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本文來給大家介紹每一個合格抗菌塑料的評估過程有多嚴(yán)格！

 

抗菌塑料的評估

 

塑料抗菌評估方式：在其表面培養(yǎng)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌來測試。

 

抗菌和防霉有相同的地方，也有不同，抗菌塑料一般具有一定的防霉效果，所以通常未作明確區(qū)分。

 

 

國內(nèi)外常見的抗菌測試標(biāo)準(zhǔn)中，通常以抗菌活性值或者抗菌率來表征抗菌性能，抗菌活性值R=2時，相當(dāng)于抗菌率為99%，R=3時，相當(dāng)于99.9%，一般認(rèn)為抗菌率達(dá)到99%時具有較強的抗菌效果。

 

而防霉測試一般是讓霉菌在28℃，RH（90±5）%條件下，培養(yǎng)28天，檢測其生長面積來評估。

 

 

只有防霉要求達(dá)到0級或1級，才表示該塑料具有一定的防霉效果?？咕芰鲜蔷邆淇咕δ艿乃芰希枰瑫r達(dá)到作為塑料使用時的性能要求和抗菌要求。

 

目前國內(nèi)外抗菌塑料的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要有ASTM E 2149(2010)、ISO 22196(2007)、JIS Z2801(2006)、QB/T2591(2003)、JC/T939(2004)和GB21551.1(2008)。根據(jù)抗菌塑料的親疏水性、形態(tài)結(jié)構(gòu)和抗菌劑的類型，可運用不同的測試方法。

 

抗菌劑抗菌性實驗的細(xì)菌培養(yǎng)照片

 

嚴(yán)格的評估流程保障了每種抗菌塑料的抗菌效果。那么抗菌塑料又是怎么起到抗菌作用的呢？談到這個問題，我們首先要搞清楚細(xì)菌和病毒、霉菌，才能對抗菌塑料的功效有更深刻的理解。

 

抗菌劑可以抗什么？

 

抗菌劑是指能夠在一定時間內(nèi)，使某些微生物（細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類及病毒等）的生長或繁殖保持在必要水平以下的物質(zhì)?？咕鷦┮话惴譃闊o機抗菌劑，有機抗菌劑和天然抗菌劑。

 

//病毒

 

病毒結(jié)構(gòu)簡單，繁殖方式也簡單，所以常用的抗菌機理對它一般是沒有作用的，比如抗菌常用的抗生素主要是破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁，而病毒沒有細(xì)胞壁，所以抗生素對病毒束手無策。

 

但銀系抗菌劑具有廣譜殺菌性，對一些病毒有一定的抑制作用。但目前尚未有報道銀系抗菌劑對COVID-19新型冠狀病毒有殺滅作用，只是根據(jù)原理猜測可能性。

 

不僅可抑殺細(xì)菌還可抑殺RNA型病毒

 

銀離子能干擾核酸的合成

可能殺滅含硫蛋白的RNA型病毒

(如SARS、AIDS、新型冠狀病毒等)

 

銀離子能干擾核酸的合成，阻礙遺傳信息的復(fù)制。包括DNA、RNA的合成，以及DNA模板轉(zhuǎn)錄mRNA等，從而殺滅病原菌和病毒等;此外銀離子能很好的破壞細(xì)菌和病毒蛋白結(jié)構(gòu)，和蛋白中的硫原子結(jié)合，導(dǎo)致蛋白質(zhì)喪失活性。根據(jù)國家衛(wèi)生健康委辦公廳發(fā)布的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案試行第3版》里面描述新型冠狀病毒的恰好含有硫蛋白，硫蛋白位于病毒表面呈棒狀結(jié)構(gòu)。這也為銀離子殺滅含硫蛋白的新型冠狀病毒提供可能。

*大連大學(xué)醫(yī)學(xué)病院原生物學(xué)教研室鄭叢龍教授團隊《納米銀抗病毒作用的研究進(jìn)展》

 

雖然抗病毒和抗菌防霉并不是一回事兒，但是抗菌防霉材料的開發(fā)是很有必要的，因為細(xì)菌和霉菌在我們生活中非常常見，也會導(dǎo)致一些嚴(yán)重的疾病。

 

//細(xì)菌

 

細(xì)菌是比病毒“相對高級”一些的原核生物，能獨立生存。它以無性二分裂方式繁殖。而抗菌劑主要是通過阻斷細(xì)菌繁殖而起作用，抗菌劑的主要分類及優(yōu)缺點如下：

 

 

無機的銀系抗菌劑具有廣譜殺菌、安全性高、熱穩(wěn)定性好、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點，已在醫(yī)療、衛(wèi)浴、廚房、電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其抗菌機理主要是使細(xì)菌細(xì)胞失活。

