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塑料用防寡剂
《上海塑料》2015年第3期(总第171期)
塑料用防霉剂
张亨,张汉宇2
(1.锦西化工研究院有限公司,辽宁葫芦岛125000
2.吉林大学化学学院,吉林长春130012)
摘要概述了塑料用防霉剂的特性、作用机制、性能要求及分类等;介绍了几类主要防雾剂;对
防剂在塑料中的研究现状及应用进行了综述,并对其前景进行了展望。
关键词防霉剂;性质;应用;塑料
中图分类号:TQ320.6
文献标志码:A
文章编号:1009-5993(2015)03-0011-05
Mildewproof Agents for Plastics
ZHANG Heng, ZHANG Han-yu?
(1. Jinxi Research Institute of Chemical Industry Co. Itd, Huludao 125000,
China; 2. College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, China)
Abstract: The properties, mechanism, performance requirements and classifications of mildew
proof agents for plastics are described. Several major kinds of mildew proof agents for plastics
are outlined. Research status and application of mildewproof agents for plastics are reviewed
and the prospect of mildewproof agents for plastics is forecasted.
Key words: mildewproof agent property; application; plastics
0前言
树脂等,因其结构所致,易被霉菌分解,耐菌性较
差。塑料用助剂,如增塑剂、热稳定剂、光稳定剂
防霉剂是一类能抑制霉菌生长和杀灭霉菌有机填料、润滑剂、着色剂等都可作为霉菌的营养
的高分子材料的添加剂。其作用是使高分子材料源,有些还是殖菌性物质,这些助剂的加人往往是
免受真菌侵蚀,保持良好的外观和物理性能。塑料造成塑料菌害的主要原因。静电作用吸附于塑料
制品在使用过程中,除受氧、热、光、化学侵蚀物等制品表面的某些杂质,以及食品包装器具中残存的
环境因素的破坏作用外,还会受到霉菌等多种生物食物均为滋生霉菌的营养源
体的破坏。这种现象被称为生物劣化,其中增塑的
聚氯乙烯塑料生物劣化问题尤为突出。塑料制品1霉茵及防霉作用机制
的发霉变质影响其外观,还会降低力学性能和电气
腐蚀塑料的霉菌有萨氏曲霉、棒曲霉、溜曲军
性能,缩短使用寿命。
拟青霉、桔青霉、黄青霉、棒形青霉、球毛壳霉、绿色
天然高分子材料含蛋白质、脂肪等可被霉菌摄木霉、蜡叶芽枝霉、杂色曲霉、土生曲霉、灰绿曲霉
取的物质,易受霉菌的侵害。大多数合成高分子材等。霉菌属于真菌,是一类种属繁多的徴生物类
料具有很强的抗菌性,但有些品种,如聚氨酯、醇酸群,生活在土壤、水、动植物体或空气中,分布极广
几乎无处不有。在细胞结构上,菌与植物细胞比
作者简介:张?(1967ー),男,理学硕士,高级工程师,从事精细较相似,有细胞核,不含叶绿素,不能直接利用阳光
化工产品开发和信息调研工作。
