塑料防霉劑天然無機有機分類機理說明

前言：

防霉劑是指對霉菌具有殺滅或抑制作用，防止應(yīng)用對象霉變的制劑。其作用是使高分子材料免受真菌侵蝕，保持良好的外觀和物理性能。塑料制品在使用過程中，除受氧、熱、光、化學侵蝕物等環(huán)境因索的破壞作用外，還會受到霉菌等多種生物體的破壞。這種現(xiàn)象被稱為生物劣化，其中增塑的聚氯乙烯塑料生物劣化1司題尤為突出。塑料制品的發(fā)霉變質(zhì)影響其外觀，還會降低力學性能和電氣性能，縮短使用壽命。天然高分子材料含蛋白質(zhì)、脂肪等可被霉菌攝取的物質(zhì)，易受霉菌的侵害。大多數(shù)合成高分子材料具有很強的抗菌性，但有些品種，如聚氨酯、醇酸樹脂等，因其結(jié)構(gòu)所致，易被霉菌分解，耐菌性較差。塑料用助劑，如增塑劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、有機填料、潤滑劑、著色劑等都可作為霉菌的營養(yǎng)源、有些還是殖菌性物質(zhì)，這些助劑的加人往往是造成塑料菌害的主要原因。靜電作用吸附于塑料制品表面的某些雜質(zhì)，以及食品包裝器具中殘存的食物均為滋生霉菌的營養(yǎng)源。

天然防霉劑：

天然防霉劑主要有殼聚糖、血清蛋白、桂皮油、羅漢柏油、大蒜素和天然酚類等，人多數(shù)是從動植物中提煉精制而成，如殼聚糖來自于天然貝殼、蟹類、蝦類、魚骨及昆蟲等動物殼體非常堅硬的部分。經(jīng)脫去N-乙?；@得。天然防霉劑對環(huán)境友好，在生產(chǎn)和使用過程中，對環(huán)境不產(chǎn)生污染，生物相容性好。但天然防霉劑耐熱性較差，在160～180度就開始炭化分解，應(yīng)用范圍受到很大限制，藥效持續(xù)時間比較短。

無機防霉劑：

無機防霉劑種類較多，應(yīng)用較廣泛，具有代表性的是銀、銅、鋅等金屬離子抗菌劑和金屬氧化物，如二氧化鈦、氧化鋅等納米抗菌劑。其抗菌機制有接觸反應(yīng)假說和催化反應(yīng)假說。接觸反應(yīng)假說是金屬離子與細菌接觸反應(yīng)造成細菌固有成分被破壞或發(fā)生功能障礙，導致細菌死亡。催化反應(yīng)假說是在光的作用下，金屬離子及納米微粒能起到催化活性中心的作用，激活水分子和空氣中的氧產(chǎn)生羥基自由基及活性氧離子，在短時間內(nèi)破壞細菌的增殖能力，致使細胞死亡，達到抗菌的目的。無機防霉劑使用安全、耐熱、持久性好、抗菌譜廣，已經(jīng)成為抗菌防霉劑領(lǐng)域的研究熱點。但無機防霉劑存在性能不佳的問題。近年來報道納米氧化鋅具有一定的防霉性能，但在實際使用過程中，其防霉性能有限，并不能滿足實際需要。

有機防霉劑：

有機防霉劑主要包括酚類化合物(取代芳烴類)、元素有機化合物、含氮有機物、含鹵有機物、含硫有機物等。這種分類很不嚴謹，往往同一種化合物可歸屬為不同的類別。其抗菌防霉機制為與微生物的細胞膜和脂質(zhì)體接觸時，同細胞膜融合逐漸進入細胞，通過對細胞器、蛋白質(zhì)、核酸等結(jié)構(gòu)物質(zhì)的作用、使細胞內(nèi)容物、酶、蛋白質(zhì)、核酸損壞，抑制細菌和霉菌的繁殖，達到抑菌殺菌目的。該類抗菌防霉劑作用快、抗菌潛廣、抑菌防霉效果好，但部分防霉劑耐熱性較差，防霉作用持續(xù)時間較短，有一園毒性等。

防霉機理：

霉菌及防霉作用機制腐蝕塑料的霉菌有薩氏曲霉、棒曲霉、溜曲霉、擬青霉、桔青霉、黃青霉、棒形青霉、球毛殼霉、綠色木霉、蠟葉芽枝霉、雜色曲霉、土生曲霉、灰綠曲霉等。霉菌屬于真菌，是一類種屬繁多的微生物類群，生活在土壤、水、動植物體或空氣中，分布極廣，幾乎無處不有。在細胞結(jié)構(gòu)上，霉菌與植物細胞比較相似，有細胞核，不含葉綠素，不能直接利用陽光制造營養(yǎng)物，只能依靠從其他物體吸取養(yǎng)分，以寄生或腐生的方式生存。它們能分泌出各種各樣的酶，將有機物分解為易于攝取的養(yǎng)分。只要有極少的營養(yǎng)，在適宜的溫度(26～32'C)和濕度C〉85%)下，霉菌就會生長繁殖。防霉劑可透過霉菌孢子的細胞膜進入細胞內(nèi)，阻礙孢子發(fā)芽或殺滅孢子。其作用機制隨防霉劑種類而異1降低或消除霉菌細胞內(nèi)各種代謝酶的活性芬與酶蛋白的胺基或巰基反應(yīng)，破壞其機能$抑制孢子發(fā)芽時孢子的嘭潤，阻礙RNA的合成，破壞孢子的發(fā)芽極大地加速磷酸氧化還原體系，以破壞細胞的機能破壞細胞內(nèi)的能量釋放體系阻礙電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)及氨基轉(zhuǎn)移酶的生成等。

導致聚合物材料受霉菌侵蝕的主要原因是其體系內(nèi)添加的各種助劑。因此，減少那些已知易受霉菌侵蝕的助劑數(shù)量，或加入防霉劑都是增強材料抗菌能力的有效手段。防霉劑對霉菌的殺滅作用，是通過其孢子的細胞膜進入細胞內(nèi)，消滅孢子或阻止其發(fā)芽以達到防止霉菌生長的目的。防霉劑在霉菌孢子細胞內(nèi)的毒殺作用有如以下幾種方式：

抑制酵素系統(tǒng)的活性。因為酵素系統(tǒng)與霉菌孢子的細胞內(nèi)的各種代謝作用有密切的關(guān)系。
破壞能量釋放體系。
和酵素的—NH2 和—SH 反應(yīng)，從而抑制酵素的機能（如有機汞化物，有機砷及醌類）。
過分地促進磷酸氧化-還原體系，從而破壞細胞的機能。
抑制細胞發(fā)芽時所進行的核糖核酸（RNA ）合成，從而阻止其孢子發(fā)芽。
抑制電子傳遞體系或轉(zhuǎn)氨酶體系。

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