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{TodayHot}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 ^oC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(píng)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�的氧化銀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{HotTag}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)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)到200噸。2005年將發(fā)展到500噸抗菌劑，抗菌制品達(dá)400億元。^[2]

 

 

   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。

 

 

   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。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(duì)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)用的重要因素，中科院工程塑料國家工程研究中心經(jīng)過對(duì)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。

 

   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(huì)效益。

 

   抗菌劑在抗菌塑料等抗菌材料應(yīng)用新生長起來是抗菌母粒制造技術(shù)。通過母粒配方成分的調(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、使用方便性等因素在制造母粒這一個(gè)環(huán)節(jié)中得到完善�？咕�母粒以其不可替代的產(chǎn)品形式，為越來越多的塑料制品和化纖產(chǎn)品用戶所歡迎。

 

   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。

 

   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�塑料的常規(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�？咕鷦┖涂咕�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(duì)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)環(huán)境中適用。

 

 

 

   日常生活和工業(yè)制品中大量使用塑料，如櫥具、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。

 

 

   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�母粒法的核心技術(shù)是抗菌母粒的研制。抗菌母粒是抗菌劑分散在載體樹脂中的高度濃縮體，含抗菌劑量10-40%�？咕�母粒與塑料一起加工，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。

 

 

 

   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(tái)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�？咕�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。空調(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、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(huì)“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，如咪唑類有機(jī)物、噻唑類有機(jī)物，后來無機(jī)抗菌劑的使用也在增加。1993年在520萬臺(tái)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、抗菌按鍵已推廣應(yīng)用。

空調(diào)器的抗菌部件有遙控器外殼、按鍵、導(dǎo)風(fēng)板、接水盤。

 

 

   塑料管材作為上水管和熱水管使水質(zhì)得到很大的改善，但是由于塑料表面會(huì)附著、滋生微生物，當(dāng)管道中水流緩慢或水暫時(shí)存留時(shí)，細(xì)菌附著在管壁上并開始繁殖。特別在熱水管道中會(huì)滋生一種特殊的細(xì)菌，它們很快大量繁殖，嚴(yán)重時(shí)使管道堵塞。嗜肺軍團(tuán)菌定居、生長在水源里，主要通過空調(diào)、水龍頭、淋浴器等傳播�？咕�塑料管一般采用專用抗菌母粒，制成抗菌PEX、鋁塑復(fù)合管及PP-R管等，長效性好，安全無污染，在增加較小成本的情況下，具有抗菌功效，提高飲用水的質(zhì)量。

 

 

   抗菌防霉涂料有別于添加防腐劑的涂料。防腐劑是起到防止罐內(nèi)微生物污染而變質(zhì)，抗菌防霉涂料是針對(duì)涂料干膜受環(huán)境微生物的侵蝕長霉、發(fā)黃、品質(zhì)下降、造成環(huán)境二次污染的問題而開發(fā)應(yīng)用的。我國建材行業(yè)的發(fā)展正處于一個(gè)迅速膨脹的階段，商品房的需求非常旺盛，抗菌防霉涂料具有很好的應(yīng)用空間。

 

 

   包裝是最大的塑料制品使用行業(yè)。抗菌包裝物對(duì)于食品保質(zhì)、防止外來污染非常有用。日本從1996年發(fā)生全國性的O-157大腸桿菌污染引起食物中毒事件以后，抗菌材料應(yīng)用發(fā)展很快，其中有一大應(yīng)用是食品包裝。食品包裝物必須嚴(yán)格按照食品衛(wèi)生包裝物的要求來檢驗(yàn)和判定。

 

   果蔬采后保鮮是保持和提高果蔬價(jià)值的重要環(huán)節(jié)，需要運(yùn)用綜合調(diào)節(jié)技術(shù)延長果蔬貯存期，以滿足果蔬貯藏、長途運(yùn)輸?shù)刃枨�。其中，�?yīng)用抗菌材料和抗菌技術(shù)可防止霉菌等微生物對(duì)果蔬的侵害，獲得較好的保鮮效果。某些產(chǎn)品的抗菌防霉包裝也具有非常良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，如武器、出口服裝、光學(xué)器材等。

 

 

    抗菌防臭纖維是繼紡織品抗菌防臭后整理技術(shù)的新技術(shù)，近年來發(fā)展迅速。國際上是在上世紀(jì)八十年代開始研制的，但直到九十年代后期處于技術(shù)領(lǐng)先的日本才陸續(xù)開始產(chǎn)業(yè)化。它是將抗菌劑以共混改性的方式加入到化學(xué)纖維中，制得持久性抗菌纖維。

 

    與抗菌防臭后整理技術(shù)相比，抗菌防臭纖維防臭效果好、耐久，纖維上沒有附著的樹脂，織物工藝簡單、手感好。但是，這種方法技術(shù)含量高，難度大，尤其對(duì)抗菌劑的要求高�；瘜W(xué)纖維的制造工藝可分為濕法和熔法，濕法（如人造絲、腈綸）必須解決抗菌劑與紡絲液的相容性問題，熔法（如滌綸、錦綸、丙綸）則還要考慮抗菌劑的耐高溫性問題，難度最大。可應(yīng)用的無機(jī)抗菌劑有抗菌性沸石、載含的銀、銅、鋅等金屬離子的抗菌玻璃、陶瓷、氧化物等。