制造营养物,只能依靠从其他物体吸取养分,以寄
塑料用防霉剂
《上海塑料》2015年第3期(总第171期)
生或腐生的方式生存。它们能分泌出各种各样的性的是银、铜、锌等金属离子抗菌剂和金属氧化物,
酶,将有机物分解为易于摄取的养分。只要有极少如二氧化钛、氧化锌等纳米抗菌剂。其抗菌机制有
的营养,在适宜的温度(26~32C)和湿度(>85%)接触反应假说和催化反应假说。接触反应假说是:
下,霉菌就会生长繁殖。
金属离子与细菌接触反应造成细菌固有成分被破
防霉剂可透过霉菌孢子的细胞膜进入细胞内,坏或发生功能障碍,导致细菌死亡。催化反应假说
阻碍孢子发芽或杀灭孢子。其作用机制随防霉剂是:在光的作用下,金属离子及纳米微粒能起到催
种类而异:降低或消除霉蘭细胞内各种代谢酶的活化活性中心的作用,激活水分子和空气中的氧产生
性;与酶蛋白的胺基或巯基反应,破坏其机能;抑制羟基自由基及活性氧离子,在短时间内破坏细菌的
孢子发芽时孢子的膨润,阻碍RNA的合成,破坏增殖能力,致使细胞死亡,达到抗菌的目的。
孢子的发芽;极大地加速磷酸氧化还原体系,以破
无机防霉剂使用安全、耐热、持久性好、抗菌谱
坏细胞的机能;破坏细胞内的能量释放体系;阻碍广,已经成为抗菌防霉剂领域的研究热点。但无机
电子转移系统及氨基转移酶的生成等。
防霉剂存在性能不佳的问题。近年来报道纳米氧
2性能要求
化锌具有…定的防霉性能,但在实际使用过程中,
其防霉性能有限,并不能满足实际需要。
在实际应用中,理想的防霉剂应其备如下条3.3有机防霉剂
件:对侵蚀塑料制品的各种霉菌都具有极高的杀灭
有机防霉剂主要包括酚类化合物(取代芳烃
能力,用量少,适用范围广,效力持久;对人畜无害,类)、元素有机化合物、含氮有机物、含卤有机物、含
低毒或无毒,对皮肤和眼睛无刺激作用;不影响塑硫有机物等。这种分类很不严違,往往同一种化合
料制品的物理性能;本身的稳定性高,具有良好的物可归属为不同的类别。其抗菌防霉机制为:与微
耐热、耐光和耐化学品性,升华性小,不易被水、油生物的细胞膜和脂质体接触时,同细胞膜融合逐渐
或溶剂抽出;与树脂和其他助剂的相容性好,不发进人细胞,通过对细胞器、蛋白质、核酸等结构物质
生有害的化学反应;无臭、色淡、不污染;使用方便,的作用,使细胞内容物、酶、蛋白质、核酸损坏,抑制
价格低廉等。
细菌和霉菌的繁殖,达到抑菌杀菌目的。该类抗菌
3防霉剂特性及应用
防霉剂作用快、抗菌谱广、抑菌防霉效果好,但部分
防霉剂耐热性较差,防霉作用持续时间较短,有一
国内外对防霉剂的研究,早在第二次世界大战定毒性等。
初期就得到足够重视。欧美侧重开发有机体系防3.3.1取代芳烃类
霉剂,日本侧重开发无机体系防霉剂,我国对防篝
取代芳烃类防霉剂使用最早,应用最广泛。其
剂的研究起步较晚,但对各种体系的防霉剂均有研主要品种有五氯苯酚及其钠盐、四氯间苯二腈、对
究[81·。防霉剂可分为天然防霉剂、无机防霉剂、氯间甲苯酚、对氯间二甲基苯酚、邻苯基苯酚钠、五
有机防霉剂和复合防霉剂等四类。
氯苯酚月桂酸酯、2,2'-二羟基-5,5…二氯二苯基甲
3.1天然防霉剂
烷等。卤素取代的酚类杀菌力高于未取代的酚类
天然防霉剂主要有壳聚糖、血清蛋白、桂皮油、的,其中氯化物的效果最好,氯化程度越高,杀菌力
罗汉柏油、大蒜素和天然酚类等,大多数是从动植越强。该类化合物价格低廉,毒性较低,常被选用。
物中提炼精制而成,如壳聚糖来自于天然贝売、蟹但其挥发性较高,在水中溶解度较大,易于流失,受
关、虾类、鱼骨及昆虫等动物壳体非常坚硬的部分,日光照射而分解,不能长期保持杀菌防霉作用。
经脱去N-乙酰基获得。天然防霉剂对环境友好
五氯苯酚为广泛使用的防霉剂,灭菌效力高,