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塑料抗菌剂生产市场与应用研究 |
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作者： 来源：Ringer |
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抗菌剂在塑料中应用日益广泛，研究开发与市场需求异常活跃，随着国际标准化组织正式发布《ISO22196:2007塑料制品表面抗菌性能评价方法》，用来规范塑料抗菌剂技术与标准促进塑料抗菌剂的应用，塑料抗菌剂已经成为塑料添加剂领域中最具发展前景的品种之一。
塑料抗菌剂品种
目前可以在塑料上应用的抗菌剂主要有无机、有机、天然和无机-有机复合四大类，其主要品种、抑菌机理、特点等比较见表1。 表1 主要塑料抗菌剂品种的比较
 国外市场
根据国外咨询公司研究报告显示，2005年全球塑料抗菌剂市场份额已达到1.45亿美元。随着塑料制品的快速发展，近年来全球塑料抗菌剂的年均增长率保持在5%左右，而且传统抗菌剂正在被更多较为昂贵的环境友好型抗菌剂取代，据近期一些抗菌剂生产公司报告显示，目前全球塑料抗菌剂年销售额已经突破2亿美元。其中北美地区消费量占全球塑料抗菌剂剂的30%左右，欧盟和日本分别约占25%和18%。发达国家和地区市场增速明显放缓，2008年下半年金融危机冲击导致市场呈现零增长甚至负增长，预计上述地区未来塑料抗菌剂的年均需求增长率将为3%左右。同时中国、印度以及南美市场机会开始增多，市场需求量呈现较快的增速，原因是这些地区国民经济增速较快，国民收入提高促使健康问题变的日益重要。 
未来将趋向于建材和室内装饰材料，同时轿车内饰件、
儿童玩具等也越来越多采用抗菌材料
目前国外塑料抗菌剂生产商主要集中在美国、日本、瑞士等国，塑料抗菌剂生产主要是一些塑料添加剂和新型材料生产商在生产与研究。国外抗菌剂主要生产厂商及其抗菌剂情况见表2。表2 国外塑料抗菌剂主要生产厂商及抗菌剂情况
 除表2中介绍主要塑料抗菌剂生产企业外，国外还有美国PolyChem Alloy、Milliken公司；英国的索尔（Thor Group）；瑞士Sanitized AG；日本的东亚合成、品川燃料、触媒化成等公司分别生产有机和无机类塑料用抗菌剂。
国内市场
20世纪90年代初我国中科院化学所、西北有色金属研究院、中国建材研究院、中国纺织大学、天津大学、清华大学等单位开始了塑料抗菌剂开发及应用研究，主要是无机类产品。近十年来我国塑料抗菌剂进入快速发展阶段，年均需求量均保持在10%以上的增速，目前我国从事塑料抗菌研究科研单位数十家，生产商和国外产品代理商近40家，据不完全统计目前我国塑料抗菌剂市场销售额约为1.4亿元左右，约占全球销售额的10%。随着我国塑料及其加工制品业的快速发展，预计未来我国将成为全球塑料抗菌剂主要消费国，未来需求仍将保持高速发展的势头。我国抗菌剂主要生产企业情况较见表3。
表3 我国抗菌剂主要生产企业情况
另外国内从事塑料抗菌剂生产单位还有鞍山裕源塑胶公司、成都交大晶宇公司、浙江舟山纳米公司、广东炜林纳功能材料公司、北京金晶硕纳米技术公司、广东彩虹再生科技、洁而爽高科技有限公司等。
目前我国塑料抗菌剂主要应用于家用电器、卫生保健和日用品中，随着抗菌塑料制品的热销，未来将趋向于建材和室内装饰材料，同时轿车内饰件、儿童玩具等也越来越多采用抗菌材料，发展前景非常广阔。
研究进展
随着抗菌材料产业在全球范围内兴起，国内外塑料抗菌剂的开发与应用研究方兴未艾，新品叠出。研究开发主要集中银系抗菌剂和有机抗菌剂方面，另外纳米抗菌材料也备受关注。
