اخبار

تمیز نگه داشتن مواد پلاستیکی با افزودنی های ضدمیکروبی

برگردان: محمدحسن محمدزاده مقدم
بسپار- جهان امروز نیاز فزاینده ای به مواد ضدمیکروبی دارد؛ اما از سوی دیگر، محدودیت های انتخاب مواد شیمیایی مناسب برای این امر نیز در حال افزایش است. تامین کنندگان این حوزه دست به استفاده از راه حل های جدید زده اند، و حتی بعضی از آنها به مواد گیاهی موجود در طبیعت بدین منظور روی آورده اند.
با این حال، حل این مسئله با ظهور زیست¬مندهای مقاوم به پادزی مشکل¬تر شده است. لیس مولونی، مدیر بازاریابی و توسعه سلامت شرکت سایِسِنت می¬افزاید: استفاده از مواد ضدمیکروبی موثر علیه زیستمندهای مقاوم به پادزی، نقش حیاتی در کنترل رشد این زیست¬مندها روی سطح ایفا می¬کند و مانع از پخش شدن این زیست¬مندهای مقاوم می گردد.
تعداد کمی از مواد ضدمیکروبی که در تماس با بدن انسان مشکلی ایجاد نمی¬کنند، می¬توانند شرایط بالای دمایی فرایندهای بسپارهای گرمانرم را تحمل کنند. یکی از این مواد نقره می¬باشد. چندین شرکت تولیدکننده-از جمله شرکت سایسنت- مواد ضدمیکروبی حاوی نقره را پیشنهاد می¬دهند. مواد ضدمیکروبی حاوی نقره از خطرات احتمالی میکروب¬ها نظیر باکتری¬ها، قارچ¬ها، کپک، مخمرها و جلبک- که تمامی آنها توانایی تخریب ماده، لک¬های دور از دید، آلودگی، بوی نامطبوع و تشکیل فیلم زیستی را دارند- محافظت می-کند.
محصول شرکت سایسنت به نام آجیون، نوعی فناوری رهایش کنترل شده ماده ضدمیکروبی می¬باشد که با استفاده از یک فرایند تبادل یون برای کنترل میزان رهایش ماده فعال یونی عمل می¬کند. حامل غیرفعال زئولیتی را می¬توان با یون¬های نقره، مس و یا روی فعال کرد. شرکت ساینست چندین گونه با ترکیب¬های مختلفی از یون¬های فلزی و گونه¬هایی با یک نوع یون فلزی تولید می¬کند.
علت استفاده از زئولیت پایداری آن در شرایط دمایی و فرایندی تحت نیروهای برشی در آمیزه¬سازی و سایر روش¬های معمول فرایندی می¬باشد. مونولی می¬افزاید: این ماده نمگیر بوده، اما با اجرای مراحل ساده مشکل جذب رطوبت توسط این ماده حل خواهد شد.
مولونی، به عنوان مثال، به شرکت تولیدکننده کاتتر جراحی اشاره می¬کند که نیاز به ضدمیکروب بودن هر دو سطح داخلی و خارجی این کاتترها امری ضروری است. این شرکت از محصول آجیون ضدمیکروبی به صورت مستربچ بهره می¬برد (این شرکت همچنین افزودنی خالص را نیز به شرکت¬هایی که امکان آمیزه¬سازی را دارند بفروش می¬رساند). نتایج اخیرِ مطالعات بالینی ۸۶ نوزادی که از کاتترهای ورید نافی استفاده می¬کردند نشان داد که بیمارانی که با کاتترهای اصلاح نشده تحت مداوا قرار گرفتند نرخ عفونتی برابر ۲۲% داشتند، در حالی¬که در بیماران معالجه شده با کاتترهای اصلاح شده با آجیون نرخ عفونت برابر ۲% مشاهده شد.
گروه تخصصی ضدمیکروبی دیگر، به نام میکروبان، بیش از ۲۰ فناوری مختلف در سبد خود دارد که از هر دو علم شیمی مواد الی و معدنی در آنها استفاده شده است. اما امروزه توده محصولات گرمانرم که از میکروبان استفاده می¬کنند با نقره و روی اصلاح می شود. بر اساس ادعای این شرکت، تعادل بین قیمت و کارایی برای کاربران این فناوری قابل قبول است. جاناتان کلَپ، مدیر فنی شرکت میکروبان در انگلیس می¬افزاید: جاذبه این فناوری منجر به گسترش آن در قاره¬های مختلف آمریکا، آسیا، اروپا و آفریقا شده است.
