國內外抗菌材料及其應用技術的
產業發展現狀和面臨的挑戰
李畢忠 博士
中國科學院理化技術研究所 研究員 博士生導師
北京崇高納米科技有限公司 董事長
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一、 國外抗菌材料及其應用技術的發展
抗菌材料中的核心成分是抗菌劑。抗菌劑是一些細菌、霉菌等微生物高度敏感的化學成分。極少量的抗菌劑添加至普通材料中，可制成抗菌材料。抗菌劑可歸為有機類、無機類和天然類等幾大類。
有機類抗菌劑包括多種傳統抗菌殺菌劑。有機抗菌劑殺菌力強、即效好，來源豐富，但存在毒性安全性較差、會產生微生物耐藥性、耐熱性較差、易遷移等不足。天然類抗菌劑耐熱性較差，應用范圍較窄。無機抗菌劑具有長效、不產生耐藥性等優點，特別是其突出的耐熱性（>600-1000 oC）使其近年來在塑料、化纖、陶瓷等材料領域中的應用倍受重視。無機抗菌劑一般含有銀、鋅、銅等金屬離子成分和無機載體，如沸石、磷酸鹽、羥基磷灰石、可溶性玻璃等，通過緩釋作用以提高抗菌長效性。銀離子的抗菌力很強，但其化學性質活潑，易轉變為棕色的氧化銀或還原成黑色的單質銀，即出現變色。另外，大量使用銀的成本高。
現代抗菌材料的大規模應用始于第二次世界大戰時期，德軍穿用經抗菌整理加工的軍服，減少了傷員的細菌感染和傷病減員。二十世紀60年代以后，抗菌衛生織物開始在民用產品中推廣。用于抗菌整理的抗菌劑主要是添加有機錫和氯代酚等強抗菌性化學物質。80年代中期后開發出多種季胺鹽類硅烷抗菌整理劑。
二十世紀80年代，抗菌纖維的開發成功使抗菌紡織品的長效性得到更好的保證。在合成纖維加工時，添加特定抗菌劑于化工原料中制造出抗菌纖維。抗菌劑可以是有機抗菌劑，也可以是無機抗菌劑。
隨著石油化工的迅速發展，塑料制品已成為日常生活不可或缺的必需品。據報道，1997年全世界塑料產量高達1.35億噸，且每年遞增5%。80年代以來抗菌塑料的開發及其在家電、廚衛設施、通訊、日用品、汽車、建材、玩具等產業中的廣泛應用，使抗菌材料進入了一個飛速發展階段。其中，歐美國家主要用于日用品、玩具等終端產品上。日本則在家電、日用品、汽車、廚衛設施、通訊產品等領域全方位應用抗菌材料。
日本無機抗菌劑的開發和應用在國際上居領先地位。石冢硝子、品川燃料、東亞合成、鍾紡和松下等幾大制造商的抗菌劑市場占有率為整個日本市場的80％以上。1999年，抗菌劑銷售額達280億日元，其中無機抗菌劑占60億日元。抗菌劑的價格從1994年的12000－13000日元/Kg已降至1999年的7600日元/Kg。日本1996年抗菌塑料約35000噸，1999年達到約74,000噸（6000億日元），人均水平大大高于歐美。
歐美地區的抗菌材料主要采用有機抗菌劑。如瑞士的Ciba精化、美國的Microban、Morton、Acros、ARP、Huels、Ferro、Troy等公司。但近來Ciba、Dupont等公司也推出無機抗菌劑。
抗菌材料在衛生陶瓷、涂料、油漆等方面的應用是一大新的領域。TOTO、INAX等日本公司在衛生潔具、整體衛生間等設施中已推出抗菌產品。
有資料推測，如果以日本使用的抗菌劑為100計，歐美則為1，中國僅0.1-1。日本早在1993年就成立了抗菌制品技術協議會，其抗菌劑和抗菌塑料的研制、生產和用戶等企業會員達250多個。據日本方面預計，今后歐美等國際抗菌產品市場的容量是其國內市場的10倍。
二、 我國抗菌材料產業的發展和應用情況
我國科學家十多年前就開始跟蹤研究抗菌劑和抗菌防霉材料，如西北有色金屬研究院、昆明貴金屬研究所等研究的無機抗菌劑，西北工業大學、西北石油化工研究院、廣東石油化工研究院等研制的有機抗菌防霉劑等，還有少數企業，如鞍山裕原抗菌劑有限公司等。但由于研究條件和投入的起點較低，長期以來未能形成自己的研究開發體系，零星的研究結果與國際水平有較大差距。另一方面，長期以來我國經濟相對于西方發達國家落后很多，人民生活水平不高，所以抗菌材料的市場發展緩慢。直到二十世紀九十年代后期，除了在涂料防腐方面有些應用外，抗菌材料的應用幾乎仍是一片空白領域。
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