小分子類殺菌劑易殘留在水中造成水體的二次污染，且容易與水中的腐殖質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生各種致癌物質(zhì)和致突變的鹵化物，對人體危害極大。近年來出現(xiàn)了高分子殺菌劑，將抗菌基團(tuán)共價(jià)結(jié)合在不溶性載體上，這不僅可以有效地避免二次污染，而且可以重復(fù)利用。由于抗菌基團(tuán)集中在載體表面且濃度高，也使消毒時(shí)間縮短，因此高分子抗菌劑已成為目前水處理劑研究的熱點(diǎn)。目前共價(jià)型高分子抗菌劑的研究主要集中于季銨鹽、季磷鹽及吡啶鹽等。
對于殺菌機(jī)理的研究，目前認(rèn)為小分子季銨鹽的殺菌作用過程可以分為6步：（1）吸附到菌體表面；（2）穿透細(xì)胞壁；（3）與細(xì)胞壁結(jié)合；（4）擾亂細(xì)胞膜組成；（5）胞內(nèi)物質(zhì)如鉀離子、DNA、RNA等的泄露；（6）菌體死亡。
高分子化后的季銨鹽型接觸消毒劑的殺菌機(jī)理目前尚不十分清楚，但一般認(rèn)為，其作用過程也服從以上步驟。季銨鹽分子帶正電，經(jīng)高分子化后，相對分子量增大，電荷密度提高。由于微生物細(xì)胞表面帶負(fù)電，而且細(xì)胞膜內(nèi)含有的磷脂以及一些膜蛋白水解也帶負(fù)電，因此，消毒劑相對分子量的增大有助于（1），（3），（4）步的進(jìn)行。同時(shí)，由于相對分子量增大，分子變大，在擴(kuò)散纏頭細(xì)胞壁時(shí)的阻力也增大，因此，（2）步受到阻抑。但就綜合效果而言，高分化的消毒劑比相同結(jié)構(gòu)的小分子單體的抗菌性和穩(wěn)定性均有大幅度提高。
目前，對固化不溶性高分子殺菌劑材料的研究，清華大學(xué)、貴州大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)有以纖維束、硅膠、尼龍樹脂、強(qiáng)酸性陽離子樹脂等為載體進(jìn)行表面接枝季銨鹽型高分子材料。
以硅膠為例，制備有機(jī)高分子季銨鹽類殺菌劑，分別以4-溴丁酰氯和氯丙基三甲基硅烷為活性劑，以A、B、C型柱層析硅膠和H型薄層層析硅膠為載體，在硅膠表面接枝聚乙烯亞胺制備水不溶性殺菌劑固定化有機(jī)高分子季銨鹽類殺菌劑，并檢驗(yàn)新制備殺菌劑的殺菌性能，通過細(xì)菌和霉菌的抗菌實(shí)驗(yàn)得出此類殺菌劑對細(xì)菌有高效的殺滅作用，對霉菌的殺菌效果略低，因此在實(shí)際應(yīng)用中，對于含霉菌較多的循環(huán)水處理可適當(dāng)延長殺菌時(shí)間。此類硅膠殺菌劑經(jīng)紅外觀普掃描，出現(xiàn)的特征峰證實(shí)硅膠表面已接枝了PET。采用掃描電鏡對硅膠和殺菌劑終產(chǎn)品進(jìn)行觀察，看到硅膠的形狀非常規(guī)則，斷裂面非常齊整，顆粒大小較勻稱；經(jīng)過反應(yīng)后其表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了非常明顯的變化，不僅大小不均，而且顏色深淺不一，這種變化只是發(fā)生在顆粒表面，這說明合成反應(yīng)主要發(fā)生在硅膠顆粒的表面，新制備的殺菌劑屬于表面接枝型殺菌劑。
通過對工業(yè)循環(huán)水處理實(shí)驗(yàn)的研究，所研制的固定化高分子殺菌劑對冷卻水具有較好的殺菌效果。
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