وی همچنین اضافه می¬کند: فناوری¬های جدید با نگاه بهبود کارایی، همچون افزودنی¬های نسل آینده، در حال توسعه هستند. امید است این فناوری¬ها فاصله ایجاد شده بین ضدعفونی کردن سطح با استفاده از شوینده-های مایع و فناوری¬های موجود را کم کند.
بر اساس اظهارات کلَپ، محصول تریکلوسان (۵-کلرو-۲-[۲،۴-دی کلرو پنتاکسی] فنول) شرکت میکروبان در اروپا بفروش نمی¬رسد. این مسئله بطور عمده¬ به درک مصرف¬کننده مرتبط است که چه محصولی را برای مصرف انتخاب کند. وی ادامه می¬دهد: تریکلوسان به عنوان ماده جلوگیری¬کننده از فساد، بسیار موثر بوده و در بخش¬های دیگر جهان یک آفت¬کش مهم به شمار می¬آید.
کلَپ اظهار می¬دارد: محصولات ساخته شده از مواد آلی شرکت میکروبان شامل “روی پریتیون”، “ایزوتیازولینون” و “تیابندازول” می¬باشند. در این شرکت راه¬حل ها بر اساس بهترین فناوری ممکن برای مواد و کاربرد رشد و توسعه می¬یابند. ما قادریم هردو راهکار ضدباکتریایی و ضدقارچی را به بازار پیشنهاد دهیم.
ماده افزودنی ضدمیکروبی با نام تجاری آلفاسَن، محصول شرکت میلیکِن، حاوی یون¬های نقره بوده که در سوخت و ساز باکتری¬ها اختلال ایجاد کرده و مانع از رشد یا تکثیر آنها می¬گردد.
محصولات حفاظت ضدمیکروبی شرکت سَنیتایزد در کاربردهایی نظیر کف اتاق، در، ریل¬های محافظ، کانال تهویه (بخصوص در سامانه¬های تهویه هوا)، ابزارآلات پزشکی، توالت، دست¬شویی و سینک ظرف¬شویی قابل استفاده¬اند.
راه حل پایدار
وی از بین محصولات جدید شرکت یاد شده به محصول Sanitized PL 12-32 اشاره می¬کند که دارای فرمول-بندی جدید با مقاومت بالاتر در برابر آب و پایداری در برابر پرتو UV برای کاربردهای برونگاهی همچون چادر می¬باشد. محصول جدید دیگر این شرکت Sanitized PL 12-33 بوده و با برخورداری از خواصی چون پایداری حرارتی بالا برای کاربردهای درونگاهی مانند کف اتاق و لوازم منزل مناسب است.
هانی اشاره می کند: سامانه¬های حاوی رزین و نرم¬کننده، پوشش¬ها و اسفنج¬های بکار رفته در بسیاری از محصولات انعطاف¬پذیر PVC، در برابر حمله میکروب¬ها بسیار آسیب¬پذیر هستند. این مسئله زمانی قوت می-یابد که در کاربردهای بیرونی و با حضور آنزیم¬های خارج یاخته¬ای در میکروب¬ها، تخریب نرم¬کننده و سایر افزودنی¬ها بوقوع می¬پیوندد. این امر سبب ترد و شکننده شدن محصولات PVC می¬گردد. با استفاده از محصولات جدید شرکت سنیتایزد می¬توان عمر مفید محصولات PVC را افزایش داد.
در ماه آوریل، شرکت امریکِم اعلام کرد با بهره¬گیری از فناوری لایف متریال وابسته به شهر بانکوک موفق به راه¬اندازی خط تولید مستربچ های ضدمیکروبی مناسب برای پلاستیک¬ها و الیاف مصنوعی، با نام تجاری اِنشیلد گشته است. شرکت امریکم ادعا می¬کند این محصولات برای کاربردهای بهداشتی آشپزخانه و حمام مناسب هستند. اگرچه این شرکت بازار آسیا را بطور خاص مد نظر گرفته است، اما این محصولات با قوانین اروپا و ایالات متحده آمریکا نیز مطابقت دارد. مواد فعال موجود در این محصول مانع رشد باکتری، قارج، کپک و جلبک می¬شود.
