PP-T:透明PP注塑制品或壓延片。d）安迪美-ABS:特殊ABS制品，如高性能冰箱板材、高性能 ABS制件。e）安迪美-PS-T:透明PS制品。本產(chǎn)品采用無機(jī)抗菌劑，抗菌性能好且穩(wěn)定，不變 色，對PS透明件的霧度僅有微小影響。用于高光HIPS冰箱板材。f） 安迪美-PC:透明和一般 PC制品。g） 安迪

11、美-PGAG :銀系通用抗菌母粒，可用于 POM、PBT、PA、PET等工程塑料制 品。h） 安迪美-PP-P : PP-R給水管專用。i） 安迪美-PE-P :給水PE管、鋁塑管專用。4、熔紡纖維專用抗菌母粒a）安迪美-PP-F :丙綸、熔噴無紡布用抗菌母粒，采用無機(jī)抗菌劑。b）安迪美-PE-F:乙綸、ES纖維、無紡布等用途，采用無機(jī)抗菌劑。c）安迪美-PA-F :尼龍用，可用于牙刷毛，采用無機(jī)抗菌劑。d）安迪美-PET-F :聚酯纖維（長絲、短纖），服裝、產(chǎn)業(yè)用，采用無機(jī)抗菌劑。5、溶液紡纖維紡制專用抗菌母液a）安迪美-AC-F :睛綸纖維用，采用無機(jī)/有機(jī)復(fù)合抗菌劑。b）安迪美-VIS-

12、F :粘膠纖維用，采用無機(jī)/有機(jī)復(fù)合抗菌劑。6、抗菌劑系列產(chǎn)品抗菌母粒是預(yù)分散性良好的濃縮抗菌組分，除了在塑料制品或抗菌纖維生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)使用外，也可以在生產(chǎn)抗菌塑料時(shí)加入，共混造粒。一般說來，通過抗菌母粒制造的抗菌塑料，抗菌劑在塑料中的分散性程度大大好于用抗菌劑共混得到的抗菌塑料，從而可以提高抗菌劑的抗菌效率的發(fā)揮，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定，可降低物料成本和售后服務(wù)成本。不過，在許多場合也是可以直接使用抗菌劑，如塑料粉料（如 PVC）與抗菌劑混合就 比較充分。當(dāng)然，良好的抗菌劑表面處理技術(shù)是有利于其分散的。而紡織品的抗菌后整理則需要使用抗菌劑，或抗菌劑的預(yù)分散濃縮液。a）安迪美-AM : 一種銀鋅復(fù)合通

13、用抗菌劑，有較好的透明性，適用于油漆、環(huán)氧樹脂、 不飽和樹脂。b）安迪美-AM1 : 一種銀鋅復(fù)合通用抗菌劑，一般用途，適用于環(huán)氧粉末涂料。c）安迪美-AM2 : 一種銀鋅復(fù)合通用抗菌劑，有較好的耐水性，適用于 PVC給水管。d）安迪美-AMK : 一種銀系抗菌劑，適用于各種塑料一般用途，抗菌性、長效性兼優(yōu)。e）安迪美-AMS : 一種銀系抗菌劑，較高性能，適用于透明塑料，抗菌性、長效性兼優(yōu)。f） 安迪美-TT （安迪美-TT1 ,安迪美-TT2）:棉、毛等天然纖維織物的抗菌整理劑，有較好的耐洗性，無皮膚刺激性。TT1為普通級，TT2為醫(yī)用級。g）安迪美-CC:陶瓷釉用抗菌劑，耐 1300?C

