分子組裝抗菌技術(shù)是我國(guó)近兩年來(lái)自主開(kāi)發(fā)成功的抗菌技術(shù),它采用化學(xué)方法將經(jīng)過(guò)優(yōu)選的有機(jī)抗菌功能團(tuán)組裝到高分子樹(shù)脂基體分子鏈上,使樹(shù)脂自身具有了抗菌功能。這種材料具有高效廣譜、抗菌效果持久、利用率高、無(wú)毒、不刺激、使用安全等技術(shù)優(yōu)勢(shì)?蓮V范用于無(wú)紡布、塑料薄膜、塑料管材以及纖維等產(chǎn)品。
采用該技術(shù)處理的材料對(duì)大腸桿菌、金色葡萄球菌、巨大芽孢桿菌、枯草桿菌等均有99.9%以上的抑菌效果,對(duì)黑曲霉、黃曲霉、變色曲霉、綠色木霉等都有0~1級(jí)的防霉效果。在高分子材料中加入0.7%~1.0%的這種分子組裝抗菌功能團(tuán),就可達(dá)到99.9%以上的抑菌效果,用它制作的醫(yī)用防護(hù)服、口罩等用品在40℃的肥皂水中洗滌50次以上,其抗菌效果仍可保持很好的水平。
國(guó)際上對(duì)抗菌材料和技術(shù)的研究始于上世紀(jì)80年代。國(guó)外第一代抗菌材料是以巴斯夫?yàn)榇淼臍W美公司開(kāi)發(fā)的,采用有機(jī)抗菌或殺菌劑直接混入高分子基體;第二代產(chǎn)品是以日本為代表的國(guó)家開(kāi)發(fā)的,采用銀離子粉體等無(wú)機(jī)抗菌劑富集在超細(xì)或納米級(jí)SiO2和TiO2表面富集銀、鋅、銅等金屬離子,再混入高分子基體中。這兩種技術(shù),都是以物理?yè)交鞛橹鳎头肿佑袡C(jī)和無(wú)機(jī)抗菌劑容易滲出,影響抗菌持久性,而且對(duì)人體安全有一定威脅。尤其是無(wú)機(jī)抗菌劑所含的銀離子,不僅對(duì)真菌、霉菌等沒(méi)有有效的抵御效果反而對(duì)人體有害。超細(xì)和納米級(jí)材料在加工過(guò)程中易團(tuán)聚,在纖維拉絲時(shí)會(huì)堵塞噴絲板孔,從而
直接影響了它在紡織品中的應(yīng)用和推廣。
分子組裝抗菌技術(shù)從根本上改變了傳統(tǒng)抗菌材料的缺陷和不足,它將抗菌功能團(tuán)通過(guò)化學(xué)鍵牢固地鏈接到基體樹(shù)脂上。經(jīng)過(guò)分子組裝抗菌化技術(shù)處理的ABS、PP、PE、PVC和尼龍等塑料原料,其樹(shù)脂自身就帶有了抗菌功能。同其他抗菌方法相比,分子組裝抗菌化技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于不僅賦予了材料高效廣譜抗菌、效果持久、使用安全、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),而且提高和改善了材料的加工性能和力學(xué)性能,擴(kuò)大了應(yīng)用范圍,有效地提高了抗菌材料的實(shí)用價(jià)值。
眾所周知,采用PP-R(無(wú)規(guī)共聚聚丙烯)、PP-B(嵌段共聚聚丙烯)等聚丙烯制造上水管,取代鍍鋅鐵管已成為我國(guó)建筑選材的大勢(shì)所趨。但同時(shí)也出現(xiàn)了一個(gè)新問(wèn)題,就是真菌的滋生。當(dāng)此類(lèi)上水管使用一個(gè)月以上時(shí),內(nèi)壁就會(huì)出現(xiàn)滑、粘的現(xiàn)象,那是真菌寄生的結(jié)果。飲水機(jī)可以定期清洗,而埋在地下的水管卻無(wú)法清洗。解決這一問(wèn)題目前尚無(wú)其他有效的辦法。這是目前國(guó)內(nèi)PP-R、PP-B上水管不能在抗菌方面有所作為的原因。而經(jīng)分子組裝抗菌化技術(shù)處理的這種聚丙烯管材不僅保證了飲用水的安全性,又保證了抗菌作用的持久化。
我國(guó)每年用于藥品和食品的BOPP塑料包裝消耗量巨大,抗菌防霉、衛(wèi)生安全是這類(lèi)產(chǎn)品的基本要求。工業(yè)實(shí)踐證明分子組裝抗菌技術(shù),不僅可以勝任BOPP的抗菌重任,滿(mǎn)足BOPP制品加工過(guò)程中苛刻的工藝要求,而且由于組裝上去的抗菌官能團(tuán)具有很強(qiáng)的極性,因而還賦予塑料包裝薄膜表面較高的極性和中等抗靜電性能,不僅可以省去必須在薄膜芯層中添加的抗靜電劑,還為包裝材料的印刷和染色提供了更多便利。
采用分子組裝抗菌技術(shù)制成的細(xì)旦丙綸及無(wú)紡布,可廣范應(yīng)用于醫(yī)用一次性手術(shù)服、病房用床單和被褥、餐廳用桌布以及軍用服裝、女性?xún)?nèi)衣和衛(wèi)生用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。由于不必采用價(jià)格昂貴的納米粉體抗菌劑,也消除了堵塞噴絲板孔眼的后顧之憂,這種物美價(jià)廉的材料自然成為抗菌纖維及無(wú)紡布廠商的首選。除此之外,在醫(yī)用塑料薄膜及醫(yī)用容器、汽車(chē)及家用電器等領(lǐng)域的抗菌材料方面也獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。分子組裝抗菌化技術(shù)在上述列舉產(chǎn)品上已基本達(dá)工業(yè)化生產(chǎn)水平,在涂料、粘合劑以及紙張浸漬劑等方面的應(yīng)用,正在進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)之中。
由華東理工大學(xué)研發(fā)的分子組裝抗菌化技術(shù)是一項(xiàng)具有國(guó)際領(lǐng)先水平的技術(shù),有著極為廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景,已申請(qǐng)了3項(xiàng)國(guó)內(nèi)發(fā)明專(zhuān)利和1項(xiàng)國(guó)際PCT專(zhuān)利,其中國(guó)內(nèi)有2項(xiàng)專(zhuān)利已獲準(zhǔn)授權(quán)。經(jīng)過(guò)兩年多的基礎(chǔ)研究和工業(yè)化應(yīng)用開(kāi)發(fā)與實(shí)驗(yàn),該技術(shù)已具備了商業(yè)化應(yīng)用推廣的基礎(chǔ)。此次非典疫情的爆發(fā),使分子組裝抗菌化技術(shù)責(zé)無(wú)旁貸走向抗非典戰(zhàn)役的前沿。據(jù)該課題負(fù)責(zé)人鄭安吶教授介紹,此類(lèi)材料理論上具有殺滅非典病毒功能,現(xiàn)已分別送到北京與廣州國(guó)家有關(guān)抗非典機(jī)構(gòu)加緊進(jìn)行抗非典病毒效果的檢測(cè)認(rèn)證工作,并有望在近期獲得檢測(cè)結(jié)果,一旦檢測(cè)有效,將對(duì)我國(guó)乃至全人類(lèi)抗擊非典的戰(zhàn)役做出貢獻(xiàn)。