Análise de propriedades antibacterianas e antifúngicas na superfície de sólido acrílico
O desempenho antibacteriano e antifúngico da superfície sólida acrílica é influenciado pela tecnologia de modificação da resina, tipos de aditivos e condições ambientais. A análise a seguir é conduzida a partir de três aspectos: mecanismo antibacteriano, desempenho antifúngico e fatores de influência:
Primeiro, as fontes e mecanismos das propriedades antibacterianas
Dopagem com agente antibacteriano
Antibacterial functions can be endowed to the coating by introducing inorganic antibacterial agents (such as zinc oxide, silver ions) or organic antibacterial agents (such as quaternary ammonium salts) into acrylic resin. For instance, zinc oxide can generate photocatalytic activity under ultraviolet light irradiation, releasing zinc ions to destroy the cell membranes of bacteria, thereby inhibiting bacterial proliferation. Experiments show that the acrylic coating containing zinc oxide can still maintain high antibacterial activity after simulating daily wear. The release of zinc ions significantly increases after wear treatment, and the photocatalytic antibacterial effect is outstanding.
Surface modification technology
Grupos antibacterianos são introduzidos na superfície da resina acrílica através de enxerto químico ou mistura física. Por exemplo, a mistura de agentes antibacterianos contendo siloxano com resinas acrílicas pode dotar a superfície do revestimento com hidrofobicidade e propriedades antibacterianas, reduzindo a adesão bacteriana. Além disso, a introdução de agentes nano-antibacterianos (como Nano-Silver) pode melhorar ainda mais o desempenho antibacteriano, mas sua dispersibilidade precisa ser controlada para evitar aglomeração.
Antibacteriano ambientalmente responsivo
Alguns revestimentos acrílicos podem desencadear mecanismos antibacterianos através de estímulos ambientais como umidade e luz. Por exemplo, num ambiente húmido, a taxa de libertação do agente antibacteriano no revestimento acelera, aumentando assim o efeito antibacteriano. Esta característica é adequada aos requisitos antibacterianos em ambientes de alta umidade, como banheiros e cozinhas.
Em segundo lugar, o desempenho e os fatores que influenciam o desempenho antimofo
Mecanismo anti-mofo
The anti-mold performance of acrylic coating mainly depends on its dense surface structure and low water absorption rate. For instance, by optimizing the resin formula and curing process, the porosity of the coating surface can be reduced, thereby inhibiting the adhesion and growth of mold spores. In addition, adding fungicides (such as isothiazolinones) can further enhance the anti-mold effect, but attention should be paid to their compatibility with the resin.
The influence of environmental conditions
The growth of mold requires the satisfaction of three elements: moisture, temperature and nutrient substrate. For instance, in an environment with a temperature ranging from 25 to 30℃ and a humidity of ≥80%, the growth rate of mold significantly accelerates. The acrylic coating should have good water resistance and breathability to prevent water accumulation on the surface from causing mold growth. In addition, the pH value of the coating surface also affects the anti-mold performance. A neutral or weakly alkaline environment is more conducive to inhibiting mold growth.
Long-term durability
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
A temperatura de transição vítrea (TG) e a densidade de reticulação da resina acrílica afetam a taxa de liberação de agentes antibacterianos. Por exemplo, a resina TG alta pode diminuir a liberação de agentes antibacterianos e prolongar o efeito antibacteriano; A reticulação moderada pode aumentar a densidade do revestimento e reduzir a adesão do mofo. Além disso, quanto mais forte a hidrofobicidade da resina, melhor seu desempenho anti-molde.
Condições de construção e cura
A temperatura e a umidade do ambiente de construção afetam o efeito de cura e o desempenho antibacteriano e antifúngico do revestimento. Por exemplo, a cura sob condições de baixa temperatura ou alta umidade pode levar a estresse interno desigual no revestimento, reduzindo sua durabilidade. Além disso, o tempo de cura e a intensidade da luz também afetarão o efeito de reticulação e fixação do agente antibacteriano.
Quarto, cenários de aplicação de desempenho antibacteriano e antifúngico
Instalações médicas
Os requisitos de desempenho antibacteriano para revestimentos em enfermarias hospitalares, salas de operações e outros lugares são extremamente altas. Por exemplo, revestimentos antibacterianos acrílicos podem ser aplicados a paredes e superfícies de móveis para reduzir o risco de transmissão bacteriana. Tais revestimentos precisam ter propriedades antibacterianas altamente eficientes (como uma taxa de inibição ≥99% contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus) e durabilidade a longo prazo.
Planta de processamento de alimentos
A contaminação por fungos no ambiente de processamento de alimentos deve ser rigorosamente controlada. Por exemplo, o revestimento acrílico antimofo pode ser aplicado em paredes de oficinas e superfícies de equipamentos para evitar o crescimento de mofo e a contaminação de alimentos. Esses revestimentos precisam ter resistência química (como resistência a ácidos, álcalis e agentes de limpeza) e baixas emissões de COV para atender aos requisitos de segurança alimentar.
Edifícios públicos
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
Ao regular a morfologia microscópica da superfície do revestimento (como rugosidade e porosidade), a adesão de microrganismos pode ser reduzida. Por exemplo, a aplicação de tecnologia de superfície superhidrofóbica pode tornar o ângulo de contato da superfície do revestimento ≥150°, inibindo assim a adesão de esporos de mofo. Além disso, o design da padronização da superfície também pode reduzir a área de contato com microorganismos.
Tecnologia antimofo de longa duração
O tempo de ação dos fungicidas é prolongado através da tecnologia de liberação lenta. Por exemplo, os fungicidas podem ser encapsulados em microcápsulas, permitindo que sejam libertados gradualmente durante a aplicação do revestimento, mantendo assim um efeito fungicida a longo prazo. Além disso, a adição de materiais autocurativos pode permitir que o revestimento se repare automaticamente após ser danificado e restaure seu desempenho antimofo.
