第一,接触反应机理。负载在缓释性载体上的金属离子逐渐释放,带正电荷的金属离子接触带负电荷的微生物细胞膜时,二者依靠库仑引力牢固地吸附在一起,金属离子穿透细胞壁进入细胞内,与有机物的硫代基、羧基、羟基发生反应,使蛋白质凝固,破坏细胞合成酶的活性,细胞因丧失分裂增殖能力而死亡;同时微生物的电子传输系统、呼吸系统、物质传送系统等也遭到破坏。无机金属离子抗菌剂通过添加到涂料中能在低浓度下发挥持久的抗菌效果。银系抗菌剂的抗菌机理就属于此类。
第二,加入抗菌剂后,材料表面分布着微量的金属元素,能起到催化活性中心的作用。该活性中心能吸收环境的能量,激活吸附在材料表面的空气或水中的氧,产生羟基自由基和活性氧离子。这些羟基自由基和活性氧离子具有很强的氧化还原能力,能破坏细胞的增殖能力,抑制或杀灭细菌,产生抗菌性能。氧化物型抗菌剂的抗菌机理就属于此类。氧化物型抗菌剂是具有光催化作用的物质,主要包括纳米TiO2和纳米,ZnO等,它们通过对光线的吸收,利用光催化作用产生大量的羟基自由基和氧自由基,而这两种自由基都具有很强的化学活性,能使各种微生物发生有机物质氧化反应,从而对与涂膜接触的微生物具有抑制和杀灭作用。由于纳米粒子本身没有参与反应,故没有任何损失,因此添加这类抗菌剂的涂料具有长效的抗菌作用。