14、高溫，用于餐具、瓷磚、衛(wèi)生陶瓷。h）安迪美-CAL-1 :用于PVC薄膜、軟質(zhì)PVC的抗菌劑，如用于一次性醫(yī)用手套。i） 安迪美-CAL :水性乳膠漆、涂料用抗菌劑，主要用于內(nèi)墻，無 VOC、無刺激性， 安全性高，抑殺革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌作用強(qiáng)，具有防霉作用。j） 安迪美-TT-SP :鞋材處理劑，無皮膚刺激性，可用于噴霧處理。k） 安迪美-SR-3:油性鞋膠用。l） 安迪美-SR-4:水性鞋膠用。三、特性1、抗菌機(jī)理抗菌劑的抗菌作用必須在有足夠的濃度與微生物直接接觸的情況下才表現(xiàn)出來?？咕?劑的抗菌作用在于影響微生物菌絲的生長、抱子萌發(fā)、各種子實(shí)體的形成、細(xì)胞的透性、有絲分裂、呼吸作用

15、、細(xì)胞膨脹、細(xì)胞原生質(zhì)體的解體和細(xì)胞壁受損壞等，使微生物細(xì)胞相關(guān) 的生理、生化反應(yīng)和代謝活動(dòng)受到干擾和破壞，殺死或抑制微生物的生長繁殖。無機(jī)抗菌劑一般具有廣譜的特點(diǎn)， 它不只對特定的某種類細(xì)菌、 病毒有抗菌作用，而是對許多種微生物 一般都有效?？咕鷦┑目咕饔梅譃闅⒕鸵志饔?。殺菌作用是把細(xì)菌殺死，抑菌作用是將微生 物的生命活動(dòng)中的某一過程阻止而抑制其生長繁殖。濃度和作用時(shí)間對抗菌作用有很大影 響。銀、銅、汞等金屬離子、強(qiáng)氧化劑主要表現(xiàn)殺菌作用，有機(jī)抗菌劑主要起抑菌作用。同 一抗菌劑往往在低濃度時(shí)表現(xiàn)抑菌作用，高濃度則是殺菌的?？咕饔脵C(jī)理對于不同的抗菌劑是不同的，抗菌劑可以作用于菌體的各個(gè)

16、部分，從細(xì) 胞壁直至核糖核蛋白質(zhì)?？咕鷦┎粌H作用于一個(gè)部位， 也可以作用于幾個(gè)部位。 同一種抗菌劑在不同的環(huán)境條件下， 甚至可能呈現(xiàn)不同的抗菌作用機(jī)理。迄今所發(fā)現(xiàn)的抗菌劑種類較多，抗菌作用機(jī)理差別很大，綜合已有的研究結(jié)果，銀鋅復(fù)合抗菌劑的抗菌作用機(jī)理包含以下幾 種過程：金屬離子接觸反應(yīng)這是無機(jī)抗菌劑最普遍的抗菌作用機(jī)理。金屬離子帶有正電荷，當(dāng)微量金屬離子接觸到微生物的細(xì)胞膜時(shí)，與帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜發(fā)生庫侖吸引，使兩者牢固結(jié)合，金屬離子穿透細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)與細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)上的疏基、氨基等發(fā)生反應(yīng)。細(xì)胞合成酶的活性中心由含前基、氨基、羥基等功能基團(tuán)組成，與金屬離子結(jié)合后該蛋白質(zhì)活性中心的結(jié)構(gòu)被破壞，

17、造 成微生物死亡或喪失分裂增殖能力。例如，銀離子與蛋白質(zhì)疏基的結(jié)合破壞了微生物的電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和物質(zhì)傳輸系統(tǒng)。SH+SAg + 2Ag -> 酶 +2HSHSAg金屬離子殺滅和抑制細(xì)菌的活性按下列順序遞減：Ag+ >Hg2+>Cu2+ >Cd2+ >Cr3+ >Ni 2+ >Pb2+ >Co4+ >Zn2+ >Fe3+Ag+處于第一位的原因是它具有較高的氧化還原電位（土0.798eV, 25C）,除了其它金屬離子所具有的絡(luò)合反應(yīng)外，它還具有很強(qiáng)的氧化還原反應(yīng)活性，通過氧化還原反應(yīng)達(dá)到其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)，所以，Ag +的抗菌作用是最

