洗衣机长期工作于潮湿环境,容易滋生细菌,另外,洗涤的衣物和洗衣机的操作按键、旋钮上也存在大量细菌,为保证健康,需作抗菌处理。
1.洗衣机应用的抗菌方法 目前在洗衣机中应用较广泛的抗菌方法主要有:①在洗衣机上安装能产生杀菌物质的附件。例如加装臭氧发生器产生臭氧杀菌;②在洗衣机的某些零部件中添加抗菌剂,使其成为具有抗菌功能的材料。例如在滚筒洗衣机的外筒搪瓷釉料中添加抗菌剂。若将两种方法组合使用,会起到互补作用,使抗菌效果更全面、彻底、高效。
2.抗菌作用及机理
(1)臭氧发生器
洗衣机工作时,臭氧气体通过气泵从洗衣机底部注入洗衣筒,在筒内与水作用形成臭氧水。臭氧在水中很不稳定,时刻发生氧化还原反应,产生十分活泼、具有强烈氧化作用的单原子氧(O)及氧化能力极强的羟基(OH)。首先与有机物细胞壁的脂类物质的双键起反应,穿破细胞壁,再作用于细胞壁的外壳蛋白脂和糖,使细胞的通透性发生改变。最后导致细胞溶解、死亡,从而起到杀菌消毒作用。臭氧可以杀灭各种微生物,如细菌繁殖体、细菌芽细、病毒、真菌。
(2)抗菌功能材料
抗菌剂根据其构成物的性质可分为三类:①有机系列抗菌剂;②天然系列抗菌剂;③无机系列抗菌剂。有机抗菌剂的特点为杀菌速度快、抗菌范围广,但安全性和化学稳定性差,易水解、使用寿命短,不适应高温加工,高温分解物甚至有毒,故在洗衣机中使用受到一定限制,有被无机抗菌剂取代的趋势。天然抗菌剂以天然原材料作为抗菌剂,例如以甲壳素为原料的壳聚糖、大蒜素等,但在洗衣机中还没有应用的先例。
目前洗衣机中以无机抗菌剂应用较多,其中以银、锌及其化合物应用最广泛。银系列抗菌材料属于一类无机抗菌材料。无机载银抗菌材料具有持续性、持久性、广谱性,耐热性好、安全性高、不易产生耐药性等特点。银系列抗菌材料主要有载银羚基磷灰石、磷酸锆钠银、载银沸石、硅硼酸钠银等。银具有较高的催化能力,足以使其周围空间产生具有强氧化性可以灭菌的氧原子;Ag+可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-SH),迅速与其结合,使蛋白酶丧失活性,细胞丧失分裂增殖能力而死亡。细菌被Ag+杀灭后,又从细菌尸体中游离出来,再与其它菌落接触,周而复始进行上述过程。
3.其它抗菌新技术
纳米技术为抗菌剂的应用提供了新途径,并使抗菌性能得到很大改善。例如选择Ag+作为功能材料,用纳米SiO2-X(粒径15~20nm)作为载体,将上述纳米复合材料用于滚筒洗衣机的外筒,能充分发挥纳米银粉体的抑菌作用,使抗菌性能具有缓释性,保证洗衣机时刻处于自身清洁状态,消除对衣物的二次污染。为使Ag+稳定地存留在纳米SiO2-X的微孔中,采用纳米级Al2O3(粒径30nm)把含Ag+的纳米SiO2-X包覆起来作成原始粒径为70nm的纳米复合抗菌材料。在湿度大于70%的环境下(此条件有利于细菌繁殖),纳米Al2O3开始塌陷,使Ag+按照试验确定的速度缓释。根据Ag+的释放速度及有效的抗菌剂量计算出粉体中功能元素Ag+的合理含量,确保其与洗衣机寿命同期,从而达到高效长久的抗菌抗霉目的。
4.展望 随着新技术的涌现,应用抗菌技术洗衣机的抗菌性能必将得到改善,抗菌范围也会不断扩大;各种抗菌技术将会综合应用于洗衣机,抗菌技术在洗衣机中的应用方兴未艾,并且在抗菌的同时还会兼顾环保、材料性能等,科技的发展必将推动抗菌技术及应用研究,更多、更先进的抗菌方法将会应用在洗衣机中。