Análisis de propiedades antibacterianas y antifúngicas en la superficie del sólido acrílico
El rendimiento antibacteriano y antifúngico de la superficie sólida acrílica está influenciado por la tecnología de modificación de resina, los tipos de aditivos y las condiciones ambientales. El siguiente análisis se realiza a partir de tres aspectos: mecanismo antibacteriano, rendimiento antifúngico y factores de influencia:
Primero, las fuentes y mecanismos de las propiedades antibacterianas
Agente antibacteriano dopaje
Las funciones antibacterianas pueden dotarse al recubrimiento introduciendo agentes antibacterianos inorgánicos (como óxido de zinc, iones de plata) o agentes antibacterianos orgánicos (como sales de amonio cuaternario) en resina acrílica. Por ejemplo, el óxido de zinc puede generar actividad fotocatalítica bajo irradiación de luz ultravioleta, liberando iones de zinc para destruir las membranas celulares de las bacterias, inhibiendo así la proliferación bacteriana. Los experimentos muestran que el recubrimiento acrílico que contiene óxido de zinc todavía puede mantener una alta actividad antibacteriana después de simular el desgaste diario. La liberación de iones de zinc aumenta significativamente después del tratamiento con desgaste, y el efecto antibacteriano fotocatalítico es sobresaliente.
Tecnología de modificación de la superficie
Los grupos antibacterianos se introducen en la superficie de la resina acrílica a través del injerto químico o la mezcla física. Por ejemplo, mezclar agentes antibacterianos que contienen siloxano con resinas acrílicas pueden dotar la superficie de recubrimiento con hidrofobicidad y propiedades antibacterianas, reduciendo la adhesión bacteriana. Además, la introducción de agentes nano-antibacterianos (como nano-silver) puede mejorar aún más el rendimiento antibacteriano, pero su dispersión debe controlarse para evitar la aglomeración.
Antibacteriano ambientalmente sensible
Algunos recubrimientos acrílicos pueden desencadenar mecanismos antibacterianos a través de estímulos ambientales como la humedad y la luz. Por ejemplo, en un entorno húmedo, la tasa de liberación del agente antibacteriano en el recubrimiento se acelera, mejorando así el efecto antibacteriano. Esta característica es adecuada para los requisitos antibacterianos en entornos de alta humedad, como baños y cocinas.
En segundo lugar, el rendimiento y los factores de influencia del rendimiento contra el molde
Mecanismo contra el molde
El rendimiento contra el molde del recubrimiento acrílico depende principalmente de su densa estructura superficial y baja tasa de absorción de agua. Por ejemplo, al optimizar la fórmula de resina y el proceso de curado, se puede reducir la porosidad de la superficie de recubrimiento, inhibiendo así la adhesión y el crecimiento de las esporas de moho. Además, agregar fungicidas (como las isotiazolinonas) puede mejorar aún más el efecto anti-molde, pero se debe prestar atención a su compatibilidad con la resina.
La influencia de las condiciones ambientales
El crecimiento del moho requiere la satisfacción de tres elementos: humedad, temperatura y sustrato de nutrientes. Por ejemplo, en un entorno con una temperatura que oscila entre 25 y 30 ℃ y una humedad de ≥80%, la tasa de crecimiento del moho se acelera significativamente. El recubrimiento acrílico debe tener una buena resistencia al agua y una transpirabilidad para evitar que la acumulación de agua en la superficie cause crecimiento del moho. Además, el valor de pH de la superficie de recubrimiento también afecta el rendimiento contra el molde. Un ambiente neutral o débilmente alcalino es más propicio para inhibir el crecimiento del moho.
Durabilidad a largo plazo
The anti-mold performance of acrylic coating may decline over time. For instance, in outdoor environments, ultraviolet radiation and rain erosion may cause the coating surface to age and the anti-mold agent to be lost, thereby reducing the anti-mold effect. Therefore, the service life of the coating needs to be prolonged by adding light stabilizers and weather-resistant resins.
Third, the key factors affecting the antibacterial and antifungal performance
Types and dosages of antibacterial agents
The antibacterial effect of inorganic antibacterial agents (such as zinc oxide and silver ions) is long-lasting, but it may affect the transparency and mechanical properties of the coating. Organic antibacterial agents (such as quaternary ammonium salts) have a fast antibacterial speed, but their heat resistance and durability are relatively poor. For instance, excessive silver ion content may cause the coating to discolor, and the addition amount of zinc oxide needs to be controlled at 5-10% to balance the antibacterial performance and coating performance.
Characteristics of resin matrix
The glass transition temperature (Tg) and crosslinking density of acrylic resin affect the release rate of antibacterial agents. For example, high Tg resin can slow down the release of antibacterial agents and prolong the antibacterial effect; Moderate crosslinking can enhance the density of the coating and reduce the adhesion of mold. In addition, the stronger the hydrophobicity of the resin, the better its anti-mold performance.
Construction and curing conditions
The temperature and humidity of the construction environment affect the curing effect and antibacterial and antifungal performance of the coating. For instance, curing under low-temperature or high-humidity conditions may lead to uneven internal stress in the coating, reducing its durability. In addition, the curing time and light intensity will also affect the cross-linking and fixation effect of the antibacterial agent.
Fourth, application scenarios of antibacterial and antifungal performance
Medical facilities
The antibacterial performance requirements for coatings in hospital wards, operating rooms and other places are extremely high. For instance, acrylic antibacterial coatings can be applied to walls and furniture surfaces to reduce the risk of bacterial transmission. Such coatings need to have highly efficient antibacterial properties (such as an inhibition rate of ≥99% against Escherichia coli and Staphylococcus aureus) and long-term durability.
Food processing plant
Mold contamination in the food processing environment must be strictly controlled. For instance, acrylic anti-mold coating can be applied to workshop walls and equipment surfaces to prevent mold growth and food contamination. Such coatings need to have chemical resistance (such as resistance to acids, alkalis, and cleaning agents) and low VOC emissions to meet food safety requirements.
Public buildings
The walls and floors in public places such as schools and shopping malls are prone to microbial contamination. For instance, acrylic antibacterial and anti-mold coatings can be applied to frequently touched areas such as bathrooms and elevator buttons, reducing the risk of cross-infection. Such coatings need to be wear-resistant and easy to clean in order to maintain long-term antibacterial effects.
Fifth, strategies for enhancing antibacterial and antifungal performance
Composite antibacterial system
By compounding inorganic antibacterial agents with organic antibacterial agents, a broad-spectrum antibacterial effect can be achieved. For example, the synergistic effect of zinc oxide and quaternary ammonium salt antibacterial agents can simultaneously inhibit the growth of bacteria and molds. In addition, the addition of photocatalysts (such as titanium dioxide) can enhance the photocatalytic antibacterial performance of the coating.
Surface microstructure control
By regulating the microscopic morphology of the coating surface (such as roughness and porosity), the adhesion of microorganisms can be reduced. For instance, the application of superhydrophobic surface technology can make the contact Angle of the coating surface ≥150°, thereby inhibiting the adhesion of mold spores. In addition, surface patterning design can also reduce the contact area for microorganisms.
Long-lasting anti-mold technology
The action time of fungicides is prolonged through slow-release technology. For instance, fungicides can be encapsulated in microcapsules, allowing them to be gradually released during the application of the coating, thereby maintaining a long-term fungicidal effect. In addition, adding self-healing materials can enable the coating to automatically repair itself after being damaged and restore its anti-mold performance.
