抗菌新技术让塑料走向抗非前沿


来源:中国化工报

    非典疫情的爆发,使抗菌材料再次成为人们关注的热点,分子组装抗菌技术也随之悄然兴起,并为人类阻击非典、免受其侵害并最终战胜它带来希望和信心———抗菌新技术让塑料走向抗非前沿
  分子组装抗菌技术是我国近两年来自主开发成功的抗菌技术,它采用化学方法将经过优选的有机抗菌功能团组装到高分子树脂基体分子链上,使树脂自身具有了抗菌功能。这种材料具有高效广谱、抗菌效果持久、利用率高、无毒、不刺激、使用安全等技术优势。可广范用于无纺布、塑料薄膜、塑料管材以及纤维等产品。

  采用该技术处理的材料对大肠杆菌、金色葡萄球菌、巨大芽孢杆菌、枯草杆菌等均有99.9%以上的抑菌效果,对黑曲霉、黄曲霉、变色曲霉、绿色木霉等都有0~1级的防霉效果。在高分子材料中加入0.7%~1.0%的这种分子组装抗菌功能团,就可达到99.9%以上的抑菌效果,用它制作的医用防护服、口罩等用品在40℃的肥皂水中洗涤50次以上,其抗菌效果仍可保持很好的水平。

  国际上对抗菌材料和技术的研究始于上世纪80年代。国外第一代抗菌材料是以巴斯夫为代表的欧美公司开发的,采用有机抗菌或杀菌剂直接混入高分子基体;第二代产品是以日本为代表的国家开发的,采用银离子粉体等无机抗菌剂富集在超细或纳米级SiO2和TiO2表面富集银、锌、铜等金属离子,再混入高分子基体中。这两种技术,都是以物理掺混为主,低分子有机和无机抗菌剂容易渗出,影响抗菌持久性,而且对人体安全有一定威胁。尤其是无机抗菌剂所含的银离子,不仅对真菌、霉菌等没有有效的抵御效果反而对人体有害。超细和纳米级材料在加工过程中易团聚,在纤维拉丝时会堵塞喷丝板孔,从而
直接影响了它在纺织品中的应用和推广。

  分子组装抗菌技术从根本上改变了传统抗菌材料的缺陷和不足,它将抗菌功能团通过化学键牢固地链接到基体树脂上。经过分子组装抗菌化技术处理的ABS、PP、PE、PVC和尼龙等塑料原料,其树脂自身就带有了抗菌功能。同其他抗菌方法相比,分子组装抗菌化技术优势在于不仅赋予了材料高效广谱抗菌、效果持久、使用安全、性能稳定等优点,而且提高和改善了材料的加工性能和力学性能,扩大了应用范围,有效地提高了抗菌材料的实用价值。

  众所周知,采用PP-R(无规共聚聚丙烯)、PP-B(嵌段共聚聚丙烯)等聚丙烯制造上水管,取代镀锌铁管已成为我国建筑选材的大势所趋。但同时也出现了一个新问题,就是真菌的滋生。当此类上水管使用一个月以上时,内壁就会出现滑、粘的现象,那是真菌寄生的结果。饮水机可以定期清洗,而埋在地下的水管却无法清洗。解决这一问题目前尚无其他有效的办法。这是目前国内PP-R、PP-B上水管不能在抗菌方面有所作为的原因。而经分子组装抗菌化技术处理的这种聚丙烯管材不仅保证了饮用水的安全性,又保证了抗菌作用的持久化。

  我国每年用于药品和食品的BOPP塑料包装消耗量巨大,抗菌防霉、卫生安全是这类产品的基本要求。工业实践证明分子组装抗菌技术,不仅可以胜任BOPP的抗菌重任,满足BOPP制品加工过程中苛刻的工艺要求,而且由于组装上去的抗菌官能团具有很强的极性,因而还赋予塑料包装薄膜表面较高的极性和中等抗静电性能,不仅可以省去必须在薄膜芯层中添加的抗静电剂,还为包装材料的印刷和染色提供了更多便利。

  采用分子组装抗菌技术制成的细旦丙纶及无纺布,可广范应用于医用一次性手术服、病房用床单和被褥、餐厅用桌布以及军用服装、女性内衣和卫生用品等产品的生产制造。由于不必采用价格昂贵的纳米粉体抗菌剂,也消除了堵塞喷丝板孔眼的后顾之忧,这种物美价廉的材料自然成为抗菌纤维及无纺布厂商的首选。除此之外,在医用塑料薄膜及医用容器、汽车及家用电器等领域的抗菌材料方面也独具优势。分子组装抗菌化技术在上述列举产品上已基本达工业化生产水平,在涂料、粘合剂以及纸张浸渍剂等方面的应用,正在进一步研究和开发之中。

  由华东理工大学研发的分子组装抗菌化技术是一项具有国际领先水平的技术,有着极为广阔的工业化应用前景,已申请了3项国内发明专利和1项国际PCT专利,其中国内有2项专利已获准授权。经过两年多的基础研究和工业化应用开发与实验,该技术已具备了商业化应用推广的基础。此次非典疫情的爆发,使分子组装抗菌化技术责无旁贷走向抗非典战役的前沿。据该课题负责人郑安呐教授介绍,此类材料理论上具有杀灭非典病毒功能,现已分别送到北京与广州国家有关抗非典机构加紧进行抗非典病毒效果的检测认证工作,并有望在近期获得检测结果,一旦检测有效,将对我国乃至全人类抗击非典的战役做出贡献。
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