18、強(qiáng)的。催化激化有些微量的金屬元素，能起到催化活性中心的作用，如銀、鈦、鋅。該活性中心能吸收 環(huán)境的能量，如紫外光，激活空氣或水中的氧， 產(chǎn)生羥自由基 OH）和活性氧離子（。2）。 它們能氧化或使細(xì)菌細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、糖甘等發(fā)生反應(yīng)，破壞其正常結(jié)構(gòu)， 從而使其死亡或喪失增殖能力。陽離子固定細(xì)菌由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核構(gòu)成，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜由磷脂雙分子層組成， 在中性條件下帶負(fù)電荷。帶負(fù)電荷的細(xì)菌會被抗菌材料上的陽離子（如有機(jī)季胺鹽基團(tuán)） 所吸引，束縛細(xì)菌的活動(dòng)自由，抑制其呼吸機(jī)能，即發(fā)生“接觸死亡”。另外，細(xì)菌在電場引力的作用下，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜上的負(fù)電荷分布不均勻造成變形，發(fā)生

19、物理性破裂，使細(xì)胞的內(nèi)臟物如水、蛋白質(zhì)等滲出體外，發(fā)生“溶菌”現(xiàn)象而死亡。2、銀鋅復(fù)合抗菌劑的性能抗菌劑的抗菌性能主要從兩個(gè)方面體現(xiàn)，即抗菌劑本身和抗菌劑應(yīng)用的制品(如抗菌塑料)，重點(diǎn)要體現(xiàn)在抗菌制品的性能上。應(yīng)用抗菌劑制得的抗菌塑料首先要保持塑料材料基本性能?？咕芰系某Ｒ?guī)物理機(jī)械性能，如熔體流動(dòng)速率、拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、斷裂伸長率、缺口沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲 模量、硬度、色度、表面光潔度等均按國家有關(guān)塑料測試標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。抗菌劑和抗 菌塑料還要達(dá)到規(guī)定的衛(wèi)生安全性，抗菌塑料成品無毒、無異味、對環(huán)境無害。在抗菌劑和抗菌塑料的應(yīng)用中，抗菌性是其特殊的功能，要求高效、廣譜、長效，在相 關(guān)

20、環(huán)境中適用。下面以安迪美？ -AM的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明。1)抗菌譜抗菌譜是指抗菌劑對細(xì)菌、真菌、霉菌、酵母、藻類等各種微生物的抗菌有效面。但是，僅在住宅空間中就有 80屬60種類、建筑物有120屬120種類的霉菌，一般說來不能對所有 的菌種逐一測試，而是選擇有代表性的菌株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通常是選擇大腸埃希氏菌(Escherichiacoli ,革蘭氏陰性菌 卜金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,革蘭氏陽性菌 卜白色念珠菌(白假絲酵母，Candida albicans,真菌)等進(jìn)行試驗(yàn)。另外，還經(jīng)常選用肺炎克雷伯氏菌 (Klebsiella pneumoniae)、沙門氏桿菌 (

21、Salmonella typhimurium)、綠膿桿菌 (Pseudmonas aeruginosa)、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)等。對霉菌一般選擇黑曲霉(Aspergillus niger),土曲霉(Aspergillus terreus),出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans),宛氏擬青霉(Paceilomyces varioti),繩狀青霉 (Penicillium funicolosum),綠色木霉( Trichoderma viride ),赭綠青霉 (Penicillium ochrochloron ),柄帚霉(Trichoderma

22、 viride )等作防霉試驗(yàn)。安迪美 -AM 抗菌 劑具有廣譜抗菌和防霉作用。2)抗菌劑最低抑菌濃度一種抗菌劑的抗菌能力強(qiáng)弱，可以用最低抑菌濃度( minimum inhibitory concentration , 即MIC)來衡量。將抗菌劑稀釋為不同濃度，作用于菌株，定量測定一定作用時(shí)間的抑菌 效果，得到MIC值。最低抑菌濃度數(shù)值越小，抗菌劑的抗菌性越強(qiáng)。安迪美 -AM抗菌劑對 大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度( MIC值)為150ppm,達(dá)到國際著名抗菌劑產(chǎn) 品的MIC值處于同一水平(日本產(chǎn)品MIC報(bào)道值通常為125-300ppm)。添加抗菌劑的抗菌塑料抗菌性(1)、抗菌塑料抗細(xì)

