Industrie- und Verbraucherpolymere können mikrobiell angegriffen werden, was zu unerwünschten Effekten wie Fleckenbildung, Geruch und physischem Abbau führen kann.
Bakterien und Pilze ernähren sich von den meisten Kunststoff- und Polymeradditiven – was oft zu einem möglichen Verlust der Produktintegrität führt. Dies gilt insbesondere für Anwendungen im Außenbereich, wo ständige Umweltbelastungen die Lebensdauer eines unbehandelten Artikels drastisch verkürzen.
Antimikrobielle Additive für Polymere bieten hervorragende Vorteile.
Interessieren Sie sich für den Unterschied zwischen antimikrobiell und antibakteriell?
Vorteile von antimikrobiellem Kunststoff
Ein antimikrobieller Kunststoffzusatz bietet wertvollen Schutz für Polymere. Er wird in eine Vielzahl von Kunststoffen & eingearbeitet, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern. Dadurch wird ihre Lebensdauer verlängert, ihre Ästhetik bewahrt und die biologische Belastung der Oberfläche reduziert.
Unsere antimikrobiellen Ultra-Fresh-Behandlungen sind für alle Arten der Polymerherstellung geeignet, einschließlich Spritzguss oder Rotationsguss, Extrusion, Blasfolien, Kalandrieren oder Beschichtungen.
Wirkstoffe zur Herstellung von antimikrobiellem Kunststoff?
In der Vergangenheit betrachtete die Kunststoffindustrie – insbesondere die Vinyl- und Polyurethanschaumindustrie – 10,10′-Oxybisphenox-Arsen oder „OBPA“ als den goldenen Standard für antimikrobiellen Schutz. Dieses Biozid auf Arsenbasis wurde aufgrund seiner niedrigen Kosten und seiner antimikrobiellen Wirksamkeit bevorzugt.
Heute kann OBPA in Europa nicht verwendet werden, da es nicht in der BPR-Liste aufgeführt ist und in die EU importierte Waren dieses Biozid nicht enthalten dürfen. Außerdem wird OBPA derzeit von der US-Umweltschutzbehörde geprüft.
Infolgedessen wurde eine Generation neuerer, umweltfreundlicherer und ebenso wirksamer antimikrobieller Optionen entwickelt, um OBPA zu ersetzen (lesen Sie mehr über OBPA-Ersatzstoffe für antimikrobiellen Polyurethanschaum).
Zu den gängigsten Additiven, die zur Herstellung antimikrobieller Kunststoffe verwendet werden, gehören verschiedene Isothiazolinonbehandlungen, Zinkpyrithion, Thiabendazol und antimikrobielle Silberprodukte. Jeder Wirkstoff hat seine Stärken und Schwächen.
Zum Beispiel haben Zink und Silber bei niedrigen Konzentrationen eine starke antibakterielle Wirkung, aber es sind hohe Konzentrationen erforderlich, um angemessene antimykotische Eigenschaften zu erzielen. Andere, wie Isothiazolinone und Thiabendazol, haben robuste antimykotische Profile, sind aber nicht so wirksam gegen bakteriellen Befall.
Synergistische Kombinationen verschiedener Wirkstoffe können den Gesamtverbrauch an antimikrobiellen Mitteln senken, wirtschaftliche Einsparungen ermöglichen und, was am wichtigsten ist, eine überlegene antimikrobielle Leistung erbringen.
Im Rahmen unseres Engagements für Innovation haben wir uns mit VinylPlus® und dem Vinyl Sustainability Council zusammengetan, um gemeinsam Initiativen zur Beseitigung gefährlicher Inhaltsstoffe und Verfahren in der Vinylherstellungsindustrie zu starten.
Brauchen Sie Unterstützung bei der Auswahl der besten antimikrobiellen Additive für Kunststoffe? We can help. Wir bieten gemischte Kombinationen in flüssiger Form an oder helfen Ihnen bei der Erstellung eines maßgeschneiderten antimikrobiellen Masterbatches.
Wie werden antimikrobielle Kunststoffe hergestellt?
Antimikrobielle Additive für Polymere können durch direkte Zugabe oder als antimikrobielles Masterbatch während des Herstellungsprozesses angewendet werden.
Ein antimikrobielles Masterbatch kann in Trägern geliefert werden, die für die meisten Polymere geeignet sind, einschließlich PVC, PE, HDPE, PP, Polyamid, Polyester, ABS, Polycarbonat und Styrolkunststoffe.
Antimikrobielle Additive für Kunststoffe werden auch zur Behandlung von elastomeren Polymeren und Kautschuken wie TPEs und TPVs verwendet.
Einige Ultra-Fresh-Behandlungen sind von der FDA und EPA für den Kontakt mit Lebensmitteln zugelassen und in den europäischen EFSA-Richtlinien enthalten. Darüber hinaus eignen sich antimikrobielle Silberprodukte für Anwendungen in der Hochtemperaturverarbeitung und für transparente Typen wie ABS und Polycarbonat.
Erfahren Sie mehr über die Behandlung von Polymerprodukten mit einer antimikrobiellen Beschichtung für Kunststoffe.
Wie werden antimikrobielle Kunststoffe getestet, um sicherzustellen, dass sie funktionieren?
