Comment remplacer le photo-initiateur tpo ?
L'ECHA a officiellement annoncé que l'oxyde de diphényle (2,4,6-triméthylbenzoyl)phosphine, également connu sous le nom de photo-initiateur TPO, a été inclus dans le 29e lot de la liste candidate des substances extrêmement préoccupantes (SVHC). Cela porte à 235 le nombre total de substances figurant sur la liste candidate des SVHC. Cela signifie que les entreprises ont une responsabilité importante en ce qui concerne les produits chimiques figurant sur la liste. Elles doivent faire tout leur possible pour gérer les risques et fournir à leurs clients et aux consommateurs des informations détaillées sur l'utilisation sûre de ces substances chimiques. En effet, ces substances seront très probablement incluses dans la liste d'autorisation à un moment ou à un autre. Une fois qu'une substance est incluse, elle est interdite à moins que l'entreprise concernée ne demande avec succès à la Commission européenne l'autorisation de continuer à l'utiliser.
Examinons tout d'abord les informations de base sur le photo-initiateur TPO. Son nom chimique est oxyde de diphényl (2,4,6-triméthylbenzoyl) phosphine, également connu sous le nom de photo-initiateur TPO, avec le numéro CE 278-355-8 et le numéro CAS 7598 0 - 60 - 8. Il est répertorié pour des raisons de toxicité pour la reproduction (article 57 (c)), et est couramment utilisé dans un large éventail de domaines tels que les encres et les toners, les produits de revêtement, les photopolymères, les adhésifs et les produits d'étanchéité, ainsi que les charges, la pâte à modeler en plâtre et bien d'autres.
Si l'on examine l'évolution de la photopolymérisation, on constate qu'il s'agit d'une technologie très particulière. La photopolymérisation désigne principalement le processus de polymérisation des monomères, des oligomères ou des substrats polymères sous l'action de la lumière, qui joue un rôle clé dans le processus de formation des films. Sa grande efficacité, son adaptabilité, sa rentabilité, ses économies d'énergie et son respect de l'environnement en ont fait une technologie clé de l'industrie moderne. La photopolymérisation peut être divisée en deux types : la photopolymérisation traditionnelle par lampe à mercure et la photopolymérisation émergente par LED UV. Les lampes à mercure traditionnelles, si elles ne sont pas éliminées correctement après usage, peuvent provoquer une grave pollution de l'environnement, ce qui est l'une des principales raisons de leur abandon progressif. Le séchage par LED UV émerge progressivement dans le domaine des équipements de séchage en raison de ses nombreux avantages, tels que son efficacité énergétique, sa facilité d'allumage et d'extinction et sa taille compacte. Elle est sur le point de remplacer les lampes à mercure traditionnelles et de devenir la source lumineuse la plus courante.
Dans un système de formulation photopolymérisable, le photo-initiateur ne représente qu'environ 2% - 5% du total, ce qui peut sembler insignifiant, mais il joue en fait un rôle indispensable. En raison des exigences particulières de la réaction de photopolymérisation, les photo-initiateurs doivent absorber la lumière ultraviolette pour générer des radicaux libres qui, à leur tour, initient la réaction de polymérisation et provoquent finalement le durcissement du produit. Les photo-initiateurs traditionnels tels que le 1173 et le 184 ont une longueur d'onde d'absorption maximale dans la région des UVC à courte longueur d'onde, et conviennent donc mieux à la polymérisation avec des lampes à mercure traditionnelles. Les LED UV, quant à elles, se concentrent principalement sur des longueurs d'onde spécifiques telles que 365nm, 385nm, 395nm et 405nm. Parmi ces longueurs d'onde, les photo-initiateurs à base d'oxyde de phosphine présentent des capacités d'absorption relativement importantes. Le photo-initiateur TPO est un représentant typique et est largement utilisé dans le domaine des LED UV. Le TPO présente non seulement les excellentes caractéristiques d'une efficacité d'induction élevée et d'un faible jaunissement, mais il est également relativement abordable. Toutefois, ces dernières années, avec la forte croissance de la technologie de durcissement des LED UV, l'offre mondiale de TPO a été extrêmement restreinte et il est devenu extrêmement difficile d'obtenir un produit unique. Heureusement, ces dernières années, grâce à l'expansion continue de l'échelle de production des principaux fabricants nationaux de photo-initiateurs, associée à l'entrée progressive de nouveaux fabricants, l'offre restreinte de TPO s'est considérablement réduite et le prix est progressivement revenu à des niveaux normaux. La stabilité de l'offre de TPO a également fortement encouragé la poursuite du développement de la technologie LED UV.