23、菌性抗菌材料的種類多、材料中組分多、性質(zhì)差別大、制成品的形態(tài)各異，如抗菌塑料制成 抗菌冰箱內(nèi)膽、果蔬盒、抗菌空調(diào)過濾網(wǎng)、抗菌電話外殼，還有抗菌陶瓷制成衛(wèi)生潔具、餐 具，抗菌纖維制成抗菌地毯、內(nèi)衣等。因此，抗菌材料和抗菌制品的抗菌性檢驗(yàn)方法及評價(jià) 標(biāo)準(zhǔn)的確定事關(guān)重大，但長期以來，抗菌性能檢測方法和標(biāo)準(zhǔn)制定的滯后卻不能適應(yīng)市場的發(fā)展需求。經(jīng)過業(yè)內(nèi)多年努力，2003年我國制定和頒布了輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T2591-2003抗菌塑料一一抗菌性能試驗(yàn)方法及抗菌效果。該標(biāo)準(zhǔn)是由中國科學(xué)院工程塑料國家工程研究中心企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/02GZS 001 (1998)抗菌塑料修訂升級而來的。該試驗(yàn)方法基本上參照了日 本國

24、家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JIS Z 2801-2000抗菌產(chǎn)品一一抗菌行為及抗菌效果試驗(yàn)方法制定。該方法是測定抗菌塑料抗菌性的定量試驗(yàn)方法。它反映了抗菌塑料的接觸抗菌原理，并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中考慮了抗菌塑料的實(shí)際使用條件等外部因素，能較客觀地反映抗菌塑料抗菌能力。該法用細(xì)菌接觸樣品表面，需要嚴(yán)格控制營養(yǎng)、溫度、濕度、 pH、時(shí)間等(一般覆膜保存 24小 時(shí))，進(jìn)行活菌培養(yǎng)計(jì)數(shù)。比較空白樣的平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出抗菌塑料的抗菌率。檢測菌種 為金黃色葡萄球菌 ATCC6538和大腸埃希氏菌 ATCC25922。根據(jù)用戶使用要求，還可選用 其它菌種作為檢測菌種，但菌種應(yīng)由國家級菌種保藏管理中心提供。抗菌塑料抗菌率大于 9

25、0%為合格產(chǎn)品，判定為有抗菌性；大于99%為有較強(qiáng)抗菌性。安迪美抗菌塑料達(dá)到的抗菌 率一般可大于99%。(2)抗菌塑料抗霉菌性QB/T2591-2003抗菌塑料一一抗菌性能試驗(yàn)方法及抗菌效果的抗霉菌試驗(yàn)方法，是 參考GB2423.16 1999 (idt IEC 68-2-10 : 1998)電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程試3敘J:長霉試驗(yàn)方法、美國試驗(yàn)和材料協(xié)會 ASTM G21合成高分子材料的抗真菌性測定和國 際標(biāo)準(zhǔn)ISO846 1978 (E)塑料一一在真菌和細(xì)菌作用下的行為的測定一一用直觀檢驗(yàn)法 或用測量質(zhì)量或物性變化的方法評價(jià)而制定的。防霉測試用菌種有6種，包括黑曲霉、土曲霉、出芽短梗

26、霉、宛氏擬青霉、繩狀青霉、球毛殼 (Chaetoomium globsum)等。根據(jù)用戶使 用要求，還可選用其它菌種作為檢測菌種，但菌種應(yīng)由國家級菌種保藏管理中心提供。防霉等級分為0、1、2、3、4級。最高防霉等級是 0級是不長，顯微鏡下放大 50倍觀察不到霉 菌生長，1級是痕跡生長，可見生長的面積小于10%, 2級、3級、4級分別是輕微生長、中等生長和嚴(yán)重生長?？咕芰系姆烂沟燃墳?級可以報(bào)告有抗霉菌作用，0級則可報(bào)告有強(qiáng)抗霉菌作用。安迪美-AM抗菌劑防霉等級為1級。(3)安全性和毒理學(xué)評價(jià)抗菌劑對人或其它生物體的毒性控制對于抗菌劑的合理使用是非常重要的。抗菌劑的毒性是指對機(jī)體造成損害的能力

