抗菌陶瓷课件.pptVIP

抗菌陶瓷 日本是研究开发抗菌陶瓷最早的国家 TOTO公司1993开发了光催化抗菌陶瓷 INAX公司开发了含银抗菌陶瓷 产品主要有两类: 具有抗菌性能的金属离子掺杂型抗菌陶瓷 银离子和其他抗菌成分的缓释溶出抑制微生物 二氧化钛光催化型抗菌陶瓷 半导体光催化反应产生羟基自由基 第一节 陶瓷用无机抗菌剂 一、抗菌陶瓷用无机抗菌剂选择原则 要具有很强的耐高温能力，耐温500~1000℃ 长期的抗菌有效性 和陶瓷制品中各组分有良好的相容性 适应陶瓷制备工艺 对原制品的外观、质量无影响 二、抗菌陶瓷用无机抗菌剂的种类及特征 (一)金属离子掺杂型抗菌材料（主要是Ag+） 银型无机抗菌剂的抗菌作用机理： 1.银离子缓释杀菌抗菌机理 低浓度破坏细胞膜 结合酶蛋白的巯基，降低细胞原生质活性酶的活性 不能分解净化微生物 2.银离子的活性氧抗菌机理 高氧化态银和水或空气作用，O2-和·OH自由基攻击细胞膜，导致微生物细胞膜蛋白质变性. 可排除细菌残骸 3.金属离子掺杂型抗菌材料的性能指标 尚无具有权威性的标准 日本自发修订《银等无机抗菌剂的自主规格及其抗菌试验法》 规定的无机抗菌剂性能指标如下： (1)抗菌有效性 对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑制浓度(MIC)800μg/mL (2)安全性 急性毒性2000mg/kg,无刺激反应,基因突变为阴性 4.金属离子掺杂型抗菌材料的种类 根据载体类型分类： 沸石抗菌剂、磷酸复盐抗菌剂、硅胶抗菌剂、膨润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂、托勃莫来石抗菌剂 引入抗菌成分的方法 离子交换法、熔融法和吸附法 抗菌陶瓷中使用的金属离子型抗菌剂 磷酸复盐抗菌剂、膨润土抗菌剂、可溶性玻璃抗菌剂 (1)磷酸复盐抗菌剂 ①磷酸钛盐抗菌剂 Ag+在抗菌剂晶体中稳定，缓释， 抗菌持久 ②磷酸锆盐抗菌剂 通过离子交换将Ag+引入磷酸锆晶体，在光照条件下，光催化作用（机理），抗菌广谱、持久 (2)膨润土抗菌剂 膨润土：典型的层状黏土矿物， 层间的阳离子易被交换 Ag+很快游离并还原，有毒性，不能保久的抗菌，容易变色，影响外观 (3)可溶性玻璃抗菌剂 成份：磷酸盐、硼酸盐、氧化还原剂和铜盐、银盐 缓释Ag+产生抗菌效果 （二）TiO2光催化型抗菌材料 利用室外紫外光，具有光催化抗菌作用 中国建筑材学研究院： 稀土/纳米TiO2，扩展光谱利用范围 第二节 抗菌陶瓷的制备 一、金属离子溶出型抗菌陶瓷的制备 陶瓷生产是一个复杂的过程原料选择、坯釉料制备、成型、生坯干燥、施釉、烧成 抗菌陶瓷的制备关键是抗菌陶瓷釉的制备 (一)抗菌釉用原料 釉：施于陶瓷坯体表面上的一层极薄的玻璃体 制备 ：可耐温800~1350℃抗菌剂添加到釉料 (二)釉的基本性质及坯釉适应性 1.釉的基本性质 (1)釉的熔融温度 无固定的熔点，在一定的温度范围内逐渐熔融，分上限温度和下限温度 熔融温度下限是指釉的软化变形点，习惯上称为釉的始熔温度 熔融温度上限是指釉的成熟温度，即釉料充分熔化并在坯上铺展成具有要求性能的平滑优质釉面，通常称为釉的熔化温度或烧成温度 与釉的化学组成、细度，均匀程度和烧成时间的长短密切相关 (2)釉熔体黏度 取决于其化学成分，决定其高温流动性能 黏度过小，则流动性过大， 黏度过大，则流动性差 (3)釉的膨胀系数 同一釉料由于添加氧化物的种类和数量不同釉的膨胀系数也不同 同种氧化物由于基釉不同，对膨胀系数的影响也有所差别 直接影响到釉层在坯体上的附着、开裂、崩裂 (4)釉的机械强度 使成品釉层稍受压应力，提高成品的机械强度 (5)釉的弹性 与釉层厚薄及化学成分有关 弹性好的釉抵抗破坏的能力强 物体受到外力时其体积或形状发生变化，内部产生抵抗外力的内应力，外力解除后即恢复到原来的状态 2.坯釉适应性 指熔融性能良好的釉熔液冷却后与坯体紧密结合成完美的整体，不开裂也不剥脱的能力 影响因素： (1)坯釉间的膨胀系数差 釉坯 釉坯 增加SiO2或增加B2O3用量 (2)坯釉中间层 ——坯釉在烧成过程中相互间发生反应，接触部位形成化学组成与结构不同于坯和釉的中间层。 影响坯和釉的结合 (3)釉层厚度 影响釉的弹性 坯釉间膨胀系数的差值 釉层薄时，中间层厚度增加，其作用相对增强。 (三)抗菌釉料配方、工艺及施釉 根据要制作的产品特性、采用的坯体类型和釉料的种类及其大致的化学组成 1.釉料配方的一般原则 釉必须具备良好的熔融温度、熔体性质及釉面性能 釉的膨胀系数应接近坯的膨胀系数，并可略小一点， 能在烧成过程中与坯体形成一定厚度的中间层 保证釉有良好的弹性和抗张强度。 对气氛敏感要小，对普通的色剂应能保证呈色效果 釉浆要有合适的工艺性能 合