Examinons de plus près la classification de la toxicité et l'utilisation restreinte du TPO. Les photo-initiateurs sont principalement de petites molécules organiques. Lorsque les conditions lumineuses ne sont pas suffisantes, ces molécules de photo-initiateurs peuvent rester à l'intérieur du produit durci, formant ainsi des substances de migration potentielle. En outre, dans la plupart des cas, le processus de production de radicaux libres par les photo-initiateurs s'effectue par rupture de liaisons chimiques. Une fois que ces radicaux libres sont finalement éteints, ils peuvent former des composés de poids moléculaire inférieur. Ces produits à petites molécules posent non seulement un problème de migration, mais peuvent également produire des substances toxiques, ce qui constitue sans aucun doute une menace potentielle pour la santé humaine et la sécurité de l'environnement. Avec l'utilisation croissante du photo-initiateur TPO, les efforts de réglementation à son encontre ont également continué à s'intensifier. Selon la réglementation CLP (Classification, Labeling and Packaging) de l'UE, le TPO a été initialement classé comme substance toxique pour la reproduction de catégorie 2 (H361), également appelée "substance soupçonnée d'être toxique pour la reproduction humaine". En juin 2020, le pays nordique de la Suède a proposé un changement de classification à 1B (H360DF) sur la base de preuves obtenues à partir d'expériences animales approfondies, et a également ajouté la classification d'irritant cutané (H317) (1B indique "toxicité présumée pour la reproduction humaine"). À l'automne 2021, le Comité d'évaluation des risques (CER) de l'UE a accepté de mettre à jour la classification du TPO. Une fois approuvée par la Commission européenne, la classification sera ajoutée à l'annexe VI du règlement CLP de l'UE par le biais d'un ATP et deviendra juridiquement contraignante. En janvier 2023, la Suède a publié une autre notification d'intention de proposer que le TPO soit inclus dans la liste SVHC (Substances of Very High Concern), et les commentaires sur la proposition étaient attendus pour le 3 avril 2023. À ce jour, le TPO a été officiellement inclus dans le 29e lot de la liste candidate des substances extrêmement préoccupantes (SVHC).
En ce qui concerne l'exploration d'alternatives au photo-initiateur TPO, il existe, outre le TPO, deux photo-initiateurs couramment utilisés dans la catégorie des photo-initiateurs à base d'oxyde de phosphine ayant une forte absorption de la lumière ultraviolette : Le photo-initiateur TPO - L et le photo-initiateur 819 (BAPO). La structure moléculaire du TPO - L est similaire à celle du TPO, mais sa toxicité est relativement faible car l'un des cycles benzéniques de la molécule est remplacé par un groupe éthoxy. Cependant, elle présente également un inconvénient important : l'efficacité d'initiation de la TPO-L est beaucoup plus faible que celle de la TPO. L'autre photo-initiateur à base d'oxyde de phosphine 819 (BABO) peut être considéré comme le produit du remplacement de l'anneau benzénique dans le TPO par un 2,4,6-triméthylbenzoyle substitué par deux groupes 2,4,6-triméthylbenzoyle. Le 819 a une efficacité de départ plus élevée que le TPO, mais il présente un grave problème de jaunissement, ce qui signifie qu'il ne peut pas être utilisé dans des applications où la couleur est essentielle. En résumé, le TPO-L et le 819 peuvent seulement remplacer le TPO dans certaines applications spécifiques, mais ils ne peuvent pas le remplacer complètement.
Heureusement, une nouvelle alternative au TPO est apparue : le photo-initiateur TMO. Le nom complet du Photoinitiator TMO est (2,4,6-trimethylbenzoyl) bis(4-methylphenyl)phosphine oxide, et son numéro CAS est 270586-78-2. D'après la structure moléculaire, le photo-initiateur TMO a introduit un groupe méthyle dans chacun des deux cycles benzéniques du TPO. C'est cette légère modification structurelle qui a considérablement réduit la biotoxicité du TPO. Des vérifications expérimentales approfondies ont montré que l'efficacité de départ du photo-initiateur TMO est même légèrement supérieure à celle du TPO, et qu'il présente les excellentes caractéristiques d'absence de jaunissement et de faible migration. À l'heure actuelle, le photo-initiateur TMO a été produit en masse avec succès et a obtenu le certificat d'enregistrement REACH de l'UE, ce qui signifie qu'il peut être vendu avec succès sur le marché européen, où le contrôle des produits chimiques est le plus strict. L'émergence de ce nouveau photo-initiateur fournit sans aucun doute de nouvelles idées et orientations à l'industrie des photopolymères pour résoudre le dilemme de la sélection des matériaux après l'inclusion du TPO dans la liste des substances candidates à la certification SVHC. À l'avenir, avec les progrès continus de la technologie et la recherche approfondie, il pourrait y avoir davantage d'innovations et de percées dans le domaine des photo-initiateurs. Nous attendons de voir.
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