
磷酸锆在载银抗菌领域的应用
磷酸锆是一种具有催化、吸附和离子交换性能的无机载体,被广泛应用于离子交换体,特别是作为载银抗菌剂的载体。
1. 聚丙乙烯抗菌薄膜
DNDBS,山梨糖醇,3,4-二甲基二苄基山梨醇
经DMDBS改性的PP抗菌薄膜,球晶尺寸减小,结晶密度增大,结晶温度温度提高;含0.2% DMDBS和0.8%改性载银磷酸铬的PP薄膜的纵、横向拉伸强度份别为49.92、33.42 MPa,透光率为88.5%,雾度为3.0%,对大肠杆菌和全黄色葡萄球菌抗菌率分别为99.33%和98.35%。
1.1 聚丙烯的特点及无机抗菌剂的优点(磷酸锆属于无机抗菌剂)
聚丙烯(PP)具有力学性能良好、无毒、耐热、耐化学药品腐蚀、容易加工成型及成本较低等优点,在许多领域得到越来越广泛的应用,目前已大量用于食品、糖果、水果等的包装
但由于PP薄膜成型温度高,所以天然抗菌剂和有机抗菌剂难以满足加工要求。而无机抗菌剂具有耐热性好、抗菌持久、安全性高等特点,但其粉体表面自由能高,呈亲水性,有强团聚倾向,而PP的表面自由能低,呈亲油性,两者相容性差;再者,无机抗菌剂会对PP薄膜产生遮盖作用,使雾度增加,透光率下降。
1.2 抗菌母粒的制备
将载银磷酸锆干燥(温度110℃,干燥时间2h)后置于高速搅拌机中(温度(100士1)℃,搅拌速度250r/min)、加入油酸酞胺(载银磷酸锆:油酸酞胺=100:2.5)改性处理10min,加入粉状PP和OPE,共混15min,再经双螺杆挤出机(料筒温度165~190℃)挤出切粒,制得改性载银磷酸锆含量为20%的抗菌剂母粒。
1.3 载银磷酸锆对PP薄膜抗菌率的影响
随着改性载银磷酸锆含量的增加,PP薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率随之提高。当改性载银磷酸钻含量为0.8%时,PP薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为99.37%和98.23%,抗菌性能优良。
含改性载银磷酸锆的PP抗菌薄膜对大肠杆菌的抗菌率比金黄色葡萄球菌的抗菌率高,这主要与两种致病菌的细胞壁结构和厚度不同有关,大肠杆菌的细胞壁较疏松,厚度为10~15nm,而金黄色葡萄球菌细胞壁较致密,厚度达20~80nm,在同等条件下,银离子较容易穿透大肠杆菌的细胞壁进入细菌内部,与其中的疏基反应,破坏细胞合成酶的活性,使细胞丧失分裂增殖能力而死亡。→杀菌机理。
1.4 DMDBS对PP抗菌薄膜透光率和雾度的影响。
随着改性载银磷酸锆含量的增加,PP薄膜的透光率下降,雾度上升,含0.8%改性载银磷酸锆的PP抗菌薄膜与普通PP薄膜相比,透光率下降了4.6%,雾度上升了2.25倍。这是因为改性载银磷酸锆粉体分散在PP薄膜中,增加了薄膜对光的反射和射遮盖作用。
结论
(1)与普通PP薄膜相比,含0.8%改性载银磷酸锆的PP抗菌薄膜透光率下降了4.6%,雾度上升了2.25倍;随着DMDBS含量的增加,PP抗菌薄膜透光率升高,雾度降低,在DMDBS含量为0.2%、改性载银磷酸锆含量为0.8%时,PP抗菌薄膜透光率达88.5%,雾度为3.0%。
(2)含0.2% DMDBS和0.8%改性载银磷酸锆的PP抗菌薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为为99.33%和98.35%,抗菌性能优良。
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