科创中国

行业领域

新材料技术

需求背景

随着人们对健康生活的不断追求,为了防止各种细菌对人类的干扰,抗菌材料的研究一直是热点问题。

聚丙烯作为工业用纺织品的主要原料,聚丙烯产品分布在人们的日常生活中的各个方面,对其纤维和非织造布样进行抗菌处理有着重要的实际意义。

本文着手于聚丙烯纤维及非织造布的抗菌改性方面,以纳米氧化锌为抗菌剂,采用了熔融静电纺丝和纺粘法的方式制备了抗菌型聚丙烯纤维和非织造布并对其性能进行了测试。

用自制的熔融电纺装置制备了不同含量(1%-5%)的纳米ZnO超细抗菌聚丙烯纤维。

用扫描电镜观察了平均直径为16μm的超细聚丙烯纤维的形貌。

分别用能谱仪(EDS)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)对其结构和元素分布进行了表征。

当氧化锌含量大于1%时,纤维表面可以看到明显的锌元素分布,有利于抗菌活性的提高。

根据差示扫描量热法(DSC)的加热曲线,纳米ZnO的添加量对聚丙烯纤维的结晶度影响不大,

需解决的主要技术难题

抗菌PP作为一种应用前景广阔的材料，在医疗器械、家电、电子电器、汽车内饰等诸多领域拥有广泛的应用。

但是通常使用的抗菌PP材料，其生产制备方式具有重金属污染、耐热性差、药效持续时间短、抑菌广谱性差、有毒，成本高等弊端。

我们希望通过开发和使用新型抗菌剂添加剂，通过物理或者化学改性的方式开发新一代的抗菌PP材料，在满足优异抗菌效果的同时，满足材料的使用性能要求，降低生产成本。

期望实现的主要技术目标

检测项目 检测方法 标准灰分

DIN EN ISO 1172 20±2

熔体质量流动速率

DIN EN ISO 1133 ≥15

拉伸强度

DIN EN ISO 527-2 ≥30MPa

弯曲强度

DIN EN ISO178 ≥40MPa

简支梁无缺口冲击强度

DIN EN ISO 179-1 ≥20MPa

简支梁缺口冲击强

度 DIN EN ISO 179-1 ≥2.5 MPa

抑菌有效成分含量 —— ≥95%热稳定性

VW - 44045-2016 ≥700 h

耐刮擦性能

PV3952-2002 ≤1.5

未来3年“一种抗菌PP材料的研发项目”的预期目标：

产品类型：5-10种

生产产能：≥ 1000吨

销售收入：20亿元

申请专利：5-10项

获得主机厂认证：100项

需求解析

解析单位：“科创中国”黑龙江科技服务团（黑龙江省科学技术协会） 解析时间：2022-11-24

黄剑华

哈尔滨工业大学

教授

综合评价

抗菌PP材料对沾污在塑料上的细菌、霉菌、醇母菌、藻类甚至病毒等起抑制或杀灭作用，通过抑制微生物的繁殖来保持自身清洁。 在应用上，抗菌PP材料主要用于家电的按钮、封条、内部件等容易滋生霉菌的部位。冰箱侧重于门封条、内胆、果蔬盒等的抗菌，洗衣机下水管道的防霉、按钮薄膜的抗菌很重要，空调主要侧重于空调过滤网的抗菌，小家电侧重于与食物接触的部分和按钮薄膜的抗菌，厨房电器大多会在内胆涂层、按钮和把手上使用抗菌材料。

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