تام اِلفسِن، مدیرکل فناوری لایف متریال (و هم¬چنین سرپرست سابق شرکت میکروبان) می¬افزاید:” این مستربچ¬ها سازگاری بسیار خوبی با بسپارهای شفافی چون پلی¬کربنات، بسپارهای اکریلی و استایرنی دارند. علاوه بر کالاهای بهداشتی، فناوری مواد افزودنی ضدمیکروبی این شرکت برای مصارف ضدقارچ در دماهای کاربری بالا و بسپارهای شفاف و پلاستیک¬های مورد مصرف در محیط خارجی مناسب هستند. این محصولات همچنین برای نایلون و الیاف پلی¬استر موجود هستند.”
وامان کُلکارنی متخصص شرکت آمریکم در زمینه مواد ضدمیکروبی است. وی اظهار می¬دارد اکنون محدوده محصول انشیلد در این شرکت، مواد آلی و معدنی تهیه شده از شرکت¬های گوناگون را شامل می¬شود. اگرچه تمرکز اولیه شرکت در ابتدا روی تولید محصولات حاوی نقره برای پلی¬استر و الیاف پلی¬آمید با دمای فرایندی oC280 بوده است، اما این شرکت محدوده محصولات قابل پوشش را گسترده¬تر ساخته است. وی می¬افزاید: “نکته اساسی این محصول قابلیت پراکنش بسیار بالای مواد افزودنی آن است که در الیاف با قطر کم (دِنیر کم) بسیار حیاتی می¬باشد.”
فناوری لایف¬متریال، همچنین، تامین¬کننده مواد افزودنی ضدمیکروبی آلی و معدنی می¬باشد. پیشنهاد مواد افزودنی معدنی با ضریب شکستی مطابق با بسپارهای پوششی، از ویژگی¬های دیگر این شرکت است.
بازگشت به طبیعت
بر اساس بیانات الفسن، اساسی¬ترین پیشرفت این شرکت مربوط به عصاره گیاهی ضدمیکروبی می¬باشد که قابلیت استفاده از آن در طیف وسیعی از بسپارها برای محافظت در برابر باکتری و قارچ وجود دارد. ” مشتریان مواد ضدمیکروبی بدست آمده از گیاه در حال حاضر مصرف¬کننده این مواد از شرکت ما هستند. علاقه در استفاده از این محصولات جدید، به وجود عناصر سنگینی چون نقره و مس و هم¬چنین مواد شیمیایی مصنوعی مانند ایزوتیازلینون و پیریتیون در محصولات موجود برمی¬گردد. صنعت وسایل خانگی بطور ویژه¬ای مجذوب این فناوری جدید شده است.”
شرکت رنگ پلاستیک¬ها (PCC)-شرکت آمریکایی تولیدکننده و اختلاط کننده مستربچ- برای افزایش رقابت در بازار ابزارآلات و بسته¬بندی پزشکی، در ابتدای سال گذشته فرمول¬بندی ماده ضدمیکروبی میکروبلاک را برای بسپارها معرفی نمود. همچنین اخیرا این شرکت فرمول¬بندی Z را به عنوان محصولی جدی که حاوی روی پیریتیون است به بازار عرضه کرد.
تیم وُرکمن، نائب¬رئیس توسعه بازار بیان می¬دارد که دو محدوده مختلف محصولات جایگاه خود را در بازار دارند. “نقره محیطی ناامن برای میکروب ایجاد می¬کند؛ بنابراین مانع بسط تجمعات آنها می شود. اما باعث کشته شدن آنها نمی¬گردد. از سوی دیگر، روی بیش از یک قارچ¬کش بوده و در محصولاتی که تماس با رطوبت دارند به خوبی عمل می کند.”
ورکمن می¬افزاید محصولات شرکت میکروبلاک برای کاربردهای خاص با توجه به نیاز مشتری قابلیت طراحی دارد. این محصولات می¬توانند با رنگ¬ها و سایر افزودنی¬های عامل¬دار ترکیب شوند. هم¬چنین شرکت فوق موفق به تولید فرمول¬بندی¬های حاوی روی پیریتیون گشته که امکان استفاده در پلاستیک¬های با دمای فرایندی بالا را فراهم می¬آورد.
شرکت پارکس پلاستیک یکی از تازه¬ترین شرکت¬های وارد شده به عرصه بازار مواد ضدمیکروبی می¬باشد. این شرکت هلندی ادعا می¬دارد که با استفاده از تقلید زیستی و فناوری نانو تغییرات ذاتی در پلاستیک بوجود آورده که منجر به تولید پلاستیک¬های ضدمیکروبی ۱۰۰% ایمن و زیست سازگار با خواص فیزیکی-مکانیکی مناسب گشته که در مقابل باکتری¬ها و میکروزیستمندها مقابله می¬کند.
