Типы антимикробных добавок
По предназначению антимикробные добавки можно разделить на 2 типа: • Биостабилизаторы - защищают пластики от обрастания грибками, водорослями, плесенью и т.п. и позволяют предотвратить разрушение пластиков микроорганизмами. • Биомодификаторы - придают пластикам способность поддерживать стерильность поверхности в течение длительного времени и предотвращают появление запаха.
Первыми биостабилизаторами были соединения мышьяка, серы, ртути или меди, например, Бордоская жидкость. Это был основной биостабилизатор, используемый в США до 30-х годов прошлого века. Затем, во время второй мировой войны, были начаты исследования, приведшие к получению органических антимикробных соединений.
Органические системы представляют собой низкомолекулярные, легкомигрирующие соединения, иногда содержащие ион металла. Они несовместимы с полимером, поэтому мигрируют на поверхность изделия и вступают во взаимодействие с микроорганизмами. Добавки постепенно вымываются с поверхности изделия и защитный слой восстанавливается за счёт запаса в массе изделия.
Номенклатура применяемых добавок довольно широка, около 20-и производителей выпускают порядка 80-и наименований антимикробных добавок. Среди основных соединений можно назвать: • 10,10–оксибисфеноксиарсин (ОВРА) • Трихлоргидроксидифенилэфир (Triclosan) • n-октил-изотиазолинон (OIT) • 4,5-дихлор-2-n-октил-4-изотриазолин-3-он (DCOIT) • Меркаптопиридина оксид (Рyrithione) • Бутил-бензтиазолинон (Butyl-BIT) • N-фтордихлорметилтиофталимид (Sanitized PL) • Металлсодержащие биостабилизаторы - оловоорганические соединения и соединения серебра • Полимеры, обладающие антимикробным действием (полифосфонаты, поли-N-галогенпиридин, поли (стирол-дивинилбензол) сульфамид)
В настоящий момент на рынке биостабилизаторов бесспорное лидерство за соединениями мышьяка, а точнее 10, 10–оксибисфеноксиарсином (ОВРА). За этим соединением остаётся около 70% рынка, что обусловлено оптимальным соотношением цена/качество. Тем не менее, в настоящее время появляется тенденция к использованию минимально токсичных соединений, и всё больше применяются антимикробные агенты, не содержащие мышьяка – например, изотиазолины (более эффективны, чем ОВРА), трихлорметилфталамиды или неорганические соединения серебра и цинка (в основном, цеолиты).
В качестве неорганических антимикробных систем в настоящий момент используются в основном соединения серебра и цинка. Такие соединения практически инертны и начинают выделять ионы серебра (которые с древних времен известны как прекрасное антибактериальное средство) только при взаимодействии с влагой. Ионы серебра способны изменять метаболизм микроорганизмов, в основном взаимодействуя с энзимами. Основными преимуществами таких соединений является высокая термостабильность (до 5000С) и очень низкий уровень токсичности – допущены к использованию в косметических продуктах и прямому контакту с пищевыми продуктами.
Высокая термостабильность позволяет использовать такие материалы для изготовления изделий из конструкционных термопластов.
Основные требования к антимикробным добавкам
Общие требования к антимикробным добавкам, используемым в качестве биостабилизаторов и биомодификаторов, одинаковы: • Низкая токсичность для людей, животных и окружающей среды как в процессе переработки, так и при использовании готовых изделий • Лёгкость переработки и применения • Совместимость с другими добавками (стабилизаторы, процессинги и т.д.) • Отсутствие негативного влияния на физико-механические или потребительские свойства изделия • Длительные сроки хранения готовой продукции и высокая эффективность
Переработка антимикробных добавок
Хорошо известно, что стандартное экструзионное и литьевое оборудование не позволяет достичь однородного распределения добавок в матрице полимера, поэтому для изготовления изделий с антимикробными свойствами рекомендуется использовать суперконцентраты. Получение антимикробных концентратов очень тонкий и деликатный процесс, требующий специального оборудования (двухшнековый экструдер с низкими напряжениями сдвига), тщательного контроля режимов переработки (температура, скорость), чтобы предотвратить разложение добавок и достичь однородного диспергирования добавки в матрице полимера.
| 