 

對人們來說，可能接觸到致病性細(xì)菌的場所有馬桶蓋、冰箱、空氣凈化器等，這些領(lǐng)域采用抗菌材料是很有必要的。

 

//霉菌

 

霉菌有的使食品轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸疚镔|(zhì)，有的可在食品中產(chǎn)生毒素，即霉菌毒素。防霉劑也分為無機、有機和天然三大類，各自優(yōu)缺點如下：

 

 

殺滅霉菌主要也是使細(xì)胞失活或者切斷其傳播途徑，失去繁殖能力。一般溫暖潮濕環(huán)境中的產(chǎn)品要具有防霉功能，比如空調(diào)蒸發(fā)器、排水管、冰箱密封條等。

 

那么，抗菌塑料又是如何生產(chǎn)出來的呢？

 

抗菌塑料的生產(chǎn)方法

 

//直接添加混煉法

 

直接添加混煉法就是將抗菌劑添加到塑料原料中，通過物理手段使抗菌劑同其他材料充分混合后，直接進(jìn)行成型加工，制備得到相應(yīng)的抗菌塑料制品。

 

直接添加法操作簡單，抗菌劑添加量也可以準(zhǔn)確控制，缺點是抗菌劑在抗菌制品中總體分布雖然均勻，但抗菌劑在塑料基材中的分散性受材料、抗菌劑的相容性及加工工藝的限制，往往抗菌劑是以一定的團聚體分布在塑料基材中，分散性能差，因此相對抗菌性能較差。

 

//抗菌劑母?；?/span>

 

為了避免直接添加法制備的抗菌制品中宏觀均勻、微觀分散性差的問題，可先將抗菌劑和基材樹脂或和基材樹脂有良好相容性的樹脂通過雙螺桿擠出機擠出制備成抗菌母粒，一般抗菌母粒中的抗菌劑濃度為抗菌制品中抗菌濃度的25倍或50倍，抗菌效果顯著。

 

由于在制備母粒過程中抗菌劑和載體樹脂經(jīng)過了雙螺桿的剪切和捏合，再通過成型過程的分散，母?；咕鷦┰诳咕破分械姆稚⑿暂^直接添加法要好得多，而且使用的抗菌母粒呈顆粒狀，在成型操作中無粉塵飛揚，減少了生成過程的污染，使用過程不需要對抗菌劑進(jìn)行表面處理，優(yōu)化了抗菌塑料制品的生產(chǎn)工藝。

 

因此，先將抗菌劑母?；僦苽淇咕破烦蔀榱四壳翱咕破分饕纳a(chǎn)方法。

 

//表面粘合法

 

表面粘合法是將抗菌劑噴灑在制品成型模具表面，注塑時抗菌劑黏附在制品表面形成抗菌制品，有時也使用添加了抗菌劑的薄膜或塑料薄片先安置在成型模具內(nèi)，注塑時將薄膜或薄片黏附在制品表面形成抗菌制品。

 

這種方法可以降低抗菌劑的使用量，但是應(yīng)用范圍較窄，只能在有模具的塑料產(chǎn)品中使用。

 

//層壓法

 

層壓法是先將抗菌劑和塑料制備成抗菌薄片，并將該薄片疊合在需要處理的塑料制品表面，在層壓設(shè)備內(nèi)熱壓成所需的抗菌制品，其優(yōu)點在于可選擇抗菌部位，提升抗菌有效面積。

 

//后加工處理法

 

后加工處理法是在塑料制品制備完成后在塑料件表面進(jìn)行處理，使其具備抗菌性能。目前采用的方法有表面噴鍍法和真空濺射表面噴鍍法，將抗菌劑附著于塑料產(chǎn)品表面，加工設(shè)備成本較高，不利于規(guī)模化應(yīng)用。

 

抗菌通用塑料的主要品種

 

用于制造抗菌日用品的抗菌塑料，是具有抑菌或殺菌作用的新型功能高分子材料。這些材料包括PE、PP、PVC、ABS等，用抗菌功能塑料及其合金制成的塑料制品，具有自潔功能，用于特殊應(yīng)用場景時，可減少消毒次數(shù)。

 

除結(jié)構(gòu)型抗菌塑料本身就具有抗菌活性外，其他抗菌塑料大多是通過添加極少量的抗菌劑制成，屬添加型抗菌功能塑料，其核心成分是抗菌劑。添加型抗菌功能塑料易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，性價比可望被市場接受。

 

//抗菌PE

 