27、。它與抗菌劑本身化學(xué)結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)有關(guān)，與使用濃度、作用時(shí)間、接觸途徑和部位、機(jī)體的機(jī)能狀態(tài)等有關(guān)，還與劑型中各物質(zhì)的配合作用有關(guān)?？?菌劑對人和其它生物體的毒害作用均有一個(gè)劑量與效應(yīng)關(guān)系，在一定的劑量范圍內(nèi)使用可以處于良好的安全性。為了安全使用抗菌劑，尤其是用于食品、化妝品、兒童用品時(shí)，需要對抗菌劑作毒理學(xué) 評價(jià)，為制訂使用標(biāo)準(zhǔn)作為依據(jù)。毒理學(xué)評價(jià)除了做分析檢驗(yàn)外，通常要通過動(dòng)物毒性試驗(yàn)取得數(shù)據(jù)。重要的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)包括：急性毒性試驗(yàn)，亞急性毒性試驗(yàn)，慢性毒性試驗(yàn)，致癌性 試驗(yàn)，致突變性試驗(yàn)，致畸性試驗(yàn)，胚胎毒性試驗(yàn)，皮膚刺激性試驗(yàn)，眼刺激性試驗(yàn)，皮膚 過敏性試驗(yàn)等。但實(shí)際上，對多數(shù)抗菌劑并不需要

28、一一做上述試驗(yàn)。對新的抗菌劑配方，如 果配方中的各組分已作過試驗(yàn)而相互之間又不發(fā)生化學(xué)變化，則可大大減少試驗(yàn)項(xiàng)目。 此外，有一些特殊的試驗(yàn)，如生化特性試驗(yàn)、藥理性試驗(yàn)等，要根據(jù)抗菌劑的性質(zhì)、用途、使用計(jì)量等情況，還可能需要進(jìn)行。安迪美 -AM抗菌劑系列產(chǎn)品均具有高度安全性，在其使用范 圍內(nèi)得到的制品屬實(shí)際無毒級。（4）對材料其它物理機(jī)械性能的影響抗菌劑的添加量一般在 0.2-1.5% ,如果選擇適當(dāng)?shù)南嗳萏幚矸椒?，對材料的物理機(jī)械性能和外觀的影響很小，也不改變制品加工的工藝技術(shù)條件。安迪美抗菌劑和抗菌母粒產(chǎn)品達(dá)到了上述技術(shù)要求。四、應(yīng)用效果1 .抗菌劑的應(yīng)用日常生活和工業(yè)制品中大量使用塑料，如

29、櫥具、衛(wèi)生設(shè)施、家用電器、壁紙、食品包裝等。使用抗菌塑料可提高產(chǎn)品的衛(wèi)生性，減少致病菌的污染。表2所列的抗菌劑和抗菌塑料應(yīng)用領(lǐng)域顯示出其巨大的發(fā)展前景。表2抗菌劑和抗菌塑料的應(yīng)用領(lǐng)域舉例食品相關(guān)用品食品（飲料、果蔬、糧食、飼料等的）保鮮（包裝）膜（袋）、廚房用品：如餐（飲、茶、酒）具、盆、勺、筷、刀、菜板、保溫瓶殼、洗鍋刷、過濾網(wǎng)、水龍頭日用生活美容化妝品容器、掃帚、毛刷、海棉刷、剃刀、肥皂、香皂、牙刷、牙刷盒、拖鞋、衣箱、鞋、服裝、皮椅、內(nèi)襯、表帶、皮手套、吊帶、腰帶、婦女衛(wèi)生用品電信電話機(jī)、傳真機(jī)、手機(jī)、話筒、計(jì)算機(jī)鍵盤、軟磁盤盒家電制品冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、電視機(jī)、照相機(jī)、攝象機(jī)、通風(fēng)機(jī)

