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抗菌材料

自身具有杀灭或抑制微生物功能的新型功能材料

抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。

抗菌材料简介
在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌或抑制微生物的功能，如部分带有特定基团的有机化合物､一些无机金属材料及其化合物､部分矿物质和天然物质。但抗菌材料更多的是指通过添加一定的抗菌物质 (称为抗菌剂)， 从而使材料具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料，如抗菌塑料､抗菌纤维和织物､抗菌陶瓷､抗菌金属材料等。
抗菌材料分类
抗菌材料主要分为：
一、无机抗菌剂
利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。水银、镉、铅等金属也具有抗菌能力，但对人体有害；铜、镍、钴等离子带有颜色，将影响产品的美观，锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的 1/1000 。因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。
银离子类抗菌剂是最常用的抗菌剂，呈白色细粉末状，耐热温度可达270℃以上。银离子类抗菌剂的载体有沸石、陶瓷、活性炭等。有时为了提高协同作用，再添加一些铜离子、锌离子。
此外还有氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂等无机抗菌剂。
二、有机抗菌剂
有机抗菌剂的主要品种有香草醛或乙基香草醛类化合物，常用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。有机抗菌剂的安全性尚在研究中。一般来说有机抗菌剂耐热性差些，容易水解，有效期短。
全材料抗菌
全材料抗菌由上海宝钢集团和天津石泰集团开创，整体全部采用抗菌不锈钢原材料打造，全材料抗菌已在朗维抗菌餐具应用，具有持久、优良的抗菌性能，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等杀灭率均在99%以上，表面磨损后仍保持良好抗菌性能。
纳米抗菌材料
纳米抗菌材料是将无机抗菌剂采用高科技的纳米技术处理，使其具有更为广泛、高效的抗菌杀菌功能，并且通过缓释作用，提高了抗菌长效性。
纳米抗菌材料的抗菌机理
一是接触反应：即抗菌制品中的金属离子与细菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍。当微量的金属离子到达微生物细胞膜时，因后者 带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，金属离子穿透细胞壁进入细胞内，并与巯基（-SH）反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂繁 殖能力而死亡。金属离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。当菌体失去活性后，金属离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动，因此 其抗菌效果持久。
二是光催化反应：在光的作用下，金属离子能起到催化活性中心的作用，激活水和空气中的氧，产生羟基自由基和活性氧离子，活性氧离子具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的繁殖能力而使细胞死亡，从而达到抗菌的目的。
《抗菌材料》 季君晖 史维明 编著
基本信息
简介
抗菌材料指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料，在医疗领域、家庭用品、家用电器、食品包装等领域有极其广阔的应用前景。人们对环境的卫生要求日益提高，抗菌材料的应用也受到更加广泛的关注。本书作者收集了国内外大量最新资料，兼顾理论与实际，全面介绍了抗菌材料的抗菌原理、研究方法、产品的性能、产品的加工和生产方法、抗菌性能的评价方法、市场前景、未来发展趋势等。全书共10章。第一章介绍了抗菌材料的必要性、发展状况等。第二章介绍了抗菌剂与抗菌原理。第三章到第六章分别介绍了抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷、抗菌金属材料的抗菌原理、性能、加工方法、应用领域和发展前景等。第七章、第八章分别介绍了抗菌材料在医疗领域、皮革领域、造纸行业、涂料行业、金属加工业等领域的应用。第九章介绍了抗菌材料的评价方法。第十章介绍了抗菌材料的发展展望。
目录
第一章概论1
第一节微生物的危害及抗菌材料的必要性1
一、微生物及其危害1
二、微生物在材料表面的生长3
三、微生物的生长条件及常见的抑制方法6
第二节抗菌材料的发展8
一、抗菌材料目前发展状况8
二、国外抗菌材料研制、生产及应用状况9
三、我国抗菌塑料生产应用及其市场发展状况12
四、抗菌材料的研究开发和市场的未来发展趋势14
第三节抗菌的概念15
一、广义抗菌和狭义抗菌15
二、抗菌、防霉、灭菌、消毒、抑菌等15
参考文献17
第二章抗菌剂18
第一节抗菌剂特征18
一、最低抑菌浓度和最低杀菌浓度19
二、抗菌谱20
三、持久性20
四、加工适应性21
五、耐候性21
六、稳定性21
七、反应惰性22
八、安全性22
九、价格23
第二节抗菌剂抗菌动力学23
一、影响抗菌剂抗菌性能的主要因素24
二、正常增殖条件下微生物生长动力学27
三、抗菌剂的静菌作用27
四、抗菌剂的杀菌作用28
第三节无机抗菌剂29
一、溶出型无机抗菌剂的品种30
二、无机抗菌剂抗菌机理45
三、无机抗菌剂生产状况46
第四节有机抗菌剂49
一、有机抗菌剂的种类51
二、有机抗菌剂的抗菌机理66
第五节天然抗菌剂68
一、壳聚糖68
二、山梨酸71
三、黄姜根醇71
四、孟宗竹提取物72
五、日柏醇73
第六节高分子抗菌剂73
第七节光催化型无机抗菌剂74
一、光催化型抗菌剂的抗菌机理75
二、纳米TiO2光催化型抗菌剂的制备方法78
三、光催化型抗菌剂的应用与发展80
参考文献82
第三章抗菌塑料85
第一节概述85
第二节抗菌塑料发展历程89
一、以维持塑料性能为目的的抗菌塑料发展阶段89
二、以健康为目的的抗菌塑料发展阶段92
第三节塑料用抗菌剂要求特点94
一、通用要求94
二、加工性能要求94
三、相容性和迁移性要求95
第四节抗菌塑料制备工艺98
一、抗菌塑料制备工艺98
二、最佳抗菌剂添加量的选择103
第五节抗菌剂的加入对塑料性能的影响105
一、抗菌剂对塑料稳定性的影响105
二、抗菌剂及抗菌母粒对塑料力学性能的影响108
三、抗菌剂对塑料电性能的影响111
第六节抗菌塑料的应用112
一、抗菌塑料在家电行业的应用112
二、抗菌塑料在包装行业的应用119
三、抗菌塑料在建筑领域的应用124
四、抗菌塑料在其他行业的应用131
参考文献133
第四章抗菌纤维和织物134
第一节前言134
第二节抗菌纤维的制备方法135
一、纤维用抗菌剂135
二、抗菌纤维制备方法138
第三节天然抗菌纤维154
一、甲壳素纤维和壳聚糖纤维154
二、含壳聚糖的共混纤维和织物156
三、大麻纤维159
四、其他天然抗菌纤维160
第四节抗菌纤维及织物的应用现状162
参考文献163
第五章抗菌陶瓷165
第一节陶瓷用无机抗菌剂165
一、抗菌陶瓷用无机抗菌剂选择原则165
二、抗菌陶瓷用无机抗菌剂的种类及特征166
第二节抗菌陶瓷的制备171
一、金属离子溶出型抗菌陶瓷的制备171
二、光催化表面镀膜型抗菌陶瓷186
第三节抗菌陶瓷的应用及发展前景192
……
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