抗菌纸的研究开发刚刚开了个头上
抗菌纸的研究开发刚刚开了个头(上)
用于抗菌方面的材料日益增多,如抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌涂料、抗菌织物等,但作为材料家庭中的主要成员,抗菌纸的报道却不多见。在科技越来越发达、生活质量越来越高的今天,其实不论是生活用纸还是工业用纸,在很多的场合都要求能抵御细菌。例如面巾纸,要求本身无菌同时也能杀灭细菌。又如口罩,目前多用非织造布作为原材料。而作为一次性用品,纸做的产品具有很强的竞争力,但纸抗菌的功能却长期得不到开发。为了更好地研究纸的抗菌性,我们可从目前的各类抗菌材料中获得一些带有普遍意义的通用技术,将其运用到纸的生产中,以加速抗菌纸的研究与开发。
抗菌纸生产的必要性
医护用品的要求
很多医护用品可用纸代替。这些纸品都要求本身经过消毒,无菌。但这只是一种消极意义的产品,该种产品对使用者无害,但不能主动地灭菌。现在看来,这个标准有些过时。随着社会发展,已要求用于医护用品的纸应具备杀菌的功能。因为作为纸的主要成分是植物纤维,极易吸附各种来自人体的分泌物、剥离物,成为细菌的营养源,产生不好的气味,还易于诱发人体皮肤的疾病。
加强食这部份消费需求显现刚性品卫生,延长保鲜期的需要
从包装上来看,包装纸若能抗菌,会令被包装物诸如食品、果蔬等延长使用期而不变质。
安全、舒适生活的需要
用于化妆方面的纸,如卸装纸、吸油纸等,都要求对皮肤安全。一般而言,若不注意纸的保存,就会给人们的日常生活带来不利影响。例如湿度很大的情况下,纸张很容易滋生细菌,人用了这种纸,后果自然很严重。
保护纸张本身
不少具有价值的文献,在收藏的过程中不知不觉被霉菌所毁。如果纸本身就对细菌有抵抗作用,则文献、书画、证券等资料的保存就有了更高的保险系数。即使是用于产品的包装,也要求包装材料具有抵御细菌的功能。
抗菌剂的分类
抗菌剂的作用
一般情况下,普通材料加入抗菌剂后便成为抗菌材料。广义抗菌剂是指能够抑制微生物生长、繁殖或将其毒杀的试剂。抗菌剂对有害人体健康细菌的灭杀,有别于人们生活中的消毒含义,它更侧重于长效的杀菌、抑菌效果。
各类抗菌剂
抗菌性材料按结构主要分为无机、有机与生物抗菌剂等三大类。无机抗菌剂主要为沸石、磷石灰、磷酸钙、磷酸锆等无机离子交换体类的多孔性物质,以及汞、银、铅、铜、镍、锌、镉等金属及其离子化合物,但其中某些金属具有毒性。有机抗菌剂主要为有机酸、酯、醇、酚类物质。有机抗菌剂杀菌力强,来源丰富,但存在毒性,安全性较差、会产生微生物耐药性、耐热性较差、易迁移等不足。无机抗菌剂具有长效、不2、对矩形试样、脆性试样来讲产生耐药性等优点,特别是其突出的耐热性(>600℃-1000℃)使其近年在化纤、塑料、陶瓷等材料应用方面更显突出。银离子的抗菌力很强,但其化学性质活泼,易转变为棕色的氧化银或还原成黑色的单质银,即出现变色。另外,大量使用银的成本高。
无机抗菌剂可分为光催化材料,如 TiO2;含金属离子(Ag、Cu、Zn)材料,如磷酸盐、硅酸盐、络合物、活性碳等;金属氧化物,如 AgO2、CuO、ZnO 等;天然矿石;稀土激活材料等。医用抗菌剂经过 50 多年的发展,已开发出多种产品。目前人们正在研究一些医用抗菌素,如庆大霉素、卡那霉素、洗必泰、四环素和碘化物等在纺织品上的应用。此外,脲类、胍类、脂肪酸酯类、甲壳素类,含氮化合物、含硫化合物等也是抗菌性物质。目前纤维用的抗菌剂已达 70多种。
壳聚糖在自然界中资源丰富、对蛋白质有高度亲和性,易于化学改性,对许多细菌和真菌有较好抗菌作用,且对机体无毒,是理想的高分子医用材料。
生物抗菌剂包括从动植物体内提取及微生物发酵生产的抗菌剂,也包括如前所述的四环素及黄连素等大分子结构化合物,以及大蒜等类的植物。但这类抗菌剂还受一定荣格研讨会条件的制约,未能大规模推广。
抗菌剂的要求
抗菌纸中使用的抗菌剂对人体必须安全,没有副作用,具有较高的连续抗菌效果,材料的耐久性好,不能助长其他不抗菌种的繁殖。加工时分散性要好,此外还要求抗菌剂耐高温和耐水的冲刷。
抗菌材料的抗菌机理
光催化抗菌的作用机理
典型的一种光触媒为 TiO2,当它经受太阳或荧光紫外线照射时,空气中氧或水分形成活性氧。光触媒具有使有机物质氧化分解的能力,或者说锐钛矿结晶结构的 TiO2在太阳光、荧光中紫外线照射时,表面产生活性 OH-、O2等具有很强氧化作用的物质,使细菌分解,从而起到杀菌作用。
TiO2 的抗菌效果是即刻起作用的,它与消耗型的铝、铜等金属离子抗菌剂比较有其优势,但在没有光的场合,则失去优越性。
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