近年來，由于微生物引起的惡性事件有上升的趨勢。據檢測，家庭里坐便器上有大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白葡萄球菌、枯草桿菌、四聯(lián)球菌等多種細菌，而家用電器的產品很多都容易滋生細菌，所以，如何改善這個問題，就離不開抗菌劑了。

在自然界中有許多物質本身就具有良好的殺菌或抑制微生物的功能，如部分帶有特定基團的有機化合物?一些無機金屬材料及其化合物?部分礦物質和天然物質。但目前抗菌材料更多的是指通過添加一定的抗菌物質 (稱為抗菌劑)， 從而使材料具有抑制或殺滅表面細菌能力的一類新型功能材料，如抗菌塑料?抗菌纖維和織物?抗菌陶瓷?抗菌金屬材料等。

一、抑菌原理

a）金屬離子接觸反應機理

接觸反應，造成微生物共有成分破壞或產生功能障礙，銀離子到達微生物細胞膜時，受負電荷庫侖力引力的吸引，銀囊進入胞內，與SH基反應，使蛋白質凝固，破壞合成酶的活性

b）催化激化機理

某些微量的金屬元素，能氧化或使細菌細胞中的蛋白質、不飽和脂肪酸、糖苷等發(fā)生反應，破壞其正常結構，從而使其死亡或喪失增殖能力。

c）陽離子固定機理

帶負電荷的細菌會被抗菌材料上的陽離子所吸引，束縛細菌的自由活動，抑制其呼吸技能，即發(fā)生“接觸死亡”。

d）細胞內容物、酶、蛋白質、核酸損壞機理

抗菌劑與核糖核酸及脫氧核糖核酸反應阻止其裂變繁殖。

二、抗菌劑的種類

抗菌劑主要分為有機抗菌劑與無機抗菌劑，用于塑料的抗菌劑還有少量天然抗菌劑和高分子性抗菌劑。

1.無機抗菌劑

a）銀沸石類抗菌劑

銀沸石是最早開發(fā)的塑料用抗菌劑，銀通過離子交換接合在多孔沸石上，沸石是堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽化合物。實驗測得，含銀2.5%的銀沸石抗菌劑對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的最低一直濃度分別為62.5×10^-6和125X10^-6

b)磷酸鹽類抗菌劑

磷酸鹽類抗菌劑耐高溫性好、結構穩(wěn)定、耐變色性優(yōu)，是一類重要的無機抗菌劑，包括磷酸鋯鹽抗菌劑、磷酸鈣鹽抗菌劑、磷酸鈦鹽抗菌劑等。

磷酸鋯鹽抗菌劑是通過將銀離子引入磷酸鋯晶體后在1200℃高溫處理，得到通式為AgHmZr（PO4）3D 抗菌劑。磷酸鋯鹽抗菌劑對革蘭陽性菌和格蘭陰性菌及霉菌都具有很好抑制作用，并具有持久的抗菌性能。

c）陶瓷基抗菌劑

陶瓷基抗菌劑是在研制抗菌陶瓷的基礎上發(fā)展而來的，其基本原理是因為陶瓷中有一定的空隙，可吸附金屬離子并使其穩(wěn)定存在。

d）可溶性玻璃抗菌劑

采用硅砂、磷酸鹽、硼酸鹽、碳酸鈉和金屬鹽抗菌成分熔融制成含氧化銀和氧化銅的可溶性玻璃，將其制成粉末或玻璃微珠即得玻璃基抗菌劑。該抗菌劑可以緩慢地釋放Ag+而產生抗菌效果。

e）硅膠類抗菌劑

氧化硅凝膠具有很大的比表面積，因而也可作為抗菌劑的載體。將硅膠用堿、偏鋁酸鹽混合溶液處理后將會在硅膠表面形成薄層的沸石結構或無定型硅鋁酸鹽結構，具有和金屬離子進行交換的能力，通過含Ag+溶液處理即可制得硅基抗菌劑。

2.有機系抗菌劑

有機抗菌劑品種很多，但使用于塑料加工的也只有一二十種，主要有鹵化物、有機錫、異噻唑、吡啶金屬鹽、噻苯咪唑、醛類化合物、季銨鹽等。

表1 常見有機抗菌劑及其性能機理

優(yōu)點：

初始殺菌力強，殺菌即效和抗菌光譜性好，價格也相對便宜。

缺點：

化學穩(wěn)定性差，不耐熱，遇熱、光或水等容易揮發(fā)，壽命短：在高聚物的高溫、高壓、高剪切加工條件下易分解失效，溶出性產生有毒的分解物，特別是在塑料中使用時易遷移。

3.天然抗菌劑

天然提純物，如殼聚糖、檜醇、辣銀、江南竹油等，具有抗菌性。天然抗菌劑中殼聚糖是應用比較廣的一種。其原理是殼聚糖分子鏈帶正電荷，當和帶負電荷的細胞壁接觸時會通過庫侖作用吸附細菌，阻礙了細菌的活動，從而影響細菌的繁殖能力。同時小分子量的殼聚糖分子進入細菌體內，破壞細菌體內從DNA到RNA的轉錄，導致細菌繁殖終止，起到抗菌作用。

圖：殼聚糖季銨鹽抗菌劑

4.高分子抗菌劑

根據天然高分子的抗菌機理模仿合成具有抗菌性能的高分子。