30、、衣服干燥機(jī)、洗碗干燥機(jī)、加濕器、凈水 器、飲水機(jī)、切削器、換氣扇纖維制品淋浴防水帷幔、空調(diào)過濾器、帽子、假發(fā)、運(yùn)動(dòng)服、白大褂、手術(shù)服、睡衣庫、連褲襪、被褥用品：如 床單、被罩、枕芯、枕套，手套、圍裙、鞋墊、衛(wèi)生巾、尿布、紗布、抹布、口罩、地毯建材居室環(huán)境裝飾板、壁紙、家具、桌布、門窗用薄膜、瓷磚、管道、人造大理石、門把手、蹭鞋墊、洗滌盆、水槽、 便器、污物桶、澡盆、洗臉池、肥皂盒、衣柜、便池刷、電源開關(guān)及面板、栽培容器、油漆涂料、地?zé)艮k公用品紙制品：如辦公用紙、卡片、記事本、衛(wèi)生紙，文具：如鉛筆、圓珠筆、鋼筆、蠟筆、橡皮、圓規(guī)、消 字靈、墊板、訂書機(jī)、文件刀、文件夾玩具塑料、木制玩具、棋子醫(yī)

31、藥衛(wèi)生包藥紙、藥箱、聽診器、體溫計(jì)、體重計(jì)、助聽器、醫(yī)院設(shè)施（墻壁、地面、寢具等）、醫(yī)護(hù)人員和病人服裝、注射器、輸液器、一次性手套其它樂器、香煙過濾嘴、公共設(shè)施：如公共汽車地鐵等吊環(huán)把手、交通工具內(nèi)飾件、座椅等，噴霧器、嬰兒 奶瓶刷、各種清潔用毛刷2 .抗菌塑料、抗菌母粒和抗菌加工制品抗菌劑應(yīng)用于塑料制品可以通過以下三條途徑：一、將抗菌劑直接與塑料混合，分散在塑料中制成抗菌塑料；二、將抗菌母粒與塑料摻混加工；三、在制品成型工藝中將抗菌劑嵌 入塑料表面。抗菌劑直接添加法工藝簡單， 但抗菌劑在塑料中分散較差，抗菌劑顆粒容易分散， 抗菌效果較差，抗菌劑利用不充分，使用成本增加?？咕噶７ǖ暮诵募夹g(shù)是

32、抗菌母粒的研制?？咕噶Ｊ强咕鷦┓稚⒃谳d體樹脂中的高度濃縮體，含抗菌劑量10-40%?？咕噶Ｅc塑料一起加工，或與塑料一起再次共混分散，有利于抗菌劑的分散和抗菌作用的發(fā)揮，是目前已普遍接受和廣為應(yīng)用的技術(shù)途徑。合理的抗菌母粒設(shè)計(jì)和使用，可大大節(jié)約抗菌劑使用成本。 在制品成型階段加工抗菌塑料產(chǎn)品，主要目的是為了節(jié)約抗菌劑的用量，合理使用抗菌劑， 控制成本。目前了解到的具體實(shí)施方案有兩種，一種是將超細(xì)的抗菌劑粒子制成噴霧液，噴涂在塑料模具表面，在塑料注塑成型時(shí)抗菌劑就進(jìn)入到塑料件的表面；另一種是將抗菌劑與塑料制成薄膜，然后將薄膜附在模具表面，在塑料成型時(shí)將抗菌塑料膜結(jié)合到制件表面。使用這種抗菌成型