این شرکت بیان می¬دارد عناصری که بصورت طبیعی در بدن و نباتات وجود داشته و منجر به ایجاد حائلی در مقابل باکتری و عفونت می ¬وند را مورد مطالعه و بررسی قرار داده است. از این بین، عنصر روی به عنوان یکی از عناصر مورد مطالعه، در محصولات این شرکت وجود دارد. فناوری سَنی¬پلیمر شرکت پارکس¬پلاستیک جایگزینی جدید، ایمن و غیر سمی علاوه بر راه¬حل¬های موجود کنونی بازار پیشنهاد می¬دهد.
میشِله فیوری، یکی از بنیان¬گذاران شرکت فوق الذکر می¬افزاید: “محصولات سنی¬پلیمر سمی نبوده و در تماس با بدن و یا طبیعت کاملا ایمن هستند. اثر پادباکتریایی آنها بطور خاص دیواره یاخته¬های باکتری را هدف قرار داده و با شکستن این دیواه¬رها سبب مرگ آنها می¬شوند (یا سبب متوقف شدن تکثیر باکتری می-گردند)”.
فیوری می افزاید، این فناوری میزان مهاجرت را زیر مقدار تعیین شده توسط شرکت جهانی غذا و دارو (FDA) یعنی ppb10 نگه داشته و در نتیجه نیاز به تایید صلاحیت FDA برای پلاستیک¬های در تماس با مواد غذایی ندارد.
پیتر گوگنبیچلر، رئیس شرکت آمیس ¬ِک، یکی از جنبه¬های مهم رشد میکروب¬ها روی سطح را تشکیل فیلم زیستی می¬داند که از تجمع باکتری¬ها شکل می¬گیرد. این شرکت نوپا که در شهر کوزن در کشور اتریش واقع است، به توسعه و تهیه مجوز فناوری¬های مختص به سطوح عاری از میکروب بر پایه مواد اسیدی می¬پردازد. این شرکت به تولید مواد افزودنی و مستربچ¬های سفارشی اهتمام دارد. محصولات این شرکت در حال حاضر در شرکت¬های اتریشی مصرف می¬شوند.
یک فیلم زیستی ضخامتی در حدود μm150 داشته و باکتری¬های موجود در آن با سازوکارهای مختلفی از خود در مقابل اثرات خارجی محافظت می¬کنند. به عنوان نمونه، این باکتری¬ها پلی¬ساکاریدهای چسبناک را به خود جذب می¬کنند که منجر به اتصال آنها به سطح می¬گردد و زنده¬مانی آنها را تحت شرایط محیطی فراهم می¬آورند.
گوگنبیچلر می¬گوید، فقدان مواد غذایی در یک فیلم زیستی می¬تواند منجر به کاهش قابل توجه فعالیت¬های زیستی خارجی باکتری گردد. در نتیجه، میکروزیست¬مندهای موجود در یک فیلم زیستی را نمی¬توان با آنتی-بیوتیک¬ها یا مواد گندزدا از بین برد. بر اساس توضیحات وی، غلظت آفت¬کش مورد نیاز برای از بین بردن باکتری¬های سسیل ۱۰۰ برابر بیشتر از غلظت لازم برای از بین بردن باکتری¬های پلانکتونی در یک فیلم زیستی است. بنابراین، وقتی یک فیلم زیستی رشد یافت، بسختی می¬توان آن را از بین برد. پلاستیک¬ها بطور خاص مستعد تشکیل فیلم زیستی هستند، بطوری¬که چندین بسپار، نرم¬کننده و مواد افزودنی مواد غذایی مورد نیاز باکتری¬ها را فراهم می¬آورند.
نقطه ضعف هر فناوری حاوی نقره دوره محدود رهایش یون¬های نقره از سطح می¬باشد. علاوه بر این، فعالیت ضدمیکروبی نقره با حضور مقدار بسیار کم یون گوگرد به شدت کاهش می¬یابد.
گزینه¬های مواد آلی
گوگنبیچلر اشاره می¬کند، صدها ترکیب آلی با خاصیت ضدمیکروبی وجود دارند که از این بین می¬توان ترکیبات آمونیوم چهار ظرفیته، مشتقات ایزوتیازولینون، تریکلوسان و کلروهگزیدین را نام برد.