银系抗菌剂，该系列抗菌剂是目前国内外使用最多的品种，根据载体不同，银系抗菌剂又分为沸石类、磷酸盐系、溶解性玻璃系、蒙脱石类。近年来针对银系抗菌剂存在的缺点，如遇光照或长期保存极易变色、生产成本较高、银离子溶出带来安全问题等，研究集中在减少银离子变色、控制溶出速度、提高在基材中分散性和耐候性上。目前主要采用银离子络合交换、与锌离子混合双组份交换、多组分混合、纳米二氧化钛光催化剂复合及表面处理等方法改善上述缺点。美国美利肯公司用水滑石作为酸清除剂和稳定剂，与银基抗菌剂一起使用在塑料组合物中，可以有效防止变色现象。Sanitized AG公司开发出一种新型银基抗菌剂活性组分，以微晶玻璃为载体，可以有效使银离子稳定下来，同时承受的加工温度高达350℃，且微晶玻璃载体对透明塑料的光学性能影响很小，甚至没有影响。品川燃料公司将银和锌的溶液与钠沸石混合，得到抗菌剂耐热性和抗菌光谱性比较理想。近年来国外多家公司研究使用有机聚硅氧烷与沸石复合后对载银沸石进行表面处理，不仅颜色稳定，而且与聚合物具有较好相容性和分散性。
有机系抗菌剂，该类抗菌剂杀菌能力强受到特别关注，近年来大量的有机系塑料抗菌剂推向市场，塑料用有机抗菌剂要求低成本、良好相容性、高热稳定性等特点。目前市场上使用的有机抗菌剂多为有机含氮离子化合物，其构造类似抗静电剂，如含氮有机碘化合物、含氮有机氯化合物或它们的复合物，以及氨基酸的金属盐类等。特洛伊公司市场上推出大量的有机系抗菌剂，其中10,10-氧代双吩恶砒是一种广谱性杀菌剂，广泛应用于软质聚氯乙烯和聚氨酯产品中；3-碘代丙炔基氨基甲酸丁脂（IPBC）广泛应用于个人护理及与食品接触的塑料制品种，耐热性能优异；DCOIT可以完全满足软质聚氯乙烯加工对热稳定性的要求，而且杀菌彻底。福禄公司开发的Micro-Chek系列抗菌剂适合用于保护聚合物材料免受微生物破坏而引起的玷污和降解，特别是Micro-Chek11经过美国环境保护署和加拿大卫生部有害管理协调局的认证。英国艾科化工公司开发应用于聚氯乙烯的Intercide系列抗菌剂，其抗菌剂组分包含邻苯二甲盐增塑剂、环氧树脂共稳定剂或者固体共聚物中，是一种代表性新型复合塑料添加剂品种。美国PolyChem Alloy公司已经商品化的PolySept抗菌剂，是一种磷酸酯类产品，可以提供长久抗菌作用，产品低毒抗静电。目前国内有机抗菌剂研发品种较少，生产与研究品种也主要是DCOIT类产品。
复合系抗菌剂，为了降低生产成本，采用无机-有机复合体系成为研究热点，日本现在多将有机聚硅氧烷、可水解硅烷、含三唑基的化合物与沸石混合，具有抗菌效果不受紫外线影响的特点；还可以利用层间插入技术，将有机抗菌剂引入到银离子交换过的层状粘土的层间隙中，以提高其耐热稳定性和对紫外线的稳定性。国内有研制出有机硅-季铵盐和银的复合物制成的抗菌剂应用于聚合材料中的报道。
结束语
目前国内抗菌剂研发与生产与国外相比存在很大差距，无法满足国内市场需求，今后应重点关注以下几点：
跟踪和关注国外无机系抗菌材料进展，开发市场前景好的产品，尤其是银系抗菌剂产品，目前市场前景看好品种有，高催化活性纳米TiO2抗菌剂；银金属氧化物抗菌剂、无变色性银系抗菌剂、具有远红外辐射功能的抗菌剂。
发展有无机-有机复合型多功能抗菌剂，同时加快开发无机-无机等多种复合形式或者抗菌微粒组装技术，也就是紧跟国际塑料助剂发展潮流，开发出复合型抗菌材料母粒。
适当开发有机小分子抗菌剂，重点开发有机高分子抗菌剂，不仅要深入研究这些抗菌剂的抗菌机理，还要加大与树脂聚合的方法研究，加快研制出高效广谱、毒性小、耐热性能好、可以回收再生的廉价高分子塑料抗菌剂。
高度重视安全和环保性，由于抗菌材料广泛应用日用品与人们生活密切相关，另外大量抗菌塑料制品用于出口，国外发达国家和地区对所添加的助剂安全性和环保性要求比较高，尤其重视某些重金属离子成分的抗菌材料用于食品和日用品领域的毒性研究，及废弃的抗菌材料中一些有毒成分逸出，对环境造成的污染等。 (end)
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(4/13/2010) |
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