新型塑料添加剂 ii：有机抗菌剂 季君晖

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1、新型塑料添加剂II：有机抗菌剂季君晖中国科学院理化技术研究所工程塑料国家工程研究中心，北京，100101摘要介绍了几种有机抗菌剂的主要参数、应用及其抗菌性能。关键词：抗菌剂塑料有机无机抗菌剂是目前最常用的塑料抗菌剂，其无论在研究或应用上都取得了很大的进展。但目前有机抗菌剂和其它抗菌剂仍有广泛使用，尤其在一些颜色要求比较高的场合，有机抗菌剂的使用更为普遍。随抗菌材料的发展，新型天然抗菌剂抗菌剂和合成的高分子抗菌剂因其无毒、对材料影响小，逐渐显示了很强的生机和活力，而且在某些领域中，有机抗菌剂有着无机抗菌剂不可替代的作用，如有机抗菌剂的抗菌作用速度要比无机抗菌剂快得

2、多，在材料中添加的可操作性也要比无机抗菌剂好得多，在储存和使用过程中颜色稳定性也比无机抗菌剂强。有机抗菌剂对微生物的抑制作用往往具有一定的特异性，因此有机抗菌剂又可以细分为抗细菌剂、防腐剂、防霉剂、防藻剂等，根据使用场合和需要的不同，可以选择适合的有机抗菌剂来提高材料性能。与溶出型无机抗菌剂相比，有机抗菌剂开发应用要早得多，生产工艺也成熟得多。长期以来人们为了保证各类物品的长期贮存和使用，经常在物品中加入能防止微生物损坏的化学添加剂，称为微生物杀除剂即抗菌剂。在早期人们使用的抗菌剂主要是有机类抗菌剂，如使用有机汞化合物、福尔马林等化学物质。现在常用的就有卤化物、

3、有机锡、异噻唑、吡啶金属盐、涕必灵（thiabendazole）、咪唑酮、醛类化合物、季铵盐等许多类。有机抗菌剂的用量相对较少，一般在ppm级甚至在ppb级就具有明显的抗菌效果。一、目前塑料中常用的有机抗菌剂1．N-（三氯甲基硫代）-4-环己烯-1，2-二甲基酰亚胺N-（三氯甲基硫代）-4-环己烯-1，2-二甲基酰亚胺俗称克菌丹，又叫开普顿，白色结晶，熔点为178℃，可溶于氯仿、苯、乙醚等有机溶剂，不溶于水。热稳定性好，对酸稳定，但在强碱作用下可能分解。毒性低，对大鼠急性经口LD50为9000mg/kg，属于实际无毒物质，用含N-（三氯甲基硫代）-4-环己烯-1

4、，2-二甲基酰亚胺0.25%的饲料喂养大白鼠2年未见任何毒性作用，但本品对皮肤及黏膜有一定的刺激作用。N-（三氯甲基硫代）-4-环己烯-1，2-二甲基酰亚胺对微生物的抑制作用是通过抑制微生物—SH代谢，从而控制能量代谢而致使微生物死亡，是一种高效的抗菌防霉剂，并具有较广的抗菌谱，尤其对霉菌的抑制效果优秀，是目前塑料常用的有机抗菌防霉剂之一并能够经受高温加工和高剪切加工。1．五氯苯酚五氯苯酚是白色结晶，分子量266，熔点为190℃，分解温度为310℃。微溶于水，溶于醇类、苯、甲苯、丙酮等有机溶剂。对大鼠经口的LD50为175mg/kg，急性经皮的LD50为105m

5、g/kg。五氯苯酚是目前广泛使用的抗菌防霉，抑制微生物能力高，在基材中不显色，不造成物品的污染，化学性能稳定，挥发性低，制备的制品抗菌防霉长效性好。五氯苯酚可以制备成油溶和水溶两种形式，使用方便。五氯苯酚在制品中的含量一般在0.1-0.5%。由于五氯苯酚具有较高的分解温度，可广泛使用于聚氯乙烯等塑料中。但五氯苯酚在300℃以上将分解成六氯苯和八氯联苯醚，失去抗菌防霉效果。2．邻苯基苯酚邻苯基苯酚（o-phenylphenol）又叫2-羟基联苯，是白色针状结晶，熔点57℃，沸点285℃，闪点123℃。能溶于水、乙醇、异丙醇等溶剂中。属于低毒物质，对大鼠急性经口LD

6、50为2700mg/kg，可以用作水果等食品的防霉剂。邻苯基苯酚通过破坏微生物细胞的细胞壁及细胞内的蛋白酶而抑制或杀灭微生物（其对部分微生物的MIC如表1所示），广泛用于塑料的抗菌防霉，一般用于塑料薄膜时用量为0.1-0.5%。表1邻苯基苯酚对部分微生物的MICTable1MICofo-phenylPhenoltoSomeMicrobe微生物种类MIC/ppm微生物种类MIC/ppm金黄色葡萄球菌50米曲霉10大肠杆菌80蜡状芽枝霉20铜绿假单胞杆菌170出芽短梗霉15枯草杆菌80桔青霉10黑曲霉15黑根霉30黄曲霉104.2,4,5,6-四氯-1,3-间苯二腈

7、（TBN）2,4,5,6-四氯-1,3-间苯二腈俗称百菌清，是白色无味结晶，熔点为250-251℃，沸点为350℃。工业品常委略有刺激气味的浅黄色结晶。能溶于丙酮、环己烷、二甲亚砜、二甲苯等有机溶剂，在水中溶解度极低，约0.5ppm。常温下对酸、碱及紫外光等化学性能稳定，在强碱下容易分解，不腐蚀金属等具有优异的热稳定性能。TBN毒性极低，LD50>10000mg/kg，实验表明以4000mg/kg/d喂饲大鼠三个月没有发现明显的影响。TBN是一种广谱的有机抗菌剂，是最有效的抗菌防霉剂品种之一，其抗菌谱和汞类抗菌防霉物质类似，TBN通过结构中的氰基和微生物细胞中原

8、生质及酶蛋白中的—SH进