در یک مقاله علمی به چاپ رسیده توسط گوگنبیچلر و همکاران این نکته ذکر شد که “با الهام از سازوکار دفاعی بدن سطوح اسیدی ایجاد شده با اسید برونشتد-لوری در چندسازه¬های مختلف نشان داد که نسبت به راه¬حل¬های موجود برتری دارد. بر اساس گزارش آنها مولیبدن تری¬اکسید، MoO3، برای از بین بردن باکتری-های سطح مناسب است.
اسید برونشد-لوری بکار رفته در چندسازه¬ها غیر¬سمی بوده و زیست¬سازگاری بالایی از خود نشان می¬دهند. این مواد با ایجاد سطوح اسیدی مانع چسبیدن میکروزیست¬مندها به سطح شده، از رشد آنها و ایجاد فیلم زیستی جلوگیری کرده، و نهایتا منجر به از بین رفتن سریع میکروزیستمندها می¬گردند.
محصولات قابل تولید بر اساس این فناوری شامل مبلمان بیمارستان، کف و دیوارها، محفظه دستگاه، دستگیره در، کلید چراغ، کابل¬ها و کاتترها می¬باشند.
جدول ۱. مزایای فناوری MoO3 نسبت به فناوری های دیگر، بر اساس گزارش شرکت آمیس تک
فناوری قدرت ضدمیکروبی دوره ضدمیکروبی سمیت عدم تهدید محیط زیست پایداری رنگ صدمه به زمینه ایجاد مقاومت کارا بودن در با اعمال شیرینی یا پروتئین قیمت سامانه-نسبت بهره دهی
نقره (Ag+) ✓✓ ✓ ✓ نامناسب تغییر رنگ ✓ ✓ بالا
مس ✓ ✓ بسیار سمی نامناسب تغییر رنگ پلی الفین نامناسب ✓ ✓
آفت¬کش¬های آلی ✓✓ ✓ نامناسب ✓ ✓ مقاومت عرضی ✓
TiO2 + پرتو UV ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ بسپارها نامناسب ✓ ✓
ضدعفونی کننده ✓ کوتاه ✓ نامناسب ✓ ✓ مقاومت عرضی ✓
آنتی¬بیوتیک ✓ کوتاه ✓ نامناسب ✓ ✓ بله بالا
سطوح اسیدی با MoO3 ✓✓✓ ✓✓✓ ✓✓ ✓✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓✓

گذر از OBPA
از آفت¬کش اگزی¬بیس فنوکسارسین (OBPA) بطور گسترده¬ای به مدت ۵۰ سال در PVC و پلی¬یورتان استفاده شده است، اما استفاده از آن در حال حاضر در سال¬های کم رونق خود قرار گرفته است. این ماده بر پایه آرسنیک می¬باشد و اگرچه مقالات علمی ترکیب این ماده با PVC را کم خطر نشان داده¬اند، اما با دور ریختن مواد PVC حاوی OBPA خطر آلودگی محیط و مهاجرت آرسنیک به خاک افزایش می¬یابد.
خرید و فروش OBPA در منطقه یورو از ماه ژانویه سال ۲۰۱۳ توسط سرپرست محصولات آفت¬کش (BPD) کنار گذاشته شد. در ایالات متحد ه آمریکا اگرچه استفاده از OBPA ممنوع نشده اما میزان مصرف آن کاهش یافته است. شرکت تروی با سرمایه¬گذاری در مطالعات سمیت و محیطی سعی بر آن دارد تا محصول میکروپِل خود را مجددا ثبت کند. این مطالعات تا سال ۲۰۱۶ زمان نیاز دارد تا روش¬های جدیدی آزمایش را توسعه دهد. منابع OBPA تا آن زمان به وفور یافت خواهد شد. هم¬چنین در سایر نقاط جهان OBPA در حال حاضر موجود می¬باشد.
در بیانیه¬ای که توسط نائب رئیس شرکت تروی، دیوید فاهرتی، نقل قول شد وی افزود: “برای مصرف¬کنندگانی که تمایل به استفاده از جایگزین OBPA دارند، شرکت تروی فهرست کاملی از محصولات میکروپل بر پایه سایر مواد فعال مانند یدوپروپینیل¬بوتیل کربامات (IPBC) را پیشنهاد می¬دهد که کارایی قابل توجهی در مقایسه با OBPA در کنترل رشد قارچ و لکه¬های صورتی در مواد پلاستیکی از خود نشان می¬دهد.”
فاهرتی محصول جدیدی به نام میکروپل ۱۰۰۰ را معرفی کرد که برای سطوح با خواص ضدباکتری طراحی شده است. کارایی این محصول قابل مقایسه با نمونه¬های مشابه نقره بوده با این تفاوت که قیمت تمام¬شده کم¬تری دارد. وی می¬افزاید، سایر محصولات مواد میکروپل در حال توسعه می¬باشند.
