第一,接觸反應(yīng)機理。負載在緩釋性載體上的金屬離子逐漸釋放,帶正電荷的金屬離子接觸帶負電荷的微生物細胞膜時,二者依靠庫侖引力牢固地吸附在一起,金屬離子穿透細胞壁進入細胞內(nèi),與有機物的硫代基、羧基、羥基發(fā)生反應(yīng),使蛋白質(zhì)凝固,破壞細胞合成酶的活性,細胞因喪失分裂增殖能力而死亡;同時微生物的電子傳輸系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、物質(zhì)傳送系統(tǒng)等也遭到破壞。無機金屬離子抗菌劑通過添加到涂料中能在低濃度下發(fā)揮持久的抗菌效果。銀系抗菌劑的抗菌機理就屬于此類。
第二,加入抗菌劑后,材料表面分布著微量的金屬元素,能起到催化活性中心的作用。該活性中心能吸收環(huán)境的能量,激活吸附在材料表面的空氣或水中的氧,產(chǎn)生羥基自由基和活性氧離子。這些羥基自由基和活性氧離子具有很強的氧化還原能力,能破壞細胞的增殖能力,抑制或殺滅細菌,產(chǎn)生抗菌性能。氧化物型抗菌劑的抗菌機理就屬于此類。氧化物型抗菌劑是具有光催化作用的物質(zhì),主要包括納米TiO2和納米,ZnO等,它們通過對光線的吸收,利用光催化作用產(chǎn)生大量的羥基自由基和氧自由基,而這兩種自由基都具有很強的化學(xué)活性,能使各種微生物發(fā)生有機物質(zhì)氧化反應(yīng),從而對與涂膜接觸的微生物具有抑制和殺滅作用。由于納米粒子本身沒有參與反應(yīng),故沒有任何損失,因此添加這類抗菌劑的涂料具有長效的抗菌作用。