抗菌PE通過添加抗菌母料引入抗菌組分，可賦予PE明顯的抗菌活性。隨著抗菌組分用量的增加，抑菌圈明顯增大;與此相對應(yīng)，試片/菌液接觸僅6h的抗菌率，呈逐步上升的趨勢;且抗菌率都在90%以上，滿足了抗菌材料的要求。此外，PE的外觀沒有改變。

 

//抗菌PP

 

通過添加抗菌母料引入抗菌組分后，PP均表現(xiàn)出明顯的抗菌活性。隨著樣品/細(xì)菌接觸時間的延長，抗菌率提高;當(dāng)抗菌組分相同時，抗菌活性隨著抗菌組分含量的增加而提高，接觸時間短時抗菌率變化明顯。

 

//抗菌PVC

 

通過添加抗菌母粒引入抗菌組分后，PVC均可表現(xiàn)出明顯的抗菌活性。隨著抗菌母料用量的增加，抑菌圈有所增大，僅接觸6h的抗菌率也大致呈上升趨勢，且均大于90%。此外，抗菌PVC仍能保持其透明性。

 

//抗菌ABS

 

在ABS中引入抗菌組分后，ABS表現(xiàn)出了明顯的抗菌活性。其抗菌效果非常好，其6h、24h 的抗菌率都在98%以上。由此可見，復(fù)合抗菌組分的協(xié)同作用和偶聯(lián)劑對提高ABS的抗菌性能的效果都非常明顯。

 

抗菌材料在手機上的應(yīng)用

 

電子產(chǎn)品上面粘附的細(xì)菌多到不敢想象。據(jù)英國研究人員檢測發(fā)現(xiàn)，人們隨身攜帶使用的手機、平板電腦、筆記本電腦上每平方厘米的細(xì)菌約有12萬個，含量是男廁的18倍；而根據(jù)媒體報道，全球每年死亡人數(shù)約為5200萬人，其中因微生物有關(guān)的疾病造成的死亡人數(shù)約占33%。

 

因為社會的發(fā)展，環(huán)境的惡化，這樣的數(shù)據(jù)還在每年更新上升，在“超級細(xì)菌”出現(xiàn)的今天，5G時代的智能電子產(chǎn)品的抗菌顯得極其重要。

 

//抗菌保護(hù)膜

 

部分廠家將手機使用抗菌性需求轉(zhuǎn)移到屏幕保護(hù)膜以及保護(hù)殼上，針對手機在使用過程中外部保護(hù)的一個抗菌功效，將銀、銅等金屬離子，置換進(jìn)鋼化玻璃或者涂覆在PET等樹脂基材上。

 

//抗菌保護(hù)殼

 

除了手機膜、手機保護(hù)殼更是頻繁應(yīng)用在手機表面，大部分手機保護(hù)殼PC/ABS、TPE/TPU、PS、硅膠等有機高分子針對抗菌性需求開發(fā)出相應(yīng)的抗菌材料，采用在基體樹脂中添加抗菌劑，制備出具有抗菌性能的塑膠粒子，從而制備出滿足條件的抗菌保護(hù)殼。

 

在2020年消費電子展（CES）上，Speck推出的Presidio2系列iPhone保護(hù)殼，這種手機殼能夠提供抗菌保護(hù)，以防止引起污點和氣味的細(xì)菌。

 

//抗菌屏幕

 

據(jù)了解，手機自身的抗菌性主要體現(xiàn)在外露部分的觸摸玻璃蓋板表面抗菌；康寧、肖特、科立視等廠家一直在探索功能性表面的處理，并研究如何通過抗菌表面減少病菌通過物體傳播的可能。

 

目前大部分玻璃抗菌功能主要是利用銀、銅、鋅等金屬（離子）的抗菌能力，通過物理吸附離子交換，將銀、銅、鋅等金屬（或化合物）整合在蓋板加工過程中固定在玻璃表面，這種抗菌性持久，能夠有效減少玻璃表面的細(xì)菌量，也可防止真菌的傳播。

 

 

除了抗菌玻璃，此外智能手機屏幕中的一種導(dǎo)電塑料PEDOT也可以實現(xiàn)抗菌效果，通過觸摸控制電壓的方式向屏幕反饋，誘導(dǎo)欺騙細(xì)菌生長和老死。

 

據(jù)行業(yè)人士介紹，抗菌玻璃技術(shù)相對成熟，不過由于抗菌性沒有直觀性的效果來表示，抗菌效果宣傳比較難?？咕鷾y試需要通過培養(yǎng)細(xì)菌，然后來測試抑制細(xì)菌的中間10-20天的時間，沒有直觀的效果，因此廠家在關(guān)于手機自身配件上的抗菌性并沒有作過多宣傳。