توماس روبیتاله، رئیس بازاریابی فنی پلاستیک در شرکت لُنزا میکروبیال کنترل، بیان می¬دارد: “با گذر از OBPA دوران استفاده از یک نوع ماده ضدمیکروبی در وسایل مصرفی به پایان رسیده است. در حال حاضر مواد ضدمیکروبی مختلف با قابلیت¬های متفاوت با توجه به نوع بسپار مورد استفاده و محیط نهایی مورد مصرف وجود دارند؛ بنابراین با توجه به نوع کاربرد می¬بایست نوع ماده ضدمیکروبی را انتخاب کرد.”
روبیتاله اشاره می کند اکثر مواد ضدمیکروبیِ جایگزین OBPA در PVC-منعطف، همچون OBPA، در نرم¬کننده حل می¬شوند. این عامل نقطه ضعف این مواد محسوب می¬شود، زیرا با مهاجرت نرم¬کننده به سطح نمونه غالب ماده ضدمیکروبی از بسپار خارج شده و خواص ضدمیکروبی آن افت شدیدی می¬کند. در سامانه¬ای که در آن ماده ضدمیکروبی بصورت مکانیکی به زمینه PVC متصل است، کاهش ماده ضدمیکروبی به نسبت کمتر خواهد بود.
کاربردهایی نظیر ورق¬های رو و زیرزمینی می¬توانند با استفاده از مواد ضدمیکروبی با پروفیل حلالیت دوقله¬ای عمر مفید محصول نهایی را افزایش دهند. وی ادامه می¬دهد: شرکت لنزا چنین سامانه¬هایی را به مصرف-کنندگان پیشنهاد می¬دهد. محصولات این شرکت می¬تواند در تمام زمینه¬ها محصول مورد انتظار مشتریان را پیشنهاد دهد. زمینه¬هایی چون محیط با رطوبت بالا، با تابش UV بالا، شستشوی بالا و … .
ماده ضدمیکروبی بوتیل بنزیسوتیازولینون (BBIT)، که شرکت لنزا تحت نام “وَنکوییش ۱۰۰ بنر” آن را عرضه می¬کند، در نرم¬کننده نسبت به PVC انحلال بیشتری دارد. BBIT بخشی از دسته¬بندی مواد شیمیایی که ایزوتیازولینون نام دارد (IT)، محسوب می¬شود. دو نوع دیگر از مواد ضدمیکروبی از خانواده IT در پلاستیک¬ها استفاده می¬شوند: یک ترکیب دی¬کلرو با ایزوتیازولینون (DCOIT) و اکتیل¬ایزوتیازولینون (OIT). این مواد همگی عاملیت شیمیایی و انحلال مشابهی در نرم¬کننده¬ها دارند. هنگامی که BBIT با روی پیریتیون (ZnP) ترکیب می¬شود، پروفیل دوقله¬ای در حلالیت بوجود می¬آید: ZnP، که در نرم¬کننده حل نمی¬شود، با نرم¬کننده به بیرون مهاجرت نمی¬کند. ترکیبی که به ثبت اختراع نیز رسیده است می¬تواند راه¬حل مناسبی برای کاربردهای نیازمند به طول عمر بالا بخصوص کاربردهای زیرزمینی و آبی نظیر غشاها و دیواره های استخر شنا باشد.
