涂料中的无机抗菌剂
涂料中的无机抗菌剂
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简 介
抗菌涂料是涂料工业目前重要发展的一个方向。在涂料配方中添加适量的抗菌剂能够起到有效的抑菌或抗菌作用。尤其是这几年新冠病毒的出现，人们对抗菌涂料的关注度日益增长。除了一些天然抗菌剂，按照抗菌剂的结构可分为有机抗菌剂和无机抗菌剂。目前涂料中使用的抗菌剂大多数为有机抗菌剂，其具有快速高效杀菌的特点。但有机抗菌剂热稳定性差，易分解、长效性差，毒性也较大，对环境与人体均有不小影响。与有机抗菌剂相比，无机抗菌剂具有安全性、长效性、耐热性和光谱杀菌等优势，是一类更加经济与环保的抗菌剂产品，虽然价格较高，但具有非常良好的商业前景。
主要种类
无机抗菌剂主要可以分为 金属离子型抗菌剂 和 光催化金属氧化物型抗菌剂 两类。金属离子型抗菌剂是将具有抗菌作用的金属离子与载体（如沸石、硅胶等）进行复合制成抗菌剂。具有抗菌作用的金属离子有银离子、铜离子、锌离子和铁离子等。其中银离子的抗菌效率最高，且不产生抗药性，并且具有广谱杀菌特点。光催化金属氧化物的杀菌性与晶体结构有关，一般认为锐钛型结构更有优势。常用的光催化抗菌剂有二氧化钛和氧化锌。由于在光催化过程中其本身没有任何损失，是一类稳定且长效的抗菌剂，并且无二次污染发生。
抗菌机理
金属离子型抗菌剂 的机理主要有两种假说：第一种是金属离子可与细胞膜接触并进入细胞内部，从而使活性蛋白质失活而失去增殖能力或死亡。第二种是在金属离子作用下，环境中的水和氧产生羟基自由基和活性氧离子。这两种新生成的物质都具有很强的氧化能力，迅速减缓细菌的增殖或杀死细菌，达到抑菌或杀菌的效果。光催化金属氧化物型具有抗菌性的主要机理是在光催化作用下，产生活性氧离子、自由基或过氧化氢等物质，进一步破坏细胞功能。
发展趋势
无机纳米抗菌剂 是一类随着纳米技术发展出现的新型抗菌类别，当无机杀菌剂的尺寸减小到纳米尺度之后，其抗菌效果可以得到数量级的提高。主要是由于其纳米化之后其比表面积显著增加，催化性能也随之提高，同时特殊的纳米效应也促进了抗菌活性。另外一方面，纳米抗菌剂易团聚，需要添加特殊的分散剂和稳定剂，对载体和助剂都提出了新的要求。对两种类型的无机抗菌剂进行复合也可以提高综合抗菌效果，如光催化机理需要紫外光波段，而把贵金属和二氧化钛复合（如银-二氧化钛复合体系）可以拓展二氧化钛的吸光范围，提高杀菌性能。
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