Bei der Betrachtung eines neu hergestellten Polymers sind antimikrobielle Additive nicht erkennbar. Antimikrobielle Zusatzstoffe für Kunststoffe geben keinen Geruch ab. Sie sollten keinen Farbunterschied verursachen und sind auf der Oberfläche nicht zu sehen oder zu spüren. Tatsächlich sehen antimikrobielle Kunststoffe genauso aus wie unbehandelte. Wie funktioniert also antimikrobieller Kunststoff und wie kann er getestet werden?
Zur Bewertung der Leistung antimikrobieller Polymeradditive stehen zahlreiche Testmethoden zur Verfügung, die von Organisationen wie der American Association of Textile Chemists and Colorists (AATCC), der American Society for Testing and Materials (ASTM), der International Organization for Standardization (ISO) und der Japanese Industrial Standard (JIS) entwickelt wurden.
Solche standardisierten Testmethoden werden oft für bestimmte Arten von Materialien, Endanwendungen oder antimikrobielle Wirkstoffe entwickelt; daher ist die Wahl der richtigen Testmethode entscheidend.
Gebräuchliche Testmethoden zur Bewertung antimykotischer Polymere sind die ASTM G21 und die AATCC-Methode 30, während antibakterielle Kunststoffe häufig nach ISO 22196 oder JIS Z 2801 geprüft werden.
Polymermaterialien, die für den Einsatz im Meer oder im Freien bestimmt sind, werden häufig auch auf ihre Anfälligkeit für Rosafärbung mit Hilfe der ASTM E1428 geprüft (mehr über Rosafärbung erfahren Sie in unserem Blogartikel mit dem Titel: Pink Staining On Vinyl – A Problem).
Wenden Sie sich an unsere Labore, um mehr über die Tests zu erfahren, die wir routinemäßig für unsere Kunden durchführen.
Wie funktionieren antimikrobielle Kunststoffe?
Die folgenden Fotos veranschaulichen den Nutzen antimikrobieller Additive für Kunststoffe. Unter den richtigen Bedingungen können Schimmel und Mehltau auf unbehandeltem Vinyl gedeihen, indem sie das Polymer als Nahrungsquelle nutzen.
Durch Zugabe von antimikrobiellen Additiven für Polymere während des Herstellungsprozesses wird das Vinyl resistent gegen mikrobielles Wachstum. Dadurch bleiben die Ästhetik und die Zugfestigkeit erhalten, während die Lebensdauer des PVC-Produkts verlängert wird.
Beide Vinylproben wurden nach ASTM G21 getestet.
Wie funktionieren antibakterielle Kunststoffe?
Die folgenden Fotos zeigen die Wirksamkeit von antibakteriellem Kunststoff.
Zwei Polymerproben, eine mit dem antibakteriellen Ultra-Fresh-Zusatz und eine ohne antibakterielle Behandlung, wurden nach ISO 20743 getestet.
Die gleichen Mengen an Bakterien (Methicillin-resistenter Staphylococcus aureus, auch bekannt als „MRSA“) wurden jeder Probe zugesetzt und dann 24 Stunden lang bei 37C/98F (Körpertemperatur) bebrütet.
Danach wurden beide Proben untersucht, um festzustellen, wie viele Bakterien noch vorhanden waren.
Wie auf den Fotos unten zu sehen ist, wurden aus dem unbehandelten Kunststoff große Mengen an Bakterien gewonnen. Im Gegensatz dazu wurden nur sehr wenige Bakterien aus dem antibakteriellen Kunststoff gewonnen.
Das folgende Diagramm zeigt, wie sich antibakterieller Kunststoff im Laufe der Zeit verhält. Die gleiche Anzahl von Bakterien wurde einem antibakteriellen Kunststoff und dem gleichen unbehandelten Polymermaterial zugesetzt.
Die Proben wurden 24 Stunden lang bei 37° C (Körpertemperatur) bebrütet. Danach wurde die Anzahl der verbleibenden Bakterien bestimmt.
Die Bakterien auf dem unbehandelten Polymer wuchsen exponentiell (von etwa 50.000 auf über 500.000!).
Der antibakterielle Kunststoff wies jedoch nach dem gleichen Zeitraum 99,9 % weniger Bakterien auf als die unbehandelte Probe.
Wollen Sie weitere Vergleichsfotos sehen? Besuchen Sie unsere antimikrobielle Fotogalerie.
Wo wird antimikrobieller Kunststoff verwendet?
Antimikrobielle Polymere und antibakterieller Kunststoff werden in vielen Endanwendungsbereichen eingesetzt. Im Folgenden haben wir einige Beispiele für Endanwendungen aufgeführt.
- Haushaltswaren: Schneidebretter, Wandverkleidungen, Haushaltsgeräte, Toilettensitze, Bodenbeläge, Matratzen
- Gewerbe: PVC-Jalousien, Autoinnenausstattung, Verpackungen, Schilder, Elektronik, Sitzmöbel
- Fitness: Yogamatten, Schuhe, Seesäcke, Sportgeräte
- Bauprodukte: Bodenbeläge, Vinylverkleidungen, Fenster, Isolierung, Rohrleitungen, Dachbahnen
- Gesundheitswesen: Geschäftsbedarf, medizinische Geräte, Sitzmöbel, Arbeitsplatten, Aufbewahrung
Für weitere Informationen über die antimikrobiellen Ultra-Fresh-Additive für Polymere kontaktieren Sie uns bitte!
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Erfahren Sie mehr über unsere anderen antimikrobiellen Anwendungen:
- Antimikrobielle Gewebebehandlung
- Antimikrobieller Polyurethanschaum
- Antimikrobielle Bodenbeläge und Teppiche
- Antimikrobielle Beschichtungen