جدول ۲. مقایسه موادضدمیکروبی برای PVC- تهیه شده توسط شرکت لنزا
مولفه OBPA DCOIT OIT ZPT BBIT
حالت فیزیکی محصول مایع مایع مایع جامد مایع
انحلال پذیری در آب (ppm) Ppm 5 ۲ ۴۸۰ ۸ ۴۸۰
حلالیت در نرم کننده بالا بالا بالا پایین بالا
محدوده MIC-پایین تر/بالاتر از انحلال پذیری در آب پایین تر بالاتر پاییت تر پایین و بالا پایین تر
پایداری UV ضعیف ضعیف خوب ضعیف خوب
زردشوندگی خوب خوب خوب ضعیف خوب
قابلیت نشت کردن ضعیف/نرم کننده ها ضعیف/نرم کننده ها ضعیف خوب ضعیف
کارایی در برابر قارچ-ASTM G21 خوب خوب خوب خوب خوب
کارایی در برابر باکتری-JIS Z2801 خوب ضعیف ضعیف خوب ضعیف
عملکرد لکه صورتی-ASTM E-1428 خوب ضعیف ضعیف ضعیف ضعیف
کارایی در زیر خاک خوب ضعیف ضعیف خوب ضعیف
OBPA= 10،۱۰ اگسی بیس فنوکسی آرسین ZPT= روی پیریتیون
DCOIT= 4،۵-دی کلرو-۲-(ان-اکتیل)-۴-ایزوتیازولین-۳-۱ BBIT= ان-بوتیل ۱،۲بنزایزوتیازولین-۳-۱
OIT= 2-ان-اکتیل-۴-ایزوتیازولین-۳-۱
چند تفاوت اساسی بین سه خانواده ایزوتیازولینون وجود دارد که به کاربردهای رو-زمینی مرتبط می¬شود. بر اساس گزارش روبیتاله در آزمون میکروبیولوژی همراه با شرایط آب و هوایی تسریع یافته QUV، BBIT گوی سبقت را از OIT و DCOIT ربوده و عملکرد بهتری از خود نشان داده است. وی می¬افزاید: “PVC حاوی DCOIT نسبت به نمونه مشابه حاوی BBIT کمتر دچار زردشدگی می¬شود. از سوی دیگر، که کارایی ضدمیکروبی نمونه حاوی DCOIT (با استفاده از استاندارد ASTM G21) پس از ۲۰ ساعت قرار گرفتن در معرض QUV ناپدید می¬شود. نمونه حاوی OIT تحت این شرایط آزمون تا ۵۰ ساعت دوام آورده، اما این درحالیست که نمونه حاوی BBIT پس از ۱۵۰ ساعت کارایی خود را از دست می¬دهد.
ماده ZnP، که در شرکت لنزا با نام روی اومانیا استفاده می شود، حدود ۷۵ سال پیش توسط شرکت اُلین اختراع شد. کاربرد اصلی این ماده در شامپوهای ضد شوره می¬باشد.
دمای تخریب ZnP برابر oC240 بوده، بنابراین کاربرد آن در پلاستیک¬ها به بسپارهایی که دمای فرایندی آنها پایین¬تر از این دما باشند محدود می¬شود: پلی¬اتیلن و پلی¬پروپیلن، EPDM، PVC و پلی¬یورتان گرمانرم. شرکت لنزا به دنبال راه¬های افزایش دمای تخریب تا oC260 است.
ماده ZnP در پلی¬الفین ها بسیار موثر بوده و گزینه مناسبی برای جایگزینی تری¬کلوسان، که سمی است، می-باشد. پلی¬الفین¬ها از نظر زیستی خنثی بوده و نیازی به مواد ضدمیکروبی ندارند، اما مواد آلی می¬توانند منبع غذایی برای باکتری¬ها را فراهم آورند. از سوی دیگر PVC نرم¬شده منبع غذایی خوبی برای میکروب¬ها به حساب می¬آید.
روبیتاله اشاره می¬کند که ماده ZnP از این لحاظ در اروپا منحصر به فرد است که امکان استفاده از آن در دو دسته از پلاستیک¬ها، یعنی نوع ۹ (بسپارهای محافظ) و نوع ۲ (سطوح محصولات گندزدا) وجود دارد. تنها مواد شیمیایی که چنین قابلیت کاربردی دوگانه را دارند عبارتند از: نقره، سیلیل¬کوات و پلی¬هگزامتیلن بیگوانید (PHMB)؛ اما هیچ یک از این مواد در کاربرد محافظ به کارایی ZnP نمی¬رسند.
علاوه بر این، روبیتاله می¬افزاید استاندارد ASTM E-1428 که درحال حاضر برای آزمون کارایی ضدمیکروبی مورد استفاده قرار می¬گیرد، نیاز به بازنویسی داشته تا بتواند به خوبی جایگزین¬های OBPA را نشان دهد. علت این امر آن است که استاندارد حال حاضر به تشکیل لکه¬های صورتی روی نمونه پلاستیکی که روی لایه¬ای از آگار در پتری دیش قرار گرفته است، می¬پردازد. این آزمون در مورد ماده OBPA موفقیت¬آمیز بوده، زیرا OBPA از PVC نشت کرده و روی سطح آن یک “منطقه بازدارنده” ایجاد می کند. این منطقه از ایجاد لکه¬های صورتی ممانعت به عمل می¬آورد. قابل ذکر است که منشا این لکه¬ها محصولات حاصل از سوخت¬وساز باکتری-ها بوده و مستقیما رنگ خود باکتری نیست. از آنجایی که مواد ضدمیکروبی دیگر منطقه بازدارنده بسیار کوچکتری دارند- حتی اگر نمونه عاری از باکتری باشد- اجازه مهاجرت به لکه¬های صورتی را می¬دهند.
