1 无机抗菌剂的抗菌机理
(1)金属离子溶出型的抗菌机理,即在使用过程中抗菌剂缓慢释放出金属离子,溶出的金属离子即能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性,而具有抗菌效果;
(2)活性氧抗菌机理,在光的作用下,抗菌剂和水或空气作用,生成的活性氧O2- 和OH·,具有很强的氧化还原作用,产生持久的抗菌效果。
2 无机抗菌剂的分类
(1)以无机化合物中含有抗菌性金属离子的试剂为主流,如银、铜、锌等金属离子,抗菌性最强的是Ag+离子。此类抗菌剂根据其载体类型又可分为沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂、硅胶抗菌剂、膨润 土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂等。
(2)以二氧化钛为代表的具有光催化类抗菌剂,此类抗菌剂的特点是耐热性比一般无机抗菌剂高, 必须有紫外线照射和氧气或水存在才能起杀菌作用。
3 新型无机抗菌剂
3.1 载银玻璃抗菌剂WA291
无机抗菌剂WA291应用广泛、广谱抗菌、安全性好,目前已成为塑料行业使用较广的抗菌剂之一, 在我国的许多冰箱厂已开始使用。
WA291包括B2O3 和P2O5。
WA291除广泛应用于家电制品、纤维制品及水处理外,还可用于文具和玩具类如圆珠笔、纸、电脑等;日用品类如扶手、污物筒、菜板等;建材类如涂料、灰浆、壁纸等;陶瓷类如玻璃杯、卫生瓷材等。
3.2 银系无机抗菌剂HN—300
HN—300是中科院泰兴材料厂于1997年开发的以磷酸复盐为载体的银系无机抗菌剂,其特点为:
①高效广谱抗菌,可防止环境中的细菌、霉菌和藻类生成,用量只是其他无机抗菌剂的一半。
②与树脂相容性优于沸石型、硅胶型抗菌刘。
③高透明性。由于HN—300的特殊结构与超细颗粒,因此应用于透明制品中不影响透明性。
④耐高温。HN—300能耐1300℃以上高温,且性质不受影响。
⑤化学稳定性。在较宽pH范围内化学性质稳定,且能经受阴离子表面活性剂多次洗涤,抗菌力不下降。
⑥超低毒性,LD50值远大于其他无机抗菌剂。
HN—300具有广阔的应用领域,在塑料、化纤、陶瓷、涂料、造纸等领域均有很好的应用实例。添加0.2% 本品的PP超滤膜,不影响其通透性,但对藻类的繁殖具有良好的抑制力。再如HN—300应用于涂料中,每平方米 涂层含1g HN—300就起到优异的抗菌、防霉效果。
3.3 无机抗菌剂NR
NR是广州NCM公司经研究推出的新型无机抗菌剂。它是以银和锌为活性物质,离子交换树脂作载体,它具有 广谱抗菌、抗菌长效、低毒性、与塑料和纤维有优异的相容性、优异的热稳定性、优良的化学稳定性及优异的 耐候性。NR抗菌剂的应用领域包括纤维、塑料、涂料和纺织品等方面。如含l%NR-的PP树脂,纺成90旦的纤维, 经检测,其杀菌率达99.9%,而纤维的强度仍得到保持;经阴离子洗涤剂洗涤10次,其抗菌效果不会下降。
3.4 银系抗菌剂 Micro Free
Micro Free是美国杜邦公司推出的新型粉末型抗菌剂AMP,能满足在使用纤维、塑料、化妆品和薄膜制品时 的抗菌需要。AMP是利用一种独特的核微粒——外壳结构,使核微粒被一层特别的抗菌涂层包裹着,用于抑制微 生物的繁殖。核微粒有效地增加了活性组分的表面积,从而减少了填料的用量。保护涂层能控制活性组分的释放 速率,从而提供适当的抗菌水平和保持抗菌的持久性。核微粒可以是二氧化钛、硫酸钡或氧化锌。二氧化钛用于 不透明体系,硫酸钡用于透明体系,氧化锌用于提高抗真菌活性。抗菌涂层可为银、氧化铜和硅酸锌。银用于抗 细菌,氧化铜、硅酸锌用于抗真菌。
3.5 Zeomic抗菌剂
Zeomic是载银沸石、载银锌沸石、载银铜沸石类无机抗菌剂的商品代号。由含1%—3%Zeomic的40%—85%棉, 15%—60%聚酯粗纤维制成的抗菌抹布与拖布;由PET、Zeomic(2%)、己二酸、二甘醇等捏合,纺织制成毛毡、 牙刷、毛巾、窗帘和手术线;用Zeomic、防水硅油和PVC可制成抗菌卫生管和淋浴管等。
3.6 纳米无机抗菌剂
(1)本身是有抗菌活性的金属纳米氧化物,以TiO2,ZnO为代表,它们在紫外线照射下,在水和空气中产生活性氧, 具有很强的化学活性,能与多种有机物发生反应,从而把大多数病菌和病毒杀死。因而可将它们应用于制作抗菌纤 维、抗菌玻璃、抗菌陶瓷、抗菌建筑材料等。
(2)以银锌的复合为主抗菌体,以超细TiO2和SiO2等为载体,由于超细纳米级粉体的颗粒特殊效应,大大提高了整体的 抗菌效果,使耐温性、粉体细度、分散性和功能效应都得到了充分发挥。如舟山明日纳米材料有限公司开发的纳米 复合银系抗菌粉MFS350以纳米SiO2为主要原料,其平均粒径小于90 nm,具有高效快速、持久、抗菌谱广等特点, 可广泛用于化纤、塑料用品、涂料、水处理、化妆品等各领域。浙江丽水金地亚纳米材料有限公司开发的MOD纳米 高性能无机抗菌剂,是结合了光催化抗菌技术、金属离子抗菌技术和纳米制备技术而开发出的一种新型无机抗菌 剂,MOD纳米高性能无机抗菌剂由于具有杀死和阻止细菌发育,防止各种微生物生长的功能,更兼抗菌作用的持久性 和安全性,目前已在建筑卫生陶瓷、家用电器、纤维、涂料等方面得到广泛的应用。