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国内抗菌塑料主攻三大技术难题

  2011年家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能系列国家标准实施,对家电产品的抗菌防霉性能和安全性提出了严格的要求。这意味着家电企业在推出抗菌家电产品时,必须满足抗菌家电标准的要求。抗菌塑料的研究和使用由此成为家电行业关注的热点。
  
  国内掀起抗菌家电热潮
  
  王先生想换台冰箱,但在电器琳琅满目的商场里选购时,发现各家品牌除了宣传节电环保等功能外,还有各种杀菌功能,一时间不知如何选择。
  
  时下,市场上不少冰箱、洗衣机都冠以“环保”、“数字”、“抗菌”等新概念,但抗菌冰箱是否真能杀菌,又是哪些材料在起作用?
  
  据专家介绍,目前市场上的抗菌冰箱主要是在冰箱的内胆、门胆、门把手处采用了抗菌塑料,可抑制细菌生长。
  
  家用电器抗菌标准的实施,意味着不久的将来,家电在出厂时,需要经相关机构检测,并贴上由全国卫生产业企业管理协会抗菌产业分会认证的“抗菌”、“防霉”绿色标志。
  
  这一标准备受家电企业关注。海尔、美的、格力等企业纷纷对旗下的抗菌家电产品进行审查,着手抗菌家电的研究,以满足家电抗菌标准的要求。
  
  家电行业是抗菌材料应用范围最广、最成熟的领域。因为塑料具有质轻、不锈蚀、绝缘性好等优点,所以在家电生产的很多环节要用到塑料。有电视节目称,洗衣机、电冰箱是最容易藏污纳垢的电器,危害人的健康。使用抗菌塑料替代普通塑料成为家电行业发展的趋势。
  
  抗菌塑料需求潜力巨大
  
  随着人们对产品安全与卫生意识的增强,全球抗菌塑料市场的规模不断扩大。相关研究报告预测,到2015年,全球抗菌塑料的工业应用市场规模达到14亿英镑,用于消费品的产品价值为10.3亿英镑,全球20%的塑料制品具有抗菌功能。
  
  目前,日本等发达国家的抗菌家电产品普及率非常高。日本早在上世纪90年代初就推出抗菌冰箱、抗菌洗衣机等家用电器,目前抗菌家电占家电市场份额超过50%。日本的抗菌塑料涵盖所有塑料品种,每年用量超过150万吨,是人均抗菌剂使用量最大的市场,并将目光投向欧美和中国的抗菌产品市场。
  
  我国的抗菌塑料近几年来得到快速发展,应用领域在不断拓宽。2008年,国家技术质量监督检疫总局陆续颁布实施家电抗菌、除菌的一系列标准。2011年,家电抗菌国家标准的颁布,进一步规范了抗菌塑料在家电行业的应用。目前,国内对抗菌塑料的需求量为15万吨/年,抗菌聚丙烯在抗菌塑料中占有重要的份额,国内消耗量超过5万吨/年。
  
  “这个用量不大,因为以前我国在家电抗菌材料的使用上没有强制的立法和统一的标准。随着家电抗菌标准的出台,‘抗菌’的概念会越来越深入人心,国内对抗菌聚丙烯的需求也会越来越大,预计每年需求量增长20%甚至更多。”中国石化北京化工研究院副总工程师张师军对抗菌聚丙烯的市场前景充满信心。
  
  抗菌塑料需批量化生产
  
  抗菌家电的国家标准为抗菌材料生产商提供了机遇,也带来了挑战。
  
  
  
  目前,国内还没有抗菌塑料专用料,家电企业只能通过在聚丙烯原料中加入抗菌母粒的方法制备抗菌产品。加工过程易产生团聚、变色、热分解等问题,而且二次造粒法会产生多次热历史,导致生产过程能耗大、成本高、质量不稳定,下游厂家很难批量生产抗菌塑料制品。此外,抗菌母粒厂家多、规模小,很难达到国家抗菌标准,家电企业难以选择。
  
  作为国内第一大塑料供应商,中国石化每年有几十万吨聚丙烯用在洗衣机和冰箱上。“要实现抗菌塑料的批量生产,就要在装置造粒过程中直接生产抗菌聚丙烯。这样既可保证产品质量的稳定,又能满足市场对抗菌聚丙烯的大量需求。”负责抗菌聚丙烯新产品开发项目的北京化工研究院有关负责人表示。
  
  出售已添加抗菌剂的聚丙烯,会不会导致抗菌剂含量不统一,客户使用不便?
  
  “有了统一的国家标准,这个问题不难解决。”张师军介绍说。在聚合装置生产抗菌聚丙烯的过程中,企业会严格按照国家标准来执行,使产品达到国家抗菌防霉标准,用户能直接使用。
  
  张师军指出,抗菌聚丙烯的研发存在三大技术难点。
  
  一是抗菌聚丙烯的抗菌剂添加量难以把握。目前,在生产抗菌塑料制品时,需加入大量抗菌剂。而在抗菌聚丙烯聚合装置在线生产中,为避免影响塑料性能,还需加入抗氧剂等助剂,而无法加入大量抗菌剂。
  
  二是保证抗菌塑料的寿命与性能。抗菌剂在塑料制品表面时,才能起到杀菌作用。抗菌剂是损耗型的,要靠塑料制品内部的抗菌剂迁移出来,并到达塑料制品表面释放出来,继续形成“保护膜”。迁移速度太快,会影响抗菌塑料的使用寿命;速度太慢,抗菌剂迁移不到表面,又不能保证塑料制品的抗菌性能。
  
  三是抗菌塑料生产装置的长周期运行。在装置生产中,要保证生产和产品性能的稳定性,解决各种生产难题,需要技术人员不断跟进,以保证装置的长周期运行。
  
  目前,北京化工研究院已经用母料法试生产出抗菌聚丙烯产品,而要实现批量生产,将产品推向市场,仍需在摸索中不断前行。

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