جایگزین¬های جدید که به میزان کمتری به سطح مهاجرت می¬کنند در عین حال که خواص ضدباکتریایی خوبی ایجاد می¬کنند، تشکیل لکه¬های صورتی بر روی نمونه محتمل¬تر است. روبیتاله تاکید دارد طراحی آزمونی که در آن آگار روی نمونه قرار داده می¬شود، اثر منطقه بازدارنده را حذف کرده و در نتیجه نتایج دقیق¬تر و با صحت بالاتری در خصوص رشد باکتری روی نمونه بدست می¬دهد.
شرکت آکروس کمیکالز، تامین¬کننده OBPA، اعلام می¬دارد علاوه بر تامین OBPA در دوره انتقال از فرمول-های حاوی این ماده به محصولات زیست¬سازگارتر، به تامین جایگزین¬های OBPA بصورت کوتاه¬مدت و میان-مدت نیز می¬پردازد.
بر اساس اظهارات شرکت آکروس، OIT قارچ¬کش مناسبی بوده و نسبت به ایزوتیازولینون¬های دیگر برای مصارف داخلی صرفه اقتصادی بیشتری دارد. اما، با توجه به آب¬دوستی بالای این ماده برای کاربردهای برونگاهی مناسب نمی¬باشد.
در حال حاضر شرکت آکروس آفت¬کش¬های بر پایه OIT به دو شکل مایع و مستربچ¬های قرصی شکل را به مصرف¬کنندگان پیشنهاد می¬دهد.

شکل ۱. مناطق بازدارنده بدست آمده توسط مواد آفت کش آکروس
ماده DCOIT با برخورداری از طیف میکروزیست¬شناختی خوب، انحلال¬پذیری بسیار کم در آب (حدود ppm 2) و پایداری UV مناسب در مقایسه با OBPA گزینه خوبی برای کاربردهای خارجی می¬باشد.
دین نیکولز، مدیر محصولات آفت کش آکروس، بیان می¬دارد که تقریبا تمام آفت¬کش¬ها می¬توانند با مواد دیگر حاضر در فرمول¬بندی PVC واکنش دهند. حساس¬ترین ماده موجود در این فرمول¬بندی، پایدارکننده¬های مخلوط فلزات می¬باشند. نیکولز ادامه می¬دهد، شرکت آکروس با آزمودن ناسازگاری بین ایزوتیازولینون¬ها و پایدارکننده¬ها در چند سال گذشته، موفق به ایجاد بانک اطلاعاتی و تجارب مختلف در این زمینه گشته که منجر به توسعه پایدارکننده¬های جدید با کارایی قابل توجه و سازگاری مناسب شده است.
برای اطلاعات بیشتر می¬توانید به وبگاه¬های زیر مراجعه نمایید:
www.akcros.com
www.americhem.com
www.amistec.at
www.life-materials.com
www.lonza.com
www.microban.com
www.millikenchemical.com
www.parxplastics.com
www.plasticscolor.com
www.sanitized.com
www.siessent.com
www.troycorp.com

مرجع
مجله Compounding World، چاپ ماه جولای سال ۲۰۱۴، صفحات ۳۴-۲۱

واژه¬نامه
ضدمیکروبی :Antimicrobial
زیستمند :Organism
پادزی :Antibiotic
گرمانرم :Thermoplast
قارچ : fungi
کپک :Mildew
مخمر :Yeast
جلبک :Algae
فیلم زیستی :Biofilm
فرایند تبادل یون :Ion exchange process
نمگیر :Hygroscopic
کاتتر :catheter
کاتترهای ورید نافی :Umbilical vein catheter
سبد :Portfolio
روی پیریتیون :Zinc Pyrithione
ایزوتیازولینون : Isothiazolinone
تیابندازول : Thiabendazole
سوخت¬وساز :Metabolism
آفت¬کش :Biocide
چادر :Awning
آنزیم خارج یاخته¬ای :Extra-cellular Enzyme
کالای بهداشتی :Sanitary ware
تقلید زیستی :Biomimetic
سفارشی :Tailor-made
ماده گندزدا :Disinfectant
ضد شوره :Anti-dandruff
قارچ¬کش :Fungicide

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا