Fotoiniciátor ITX CAS 5495-84-1
Bevezetés
Az UV-fotoiniciátor a fénykeményítő anyagok, például az UV-bevonatok, UV-festékek, UV-ragasztók és egyéb anyagok kulcsfontosságú alapanyagaként szolgál. Ezek az anyagok hatékony fegyvert jelentenek a légszennyezés elleni harcban, és a hagyományos oldószer alapú bevonatok, festékek és ragasztók helyettesíthetők.
A fa bevonása, a műanyag termékek bevonása, az építőanyagok dekoratív bevonása, a papírnyomtatás, a csomagolóanyagok nyomtatása, az autóalkatrészek, az elektromos/elektronikai bevonatok, a nyomtatott áramköri lapok gyártása, az optikai szálak gyártása, a 3D nyomtatás, az elektronikus ragasztó és számos más alkalmazás nagymértékben profitál a fényre keményedő anyagok használatából.
A fotoiniciátor három legfontosabb tulajdonsága a következő: (a) a szintézist indító fajok nagy kvantumhozama, (b) magas moláris extinkciós együttható az expozíciós hullámhosszon, és (c) erős radikális reakcióképesség a monomerrel szemben.
UV-keményítési folyamat
Az ultraibolya-keményítés néven ismert folyamat során a folyadék azonnali polimerizációs reakción megy keresztül, amely során szilárddá válik. Ehhez a művelethez meghatározott hullámhosszú és intenzitású ultraibolya sugárzás alkalmazása szükséges. Prepolimerek (oligomerek), monomerek, pigmentek és fotoiniciátorok - mind rendkívül fotoaktív anyagok - kombinációja révén jön létre az UV-keményítő festék. A nyomdaipar két lehetséges polimerizációs módszer iránt érdeklődik kereskedelmi vonzerejük miatt. Messze a legjellemzőbb eljárás az első, más néven szabadgyökös polimerizáció. A második fajta polimerizációt kationos polimerizációnak nevezik, és alapvetően más fotoiniciátor-kémiával rendelkezik. A fotoiniciátor kezdetben UV-energiát használ, és szabad gyököket hoz létre. A prepolimerekben és monomerekben jelen lévő jellegzetes akril telítetlen csoportokkal ezek a szabadgyökök ezután gyors addíciós polimerizációt indíthatnak el.
Mi az ITX?
Mivel a 2-izopropil-tioxanton, más néven ITX népszerű és hatékony II. típusú fotoiniciátor, javasolt a készítményekben való felhasználása. Ennek oka, hogy az ITX képes elnyelni az emberi szem számára látható fényenergiát. Mivel az ITX képes a látható tartományban lévő fényenergiát elnyelni, ez az eredmény. A sugárzás hatására az ITX az alapállapotból magasabb energiájú szingulett állapotba léphet át. Ezt követően lehetőség van arra, hogy a rendszerközi gátakon áthaladva a 3-as számmal jelölt triplett állapotba alakuljon át, amely stabilabb, de kisebb energiával rendelkezik. Ezt az állapotot a 3-as szám jelöli (ISC-vel jelölve). A szárítási folyamat felgyorsítása érdekében a szabadban, friss levegőn végzett munka során közvetlen napfényre van szükség.
Az ITX két legmagasabb abszorpciós csúcsa a CH2Cl2 UV-vis spektrum 258 nm (ε= 1.3 × 105M-1cm-1) és 386 nm (ε= 6.1 × 104M-1cm-1) , és körülbelül 420 nm-re csökken. Ez lehetővé teszi, hogy alacsony hőmérsékleten is használható legyen, és könnyen aktiválható legyen napfény hatására.
Az ITX alternatív nevei
- Fotoiniciátor-ITX
- Photocure-Itx
- 2-izopropil-tioxanthen-9-on
- 9H-Thioxanthen-9-one
- 2-(1-metiletil)- -
- 2-izopropil-9H-tioxanthen-9-on;
- Izopropil-tioxanthon
- 2-(propan-2-yl)-9H-thioxanthen-9-one.
Az ITX fizikai tulajdonságai
- Az ITX sárga színű.
- Végső formájában száraz por.
- Az ITX volatilis jellegű.
- Az ITX molekuláris képlete: C16H14
- Az ITX molekulatömege35 g/mol
- Az ITX olvadáspontja 398,9 °C, forráspontja pedig 72-76 °C.
Az ITX fotoiniciátor szerkezete
Az ITX alkalmazásai
Az ITX fotoiniciátor felhasználási területei közé tartozik az ofszet-, a flexo- és a szitanyomás, valamint az elektronikus bevonatok. Az ITX fotoiniciátornak számos lehetséges alkalmazási területe van, többek között a fa bevonatokban, litográfiai festékekben, szitanyomófestékekben, flexofestékekben, kompozitokban, elektronikában és felülnyomó lakkokban.
Analitikai szabványként
A folyadékkromatográfia-tandem tömegspektrometriás (LC-MS/MS) kutatást az analit jelenlétének meghatározására használják a kereskedelmi forgalomban kapható élelmiszerekben, 2-izopropil-tioxantonon alapuló analitikai standardok alkalmazásával. A tej, gyümölcsitalok és csomagolt italok nagy teljesítményű folyadékkromatográfiával (HPLC), tömegspektrometriával (MS/MS) és micelláris elektrokinetikus kromatográfiával (MEKP) történő értékelésénél referenciastandardként (MEKC) használható.
Közvetlen lézeres írás (DWL)
Az utóbbi években egyre többen érdeklődnek a közvetlen lézerírásos (DLW) fotopolimerizáció nanolitográfiai nyomtatáshoz történő alkalmazása iránt. Ez annak köszönhető, hogy a nyomtatási technológia hatékonyabbá vált, ugyanakkor a nyomtatott jellemzők mérete egészen a nanoszintig csökkent. Erőteljes fotoiniciáló hatékonysága és a második hullámhosszú fény által megállítható képessége miatt az izopropil-tioxanton, gyakran ITX néven ismert, az egyik leggyakrabban használt fotoiniciátor a DLW polimerizációs technikákban. Ezért a DLW polimerizációs eljárásokban fotoiniciátorként alkalmazható. A továbbfejlesztett, nagy áteresztőképességű nanogyártási eljárások alkalmazásához azonban tudományos és ipari körökben szükség lesz olyan továbbfejlesztett fotoiniciátor anyagokra, amelyek ezen a sikeres megközelítésen alapulnak. Azóta olyan tioxanton-alapú fotoiniciátorok számítási terveit fejlesztették ki és szintetizálták, amelyek képesek az optikai tulajdonságaik, valamint a töltésátviteli tulajdonságaik hangolására. A tioxanton szubsztrátra a kezdetektől fogva különösen olyan elágazásokat kapcsoltak, amelyek pontosan kalibrált elektrondonor és elektronakceptor tulajdonságokkal rendelkeztek. Végre elkészült az ITX mag. Mind molekuláris, mind optikai tulajdonságaik aprólékos vizsgálata után megállapították, hogy ezek az iniciátorok az ITX-nél nagyobb fotopolimerizációs iniciálási sebességgel rendelkeznek. Ez nyilvánvaló volt annak köszönhetően, hogy világosan látszott, hogy ezek az úttörők hosszú utat jártak be. Egy egyedi fotoiniciátor vegyszert fejlesztettek ki a magasabb kétfotonos polimerizációs DLW elérése érdekében olyan módon, amely lehetővé tette a szuperfelbontási képességek megjelenítését. Ezt egy újszerű fotoiniciátor létrehozásával érték el.
Izopropil-tioxanton-ügy 2005-ben
Olaszország 2005. szeptember 8-án értesítette a RASFF-et (2005.631-es hivatkozási számmal) a csecsemőknek szánt spanyol anyatej csomagolásából 250 g/l koncentrációjú izopropil-tioxanton kioldódásáról. Az olasz hatóságok eredetileg 2005. november 9-én 2 millió liter tejet foglaltak le, miután megállapították, hogy az "emberi fogyasztásra alkalmatlan". Két héttel később, november 22-én egy bírósági döntés nyomán több tejfajtát visszahívtak, így 30 millió liter tej került ki az olasz piacról. Az ezt követő franciaországi, spanyolországi és portugáliai visszahívások hasonló hatással jártak. 7 A közvéleményre gyakorolt jelentős hatás miatt az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) 2005. november 24-én adta ki első sajtóközleményét. 8 Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) élelmiszer-adalékanyagok, aromák, technológiai segédanyagok és élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagok tudományos testülete (AFC) az ITX-et és EHDAB-ot fotoiniciátorként tartalmazó UV-festékkel nyomtatott dobozokba csomagolt különböző tejtermékeken és gyümölcsleveken végzett toxikológiai adatok és analitikai vizsgálatok eredményei alapján december 7-én közzétette az ITX-ről és EHDAB-ról szóló véleményét. Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) és a német kockázatértékelő intézet (Bundesinstitut für Risikobewertung10) szerint ezeket a kartondobozokat ITX-et tartalmazó UV-festékkel nyomtatták, bár a jelenlegi in vivo genotoxicitási vizsgálatok nem mutatták ki az ITX genotoxicitását. Az így kapott 50 mikrogramm/kilogramm ITX specifikus kioldódási határértéket (SML) állapították meg. Az ITX-et jelenleg a benzofenonhoz társítják, mint a legtöbb kutatást végző fotoiniciátorhoz, mind analitikai, mind migrációs szempontból, az ITX 2005-ös körülményei miatt.
ITX és élelmiszer-csomagoló festékek
Mivel még nem állapították meg, hogy az ITX genotoxikus-e, jelenleg megengