防菌材料

防菌材料是指抗菌材料（尤其是医用材料）就已经被广泛应用于临床医学。这些材料包括医用口罩、医用隔离衣、医用口罩等。其中，医用口罩和医用手套就使用了最广泛的防菌材料。虽然这些材料使用后仍会有细菌生长繁殖，但随着时间的推移，细菌会逐渐被消灭，最终导致口罩被防菌性能所淘汰。随着市场需求升级，产品创新，以及人们对健康生活方式的追求，目前我国已经出现了以防菌材料为核心制作口罩、防护服等的新型健康防护材料。其中目前常用的为聚酯材料和聚酰胺材料。

防菌材料

一、聚酯材料

聚酯是目前最常用的医用材料，具有良好的生物相容性和优异的机械性能和化学稳定性。其抗菌性能在一定条件下可以与细菌本身作用而不产生有害毒素和耐药性，也不产生抗药性。在保证灭菌效果之下，聚酯材料具有不燃性。聚酯材质防菌性能很好，在环境中易于加工，可与多种有机材料混纺制成织物、手套、服装等。聚酯具有良好的生物相容性、良好的机械性能和耐久性，耐气候性较好；良好的耐候性（在常温条件下不分解缓慢）、耐酸性和耐盐性较好（对氯化氢非常敏感）等特点；在特定条件下耐热性能好（70℃）、阻燃性好、阻燃后热降解性好、耐气候性能好等。对于非生物相容性差、不耐腐蚀性差、耐酸碱等特殊性能的聚酯纤维不适合在医疗器械、服装及包装材料中使用，所以常用做成医疗器械、医用服装或手套材料；另外在纺织品中应用较为广泛的是用于防护性能较差的人造纤维。

防菌材料

二、聚酰胺

聚酰胺(PA)是最早应用于医学领域的天然高分子材料之一，在医学领域的应用最早可追溯到20世纪80年代。目前，全球已有30多个国家将聚酰胺作为抗菌材料使用，并取得了非常好的效果。然而，聚酰胺防菌材料由于存在对人体有害和对环境污染较大等缺点仍无法完全替代其防菌效果。而 PA材料具有抗菌效果好、价格便宜、无污染等优点，使得其在医疗领域有着巨大的发展潜力。目前除了医用口罩外，我国正在研发开发以PA-聚酰胺为核心材料制备抗菌防护衣、口罩和防护服等的新型健康防护材料。近年来,PA-聚酰胺在N95级别医用口罩上应用已相当普遍，主要应用于N95口罩、一次性医用口罩以及医用手套等防护用品。PA-聚酰胺是一种高分子量聚合物，具有耐水、耐化学性能好、尺寸稳定性好等优点，因此PA-聚酰胺在医疗行业具有广泛的应用前景。而在民用市场中，由于其对健康要求较高，目前仍是首选材料。

三、聚丙烯

聚丙烯）也是目前常用的杀菌/防护口罩材料之一。聚丙烯是一种典型的热塑性塑料，其力学性能较好及熔点较高。聚丙烯通常具有高密度，低分子量和高熔点三个特点，可以在一定程度上抑制细菌生长；同时具有优良的化学性能，如耐化学药品，耐水性好；且不易产生气孔和翘曲，因此具有优良的机械性能如耐磨性、抗冲击性、耐磨性等，同时也具有较高的阻燃性和安全性。聚丙烯具有良好的抗微生物性能、阻燃性，能够减少材料对人体健康的危害，而且没有化学成分的残留。由于具有优良的防菌/抗病毒性能、优异的机械性能和低成本特性，已成为当前防护材料领域的主要发展方向之一。由于目前无抗菌/抗病毒材料供应，市场上有多种聚丙烯原料生产防菌/抗病毒口罩、手套等防护产品。

四、乙烯基-乙烯基共聚物

防菌材料

乙烯基-乙烯基共聚物（乙烯基-乙烯基共聚物）是将乙烯、丙烯、乙烯缩聚成丙烯-乙烯-丙烯单体和乙烯基的丙烯酰胺单体。这类材料有两个特点：一是抗菌性能较好；二是抗菌效果稳定可靠。乙烯基-乙烯基共聚物能抵抗各种微生物病毒及细菌引起的感染（包括流行性感冒、流行性腮腺炎等）而不会对人体产生危害。此外，在制作口罩、手套、防护服等医疗防护用品时也能有效防止细菌通过呼吸进入人体组织而造成感染。其中 PE/PVA材料是应用最为广泛的医疗防护用品原材料。PE/PVA在制作口罩等防护用品时不仅能防止细菌通过呼吸进入人体组织，还能在一定程度上阻止病菌对人体的伤害。因此其被广泛应用于制作口罩、防护服等医用用品制造过程中。PE/PVA原材料中还含有较多的乙烯基酯单体以及少量多元醇单体，这些单体在一定程度上能够抑制细菌对纤维蛋白的侵染，从而阻止纤维蛋白在纤维内部聚集。此外，烯丙醇在聚合物中含量较低的话，就能有效防止细菌滋生。

五、银离子抗菌剂

银离子抗菌剂是通过对细菌表面具有强大活性，破坏细菌细胞膜而起到抗菌作用的一类化学物质。银离子抗菌剂具有不损伤细菌细胞、不破坏生物膜、不影响细胞生长等特点。目前用于银离子抗菌剂主要是三氯生、双氯苯、丙烯腈和氯仿等。三氯生（银CuCl2)作为一种高效消毒剂受到世界各国的关注以及消费者的青睐。然而，三氯生在处理过程中会产生严重的二次污染。所以三氯生在处理时应控制处理液的浓度，避免出现废水排放污染环境等不良后果。双氯苯抗菌剂是一种有机盐抗菌剂。它以双键为中心形成大面积的氢键联结多孔薄膜而产生抗菌作用。双羟基化合物分子大小为100-500 nm之间且结构稳定，其抗菌机理为：高活性银离子在细菌表面形成羟基自由基，并与其所形成络合物(TiO2)使细菌表面羟基自由基失效或破坏，使细菌丧失对菌株 DNA的复制能力，使细菌死亡直至被彻底灭活。

杀菌涂料（英文: Resistance,中文名：杀菌漆）或称涂膜、浸渍、涂膜等，涂膜在环境中可对细菌、病毒等微生物起到很好的抑制作用，从而减少微生物在自然环境中的繁殖和存活。杀菌涂料对水质中有机物、无机物和无机酸和碱的污染具有良好控制作用，能有效保护环境的健康，能在水体环境中稳定存在并具有良好的抗氧化作用，能够有效杀灭细菌、病毒等微生物，具有优良的防腐防锈能力。在废水处理中也得到广泛应用。与其他处理工艺相比，杀菌涂料工艺技术简单、使用方便、环境友好。

因此是应用最广泛的废水处理工艺选择。杀菌涂料技术(derivative grade environment)是一种具有防病治病作用的绿色环保药剂，可直接涂在受污染的废水上进行杀菌处理，从而达到对水的净化消毒作用。目前，世界上广泛使用的杀菌涂料有：酚醛树脂杀菌涂料、酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料、聚氨酯杀菌剂(tensor-)、丙烯酸酯杀菌涂料(tensor-)、醋酸乙烯和苯酚杀菌涂料、有机硅杀菌剂、聚氨酯杀菌涂料、丙烯酸乳液和聚氯乙烯杀菌涂料等。

杀菌涂料

1、酚醛树脂杀菌涂料

酚醛树脂具有极强的抑菌和杀菌作用，一般采用酚醛树脂和酚醛酸酯复配的方法来生产酚醛树脂杀菌剂。生产酚醛树脂杀菌剂的工艺有浸渍法和吹脱法。浸渍法是指在容器中用有机溶剂浸泡1~2 h,使其溶解于树脂中，再用高压蒸汽浸出其杀菌表面。吹脱法是指在清洗过程中或清洗后对容器中各种物质进行干燥，然后用压缩空气吹脱其中残留污物、水垢、铁锈和附着物，再用水冲洗容器几次，然后放入溶剂中冷却。对上述工艺可以产生多种活性菌和抗菌剂，这些活性菌也可杀灭任何种类的病原体，同时产生的副产物可被自然降解，不会造成环境污染。酚醛树脂的化学性质温和易合成，可与多种有机溶剂反应，对环境不产生污染。但是，其刺激性大并对人体有害。因此，在一般工业和民用领域使用较少，在工业和民用领域中仅作为一种卫生防护用品来使用。

2、酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料

酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料是一种有机合成杀菌涂料，它将酚醛树脂与醋酸乙烯反应，形成具有杀菌作用的共价键。使用时按配方比例加入少量颜料、溶剂等，搅拌均匀后即可制成涂料。该类涂料具有良好的防腐防锈性能，能够有效杀灭水中的多种细菌及真菌类。目前国内已开发出相应产品如ZDTH-EF酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料和ZDF-WDFT-EF酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料。ZDT-EF酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料由两部分组成:1、溶液（或固相反应物);

2、成膜材料。ZDF-WDFT-EF (即无水醇型）是一种多功能的水溶性聚合物防腐涂料，主要用于海水和湖水的杀菌。无水中醇型酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌涂料主要用于海水中，无水醇型酚醛-醋酸乙烯活性基团与有机物发生化学反应而生成稳定的酚醛环，从而抑制细菌的生长繁殖及抗药性现象。无水醇型酚醛-醋酸乙烯树脂杀菌剂对水中有机物有很好消毒效果，当水中含氟小于0.01 mg/L时，对氯有很高的耐受能力并且在碱性环境中也能稳定存在；抗氧化作用也十分显著。ZDF-WDFT-EF可用于海水、湖水中的各种污染微生物，并可有效地防治水体中细菌和病毒超标。

3、聚氨酯杀菌剂

聚氨酯杀菌涂料的组分有多种，其中以氯代苯甲酸甲酯(tensor-)和羟基磺胺嘧啶酯(tensor-)最为常见。这种药剂可用于多种菌种，其最大优点是不会污染环境。随着保护生物资源环境意识在农业上的普及与提高，在环境保护方面已被广泛应用于食品和药品领域。聚氨酯是一种高分子聚合物，其分子中含有大量水分含量（约20%),因此在杀菌剂作用下，会形成具有一定孔隙结构的多孔材料。

随着反应温度加大，多孔材料的体积会急剧膨胀，从而导致产生一定的热能引起杀菌剂的作用。聚氨酯杀菌剂在我国主要用于水产养殖药剂生产，也用于动物食品和药品的消毒领域。在水产养殖中常用的如乙烯利多氧菌素、多抗霉素、百菌清等都属于聚氨酯杀菌剂。而在水产养殖中常用的如赤霉素/呋喃唑酮/甲氧咪唑酯也属于聚氨酯杀菌剂。另外还包括其他一些有机氯类杀菌剂：异辛烯・戊二烯类、三氟异辛烯类、呋喃酮等等，它们在我国也被用作水产养殖药剂。

4、丙烯酸酯技术

丙烯酸酯技术是以丙烯酸树脂为主要成分，加成乳液和水而成的水性无机纳米杀菌涂料。丙烯酸酯技术所用溶剂是无色透明液体丙烯酸酯等，属于溶剂型(solid)。所用丙烯酸酯的分子量为3~4000。丙烯酸酯杀菌涂料具有非常好的耐久性和耐碱性、耐水性。

它不具备杀菌剂那样的作用，但它能防止微生物在水环境中的生长及繁殖，并且能够形成保护膜，有效地防止微生物对水源造成污染，因而是目前开发使用最广泛的一种杀菌剂。丙烯酸酯也可用于涂覆于某些金属表面进行防腐剂和消杀剂的研制，其效果好且价格低廉，可用于废水处理，也可用于建筑物的清洗。

杀菌涂料

5、有机硅杀菌剂

有机硅是一种生物表面活性剂，具有很强的粘附性和可溶性，可在水、油、蜡、空气、灰尘和人体表面广泛使用。

其用途包括:(1)用于建筑行业中用于制造各种门窗、管道、墙壁、天花板等密封材料，以及防水、耐油和耐腐蚀材料;

(2)用于纺织工业中，用在纺织机械上用作织物上的防静电材料;

(3)用作食品加工工业、生物医药行业、建筑材料和家具工业等领域中用于纺织品和地毯等领域;

(4)用于制造各种塑料制品及玻璃制品;

(5)用于建筑材料领域的各种金属配件等。有机硅杀菌剂在水溶液中具有很强的溶解能力，可以直接涂敷或浸渍在被涂涂层上用水溶性硅胶进行涂敷和涂渍，这使其可以直接涂敷于被涂涂层中，可以起到较好的防护作用；还能有效地清除或降低空气中水溶性和可溶性硅胶含量，从而提高水溶液的抗氧化能力。

由于有机硅杀菌剂具有优异的保护和绝缘作用，因此广泛应用于建筑材料、汽车、航天航空、电子设备等领域。目前，日本的甲基异氰酸酯(MDI)的含量为每千克0.08 g,我国的甲基异氰酸酯含量为每千克0.06 g。

根据用途可分为:(1)用于密封材料：可用于汽车、电子元件等密封使用。

(2)用于涂敷剂：可用于金属表面及建筑机械等领域中进行涂敷使用。

6、聚氨酯防腐涂料

聚氨酯防腐涂料的主要成分为：聚氨酯酸酯(TBP)和异氰酸酯(TDI)。

其主要作用是杀死真菌、细菌和病毒等微生物，达到防腐、防霉的目的。TBP防腐涂料通过控制溶液中酸碱度及酸度反应速率来提高抗菌防腐性能；异氰酸酯防腐材料为无机化合物，其耐温在200℃~300℃之间，在大气环境中能保持长时间不变质；因此可作为耐热防腐涂料使用。聚氨酯防腐涂料采用两种以上的聚醚或醇醚与多种树脂制成，形成化学合成的多元醇和异氰酸酯涂层。

聚氨酯防腐漆是目前国内外普遍采用的一种防腐药剂。该防腐体系的主要缺点是在介质中的含量较高，而且具有耐化学腐蚀性，所以聚氨酯防腐油漆用量一般较高，但费用也较高；此外，高含量的聚氨酯油漆易产生大量的有毒气体，其污染环境和人身健康的危险性更大；因此为了减少污染问题和节约资源，人们选择采用高含量聚氨酯防腐漆进行防腐。

聚氨酯防腐漆不仅具有良好的耐蚀性及防腐蚀性能，而且还具有优异的耐候性，且不易发生化学反应而引起老化，不会对人造成损害。聚氨酯防腐油漆是一种环保型水性防腐油漆。由于聚氨酯防腐漆是水性涂料，所以不需再加其他化学药剂处理即可达到良好的防腐防锈效果，所以聚氨酯防腐漆在环境介质（如海水、油、气和其他液体）中的寿命比其他类型的防腐油漆长，因此具有很高的市场潜力和广阔的应用前景必将成为未来防腐涂层发展的方向。