Phân tích các đặc tính kháng khuẩn và kháng nấm trên bề mặt chất rắn acrylic
Hiệu suất kháng khuẩn và kháng nấm của bề mặt rắn acrylic bị ảnh hưởng bởi công nghệ sửa đổi nhựa, các loại phụ gia và điều kiện môi trường. Phân tích sau đây được thực hiện từ ba khía cạnh: cơ chế kháng khuẩn, hiệu suất kháng nấm và các yếu tố ảnh hưởng:
Đầu tiên, các nguồn và cơ chế của tính chất kháng khuẩn
Tác nhân kháng khuẩn doping
Các chức năng kháng khuẩn có thể được cung cấp cho lớp phủ bằng cách giới thiệu các tác nhân kháng khuẩn vô cơ (như oxit kẽm, ion bạc) hoặc các chất kháng khuẩn hữu cơ (như muối amoni bậc bốn) vào nhựa acryl. Ví dụ, oxit kẽm có thể tạo ra hoạt động quang xúc tác dưới sự chiếu xạ ánh sáng cực tím, giải phóng các ion kẽm để phá hủy màng tế bào của vi khuẩn, do đó ức chế sự tăng sinh của vi khuẩn. Các thí nghiệm cho thấy lớp phủ acrylic có chứa oxit kẽm vẫn có thể duy trì hoạt động kháng khuẩn cao sau khi mô phỏng hao mòn hàng ngày. Việc giải phóng các ion kẽm tăng đáng kể sau khi điều trị hao mòn và tác dụng kháng khuẩn quang xúc tác là nổi bật.
Công nghệ sửa đổi bề mặt
Các nhóm kháng khuẩn được đưa lên bề mặt nhựa acrylic thông qua ghép hóa học hoặc pha trộn vật lý. Ví dụ, pha trộn các chất kháng khuẩn có chứa siloxane với nhựa acrylic có thể tạo ra bề mặt lớp phủ với tính kỵ nước và tính chất kháng khuẩn, làm giảm độ bám dính của vi khuẩn. Ngoài ra, việc giới thiệu các tác nhân kháng sinh nano (như nano-bạc) có thể tăng cường hơn nữa hiệu suất kháng khuẩn, nhưng khả năng phân tán của chúng cần được kiểm soát để tránh tích tụ.
Kháng khuẩn phản ứng môi trường
Một số lớp phủ acrylic có thể kích hoạt các cơ chế kháng khuẩn thông qua các kích thích môi trường như độ ẩm và ánh sáng. Ví dụ, trong môi trường ẩm ướt, tốc độ giải phóng của tác nhân kháng khuẩn trong lớp phủ tăng tốc, do đó tăng cường tác dụng kháng khuẩn. Đặc điểm này phù hợp cho các yêu cầu kháng khuẩn trong môi trường có độ ẩm cao như phòng tắm và nhà bếp.
Thứ hai, hiệu suất và các yếu tố ảnh hưởng của hiệu suất chống vàng
Cơ chế chống vàng
Hiệu suất chống đồng sáng của lớp phủ acrylic chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt dày đặc và tốc độ hấp thụ nước thấp. Ví dụ, bằng cách tối ưu hóa công thức nhựa và quá trình bảo dưỡng, độ xốp của bề mặt lớp phủ có thể giảm, do đó ức chế độ bám dính và sự phát triển của bào tử nấm mốc. Ngoài ra, việc thêm thuốc diệt nấm (như isothiazolinones) có thể tăng cường hơn nữa hiệu quả chống đúc, nhưng cần chú ý đến khả năng tương thích của chúng với nhựa.
Ảnh hưởng của điều kiện môi trường
Sự phát triển của nấm mốc đòi hỏi sự hài lòng của ba yếu tố: độ ẩm, nhiệt độ và chất nền dinh dưỡng. Ví dụ, trong một môi trường có nhiệt độ dao động từ 25 đến 30 và độ ẩm ≥80%, tốc độ tăng trưởng của nấm mốc tăng tốc đáng kể. Lớp phủ acrylic nên có khả năng chống nước và hơi thở tốt để ngăn chặn sự tích tụ nước trên bề mặt gây ra sự phát triển của nấm mốc. Ngoài ra, giá trị pH của bề mặt lớp phủ cũng ảnh hưởng đến hiệu suất chống đúc. Một môi trường kiềm trung tính hoặc yếu có lợi hơn để ức chế sự phát triển của nấm mốc.
Độ bền lâu dài
Hiệu suất chống mid của lớp phủ acrylic có thể giảm theo thời gian. Ví dụ, trong môi trường ngoài trời, bức xạ cực tím và xói mòn mưa có thể khiến bề mặt lớp phủ tuổi và tác nhân chống đúc bị mất, do đó làm giảm hiệu ứng chống đúc. Do đó, tuổi thọ dịch vụ của lớp phủ cần được kéo dài bằng cách thêm chất ổn định ánh sáng và nhựa chống thời tiết.
Thứ ba, các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất kháng khuẩn và kháng nấm
Các loại và liều lượng của các tác nhân kháng khuẩn
Tác dụng kháng khuẩn của các chất kháng khuẩn vô cơ (như oxit kẽm và các ion bạc) là lâu dài, nhưng nó có thể ảnh hưởng đến tính minh bạch và tính chất cơ học của lớp phủ. Các tác nhân kháng khuẩn hữu cơ (như muối amoni bậc bốn) có tốc độ kháng khuẩn nhanh, nhưng độ bền và độ bền của chúng tương đối kém. Ví dụ, hàm lượng ion bạc quá mức có thể khiến lớp phủ bị đổi màu và lượng oxit kẽm cần phải được kiểm soát ở mức 5-10% để cân bằng hiệu suất kháng khuẩn và hiệu suất lớp phủ.
Đặc điểm của ma trận nhựa
Nhiệt độ chuyển đổi thủy tinh (TG) và mật độ liên kết ngang của nhựa acrylic ảnh hưởng đến tốc độ giải phóng của các chất kháng khuẩn. Ví dụ, nhựa TG cao có thể làm chậm sự giải phóng của các tác nhân kháng khuẩn và kéo dài tác dụng kháng khuẩn; Liên kết ngang vừa phải có thể tăng cường mật độ của lớp phủ và giảm độ bám dính của khuôn. Ngoài ra, tính kỵ nước của nhựa càng mạnh, hiệu suất chống đúc của nó càng tốt.
Điều kiện xây dựng và bảo dưỡng
Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường xây dựng ảnh hưởng đến hiệu quả bảo dưỡng và hiệu suất kháng khuẩn và kháng nấm của lớp phủ. Ví dụ, việc chữa khỏi trong điều kiện nhiệt độ thấp hoặc độ ẩm cao có thể dẫn đến căng thẳng bên trong không đồng đều trong lớp phủ, làm giảm độ bền của nó. Ngoài ra, thời gian bảo dưỡng và cường độ ánh sáng cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng liên kết ngang và cố định của tác nhân kháng khuẩn.
Thứ tư, các kịch bản ứng dụng của hiệu suất kháng khuẩn và kháng nấm
Cơ sở y tế
Các yêu cầu về hiệu suất kháng khuẩn đối với lớp phủ trong phường bệnh viện, phòng mổ và các nơi khác là cực kỳ cao. Ví dụ, lớp phủ kháng khuẩn acrylic có thể được áp dụng cho các bức tường và bề mặt đồ nội thất để giảm nguy cơ truyền vi khuẩn. Các lớp phủ như vậy cần phải có đặc tính kháng khuẩn hiệu quả cao (chẳng hạn như tỷ lệ ức chế ≥99% so với Escherichia coli và Staphylococcus aureus) và độ bền lâu dài.
Nhà máy chế biến thực phẩm
Ô nhiễm nấm mốc trong môi trường chế biến thực phẩm phải được kiểm soát nghiêm ngặt. Ví dụ, lớp phủ chống đúc acrylic có thể được áp dụng cho các bức tường hội thảo và bề mặt thiết bị để ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc và ô nhiễm thực phẩm. Các lớp phủ như vậy cần phải có khả năng kháng hóa chất (như khả năng kháng axit, kiềm và chất làm sạch) và khí thải VOC thấp để đáp ứng các yêu cầu an toàn thực phẩm.
Tòa nhà công cộng
Các bức tường và sàn nhà ở những nơi công cộng như trường học và trung tâm mua sắm dễ bị nhiễm vi khuẩn. Ví dụ, lớp phủ kháng khuẩn acrylic và chống mild có thể được áp dụng cho các khu vực thường xuyên chạm vào các khu vực như phòng tắm và nút thang máy, làm giảm nguy cơ nhiễm chéo. Các lớp phủ như vậy cần phải chịu hao mòn và dễ làm sạch để duy trì các tác dụng kháng khuẩn lâu dài.
Thứ năm, các chiến lược để tăng cường hiệu suất kháng khuẩn và kháng nấm
Hệ thống kháng khuẩn tổng hợp
Bằng cách kết hợp các tác nhân kháng khuẩn vô cơ với các tác nhân kháng khuẩn hữu cơ, có thể đạt được một tác dụng kháng khuẩn phổ rộng. Ví dụ, tác dụng hiệp đồng của oxit kẽm và các chất kháng khuẩn muối amoni bậc bốn có thể đồng thời ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc. Ngoài ra, việc bổ sung các chất xúc tác quang (như titan dioxide) có thể tăng cường hiệu suất kháng khuẩn quang xúc tác của lớp phủ.
Kiểm soát cấu trúc bề mặt
Bằng cách điều chỉnh hình thái hiển vi của bề mặt lớp phủ (như độ nhám và độ xốp), độ bám dính của vi sinh vật có thể giảm. Ví dụ, việc áp dụng công nghệ bề mặt siêu thấm nước có thể làm cho góc tiếp xúc của bề mặt lớp phủ ≥150 °, do đó ức chế độ bám dính của bào tử nấm mốc. Ngoài ra, thiết kế tạo khuôn bề mặt cũng có thể làm giảm khu vực tiếp xúc cho các vi sinh vật.
Công nghệ chống vàng lâu dài
Thời gian hành động của thuốc diệt nấm được kéo dài thông qua công nghệ giải phóng chậm. Ví dụ, thuốc diệt nấm có thể được gói gọn trong các viên nang siêu nhỏ, cho phép chúng được giải phóng dần dần trong quá trình áp dụng lớp phủ, do đó duy trì hiệu ứng nấm lâu dài. Ngoài ra, việc thêm các vật liệu tự phục hồi có thể cho phép lớp phủ tự động tự sửa chữa sau khi bị hỏng và khôi phục hiệu suất chống đúc của nó.
