无机抗菌剂的分类及抗菌性的研究进展

无机抗菌剂的分类及抗菌性的研究进展

无机反应剂通常用于制备银、铜、锌等金属本身的抗菌能力。通过物理吸附或离子交换，将银、铜、锌等金属（或离子）固定在沸腾石、橡胶等多孔材料的表面，然后将其添加到产品中以获得抗菌材料。无机系抗菌剂的优点是具有安全性、耐热性、耐久性、持续性,是纤维、塑料、建材等生活制品最适宜的抗菌剂品种。不足之处是价格较高和抗菌的迟效性,不能象有机抗菌剂那样能迅速杀死细菌。由于无机抗菌剂有着种种优点,良好的商业前景,成为了抗菌剂领域的研究热点,受到各国科学界的关注。1抗感染材料和抗感染剂的总结1.1求以及相关附加因素抗菌材料使用中首先要满足塑料作为基本材料使用时对其物理、化学、机械等性能的必要要求,同时要考虑具备抗菌这一特殊功能的要求以及由此产生的附加因素。因此,抗菌塑料要有良好的力学强度外观、化学稳定性,良好的可加工性。在抗菌性方面,要求抗菌塑料能够适应使用环境,并应当有高效、广谱、长效的抗菌性。由于抗菌塑料中含有少量抗菌剂,因此要求所用的抗菌剂达到规定的卫生安全性,并使最终的抗菌塑料成品达到无毒、无异味、对环境无害的要求。于抗菌塑料1抗菌食品包装1抗菌卫生纸1抗菌纺织制品1.2抑制生物过程中重要或繁殖的化合物抗菌剂是抗菌塑料的核心成份。抗菌剂指的是能够在一定时间内,使许多微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖被抑制在必要水平以下的化学物质。抗菌剂在塑料中的添加量一般很少,在保持塑料原来的常规性能和加工性能前提下,起到抗菌的功效根据其基质材料的不同,抗菌剂一般可分为无机、有机、天然和复合类等几大类。表1对这四类抗菌剂的品种与化学成分、抗菌机理以及优缺点作了简单的比较。2金属型无机抗菌剂按照抗菌机理,无机抗菌剂可细分为金属型无机抗菌剂和光催化型无机抗菌剂。金属型无机抗菌剂是银、铜、锌等金属或其离子担载在沸石、硅胶等多孔材料的一类抗菌剂,其中含银的抗菌剂具有良好的抗菌性,但价格高,有变色现象。光催化氧化物型无机抗菌剂是指一类能被光子激活的无机材料,包括TiO2.1金属离心分离剂2.1.1金属离心分离机的抗菌机制目前关于金属离子的抗菌机理的研究并没有定论,以银离子为例,主要有以下两种机理2.1.2碱土金属b许多金属离子具有杀灭、抑制病原体的能力,按下列顺序递减由于Hg、Cd、Pb、和Co:等金属的毒性较大,实际应用中作为金属抗菌剂的金属主要是Ag,Cu和Zn。其中,由于金属银的杀菌能力最强,因此含银离子抗菌剂的研究与应用最为广泛。在众多的载体中,以沸石作为载体的抗菌效果最强,这也是目前无机体系抗菌剂大多采用沸石做载体的原因。沸石为一种碱金属或碱土金属的结晶型硅铝酸盐,又名分子筛。其结构由硅氧四面体和铝氧四面体共用氧原子,构成三维骨架环状结构,具有较大的比表面积。由于骨架中的铝一氧四面体电价不平衡,为达到静电平衡,结构中必须结合钠、钙等金属阳离子,而此类阳离子可以被其它阳离子所交换,从而使沸石具有很强的阳离子交换能力。这样,银离子很容易通过离子交换法而获得Ag/沸石抗菌剂。银(铜)离子的引入量一般都较大(2.5%左右),灭菌效果明显,使用寿命也长。目前比较成熟的沸石抗菌剂是日本SinanenZeomic公司的专利产品的ZeomicXAW10D,即银或银和锌/A型沸石。载银沸石含银为2.1-2.5wt%。王小健银离子的抗菌力很强,但其化学性质比较活泼,易转变为棕色的氧化银或还原成黑色的单质银,无机抗菌剂变色后不仅降低了其抗菌性,而且还可使白色和浅色塑料制品无法应用膨润土是典型的层状粘土矿物,蒙脱石是膨润土的主要成分,其层间的阳离子易被交换,因而具有很大的离子交换容量。基于蒙脱石的层状结构及可离子交换的特性,日本人通过对微米或亚微米级的蒙脱石微粉进行离子交换从而获得在纳米尺度上金属(Ag)与非金属复合的载银纳米复合抗菌材料,达到了良好的抗菌效果2.1.3降解性磷酸钙类物质可作为抗菌剂载体的磷酸盐主要是磷酸三钙、磷酸四钙、羟基磷灰石等降解性的磷酸钙类物质。由于磷酸钙与生物具有良好亲和性,因此,以磷酸钙为载体的抗菌剂的研究非常活跃2.1.4金属抗菌剂-玻璃在磷酸盐玻璃中引入AgYasukimi等人2.1.5金属碳抗菌剂银/活性碳和银/碳纤维抗菌剂常用于水的净化处理。含银活性碳纤维的制备最早见于日本Oya的工作2.2光束式有机抗菌剂光催化型无机抗菌剂是半导体光催化以n型半导体的催化材料,例如TiO2.2.1光束式无机翻剂的抗菌机目前,在光催化型无机抗菌剂的研究工作中所使用的光催化剂大多为锐钛矿型的TiO2.2.2光束流畅性的无机抗菌剂研究目前TiO对半导体进行离子掺杂(如Cr3抗菌材料抗菌技术的应用人们物质生活水平提高后,对卫生和健康要求迅速提高。因此抗菌材料的应用领域越来越广泛,比如纤维服装、家用电器、卫生陶瓷制品、塑料薄膜、防臭加工处理、建筑涂料等,都己经或正在逐步采取抗菌技术。3.1抗菌性能的测定在抗菌产品中,以纤维制品如内衣、鞋袜、手术服、老年人及儿童服装等的加工比较引人注目。纤维抗菌产品的加工方法有两种,即填充型和后加工型。填充型是将无机抗菌剂与各种合成纤维共混纺丝成纤维。由于抗菌剂被混入纤维内部因而用这种方法得到的抗菌纤维的耐洗涤性好,即抗菌效果持续时间长。后加工型是在纤维后加工过程中将抗菌剂通过化合键或氢键结合在纤维表面,而纤维内部没有抗菌剂。这种抗菌纤维只在短时间体现出抗菌性,耐洗涤性较差。3.2塑料材质的简介在日常生活中存在着多种多样的塑料制品:如厨房用具、卫生间设施、垃圾箱、家用电器的塑料外壳、壁纸、食品包装袋等等。由于温度、湿度合适,非常容易感染细菌,因此对此类材料进行抗菌加工是极其必要的3.3抗菌剂的用量居住环境中使用抗菌涂料,也是的抵抗感染,杀灭细菌的办法。为使涂层中的无机抗菌剂发挥作用,接触杀菌是必要条件,而且涂层表面的抗菌剂对涂料的色泽不应有太大的影响。另外,抗菌剂在涂层表面的均匀分散程度也直接影响着抗菌效果的优劣3.4卫生陶由于卫生间等场合一般比较潮湿,很容易滋生细菌,因此开发卫生陶器是很必要的4国内抗菌剂的抗菌性能技术抗菌材料的研究工作开始于20世纪80年代,近年来发展很快,日本,美国和西欧等发达国家抗菌塑料都有很大的发展。国内抗菌剂的