塑料防霉剂天然无机有机分类机理说明

前言：

防霉剂是指对霉菌具有杀灭或抑制作用，防止应用对象霉变的制剂。其作用是使高分子材料免受真菌侵蚀，保持良好的外观和物理性能。塑料制品在使用过程中，除受氧、热、光、化学侵蚀物等环境因索的破坏作用外，还会受到霉菌等多种生物体的破坏。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1司题尤为突出。塑料制品的发霉变质影响其外观，还会降低力学性能和电气性能，缩短使用寿命。天然高分子材料含蛋白质、脂肪等可被霉菌摄取的物质，易受霉菌的侵害。大多数合成高分子材料具有很强的抗菌性，但有些品种，如聚氨酯、醇酸树脂等，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、有机填料、润滑剂、着色剂等都可作为霉菌的营养源、有些还是殖菌性物质，这些助剂的加人往往是造成塑料菌害的主要原因。静电作用吸附于塑料制品表面的某些杂质，以及食品包装器具中残存的食物均为滋生霉菌的营养源。

天然防霉剂：

天然防霉剂主要有壳聚糖、血清蛋白、桂皮油、罗汉柏油、大蒜素和天然酚类等，人多数是从动植物中提炼精制而成，如壳聚糖来自于天然贝壳、蟹类、虾类、鱼骨及昆虫等动物壳体非常坚硬的部分。经脱去N-乙酰基获得。天然防霉剂对环境友好，在生产和使用过程中，对环境不产生污染，生物相容性好。但天然防霉剂耐热性较差，在160～180度就开始炭化分解，应用范围受到很大限制，药效持续时间比较短。

无机防霉剂：

无机防霉剂种类较多，应用较广泛，具有代表性的是银、铜、锌等金属离子抗菌剂和金属氧化物，如二氧化钛、氧化锌等纳米抗菌剂。其抗菌机制有接触反应假说和催化反应假说。接触反应假说是金属离子与细菌接触反应造成细菌固有成分被破坏或发生功能障碍，导致细菌死亡。催化反应假说是在光的作用下，金属离子及纳米微粒能起到催化活性中心的作用，激活水分子和空气中的氧产生羟基自由基及活性氧离子，在短时间内破坏细菌的增殖能力，致使细胞死亡，达到抗菌的目的。无机防霉剂使用安全、耐热、持久性好、抗菌谱广，已经成为抗菌防霉剂领域的研究热点。但无机防霉剂存在性能不佳的问题。近年来报道纳米氧化锌具有一定的防霉性能，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。

有机防霉剂：

有机防霉剂主要包括酚类化合物(取代芳烃类)、元素有机化合物、含氮有机物、含卤有机物、含硫有机物等。这种分类很不严谨，往往同一种化合物可归属为不同的类别。其抗菌防霉机制为与微生物的细胞膜和脂质体接触时，同细胞膜融合逐渐进入细胞，通过对细胞器、蛋白质、核酸等结构物质的作用、使细胞内容物、酶、蛋白质、核酸损坏，抑制细菌和霉菌的繁殖，达到抑菌杀菌目的。该类抗菌防霉剂作用快、抗菌潜广、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，有一园毒性等。

防霉机理：

霉菌及防霉作用机制腐蚀塑料的霉菌有萨氏曲霉、棒曲霉、溜曲霉、拟青霉、桔青霉、黄青霉、棒形青霉、球毛壳霉、绿色木霉、蜡叶芽枝霉、杂色曲霉、土生曲霉、灰绿曲霉等。霉菌属于真菌，是一类种属繁多的微生物类群，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，霉菌与植物细胞比较相似，有细胞核，不含叶绿素，不能直接利用阳光制造营养物，只能依靠从其他物体吸取养分，以寄生或腐生的方式生存。它们能分泌出各种各样的酶，将有机物分解为易于摄取的养分。只要有极少的营养，在适宜的温度(26～32'C)和湿度C〉85%)下，霉菌就会生长繁殖。防霉剂可透过霉菌孢子的细胞膜进入细胞内，阻碍孢子发芽或杀灭孢子。其作用机制随防霉剂种类而异1降低或消除霉菌细胞内各种代谢酶的活性芬与酶蛋白的胺基或巯基反应，破坏其机能$抑制孢子发芽时孢子的嘭润，阻碍RNA的合成，破坏孢子的发芽极大地加速磷酸氧化还原体系，以破坏细胞的机能破坏细胞内的能量释放体系阻碍电子转移系统及氨基转移酶的生成等。

导致聚合物材料受霉菌侵蚀的主要原因是其体系内添加的各种助剂。因此，减少那些已知易受霉菌侵蚀的助剂数量，或加入防霉剂都是增强材料抗菌能力的有效手段。防霉剂对霉菌的杀灭作用，是通过其孢子的细胞膜进入细胞内，消灭孢子或阻止其发芽以达到防止霉菌生长的目的。防霉剂在霉菌孢子细胞内的毒杀作用有如以下几种方式：

抑制酵素系统的活性。因为酵素系统与霉菌孢子的细胞内的各种代谢作用有密切的关系。
破坏能量释放体系。
和酵素的—NH2 和—SH 反应，从而抑制酵素的机能（如有机汞化物，有机砷及醌类）。
过分地促进磷酸氧化-还原体系，从而破坏细胞的机能。
抑制细胞发芽时所进行的核糖核酸（RNA ）合成，从而阻止其孢子发芽。
抑制电子传递体系或转氨酶体系。

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