33、技術(shù)，可以大大節(jié)約抗菌劑的用量，但目前應(yīng)用還不普遍， 主要原因是設(shè)備投資較大。3 .抗菌產(chǎn)品應(yīng)用舉例1）家用電器在日本，1986年開發(fā)制造出抗菌冰箱，抗菌化的重點(diǎn)起初在箱體內(nèi)部件，用抗菌聚乙 烯材料制成果蔬盒蓋、制冰器的注水管，用抗菌聚苯乙烯制成制冰器的盒、食品托盤，用抗 菌ABS樹脂制成內(nèi)膽等。 所用抗菌劑為含銀沸石。1993年在440萬臺冰箱（4400億日元產(chǎn) 值）中抗菌冰箱占15-20%。后來，抗菌件不僅限于在箱體內(nèi)部使用，冰箱外部手接觸部分 也使用了抗菌件。抗菌冰箱的市場份額在2-3年后增加了一倍。1998年海爾集團(tuán)率先應(yīng)用 FS-ZN抗菌劑試制成功并上市帶有抗菌功能的冰箱、空調(diào)、 波

34、輪洗衣機(jī)、滾筒洗衣機(jī)、冷柜、洗碗機(jī)、吸塵器、電熱杯、煤氣灶等系列產(chǎn)品，后又上市 電話、移動(dòng)電話等。所用的抗菌劑是海爾科化公司的復(fù)合型無機(jī)抗菌劑和擠板型抗菌母粒和 注塑型抗菌母粒。海爾抗菌冰箱使用的抗菌部件有，內(nèi)部的內(nèi)膽、門襯、擱物架、擱物架飾 條、瓶座、瓶止檔、蛋盒、冰盒、刮霜板、果盒、接水盤上下部、排水槽、冰室排水口、蒸 發(fā)器擱板、風(fēng)道、風(fēng)道蓋板，外部的門把手、飾條、門封條等。材料包括HIPS、PS、ABS、PP、PE、PVC等?？照{(diào)的抗菌部件有遙控器外殼、按鍵、導(dǎo)風(fēng)板、接水盤。波輪洗衣機(jī)的 波輪、內(nèi)桶、水道、過濾蓋。滾筒洗衣機(jī)的控制面板按鈕、控制旋鈕。冷柜的門體把手、門 封條、密封條、斷檔

35、、柜口、控制面板、除雪鏟。洗碗機(jī)的內(nèi)膽、上蓋內(nèi)襯、噴淋器。吸塵 器的上蓋、電源開關(guān)按鈕、手柄架。煤氣灶的旋鈕。近年來，崇高納米公司進(jìn)一步開發(fā)出高性能抗菌母粒的品種，目前已為美菱、新飛、 海信、科龍、西門子、伊萊克斯、華日、 LG、三星等冰箱生產(chǎn)企業(yè)提供全方位技術(shù)服務(wù)。其 部件均全部或部分采用安迪美抗菌劑和抗菌母粒，其產(chǎn)品已獲準(zhǔn)中國抗菌材料及制品協(xié)會“抗菌標(biāo)志”的產(chǎn)品認(rèn)證。洗衣機(jī)在聚丙烯洗滌部件上使用抗菌材料，由于技術(shù)和價(jià)格限制， 開始時(shí)日本采用的是有機(jī)類抗菌劑，如咪陛類有機(jī)物、曝陛類有機(jī)物，后來無機(jī)抗菌劑的使用也在增加。1993年在520萬臺洗衣機(jī)（1970億日元產(chǎn)值）中，抗菌洗衣機(jī)占20%的市場份額，1995年上升至30%, 2000年將達(dá)到70-80%。浙江吉德電器公司在波輪洗衣機(jī)的波輪和內(nèi)桶采用崇高納 米公司無機(jī)抗菌母粒安迪美 -PG1,抗菌性特別是耐水性測試達(dá)到行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求的指標(biāo)， 已獲準(zhǔn)“抗菌標(biāo)志”的認(rèn)定。餐具干燥機(jī)等涉水用品的抗菌化應(yīng)用推廣很快，抗菌材料主要是聚丙烯。電飯煲主要在外殼的聚乙烯件中使用抗菌劑。在浴室、廚房等場所使用的換氣扇，已采用抗菌材料，主要為 AS樹脂。另外，電話機(jī)的抗菌話筒、抗菌按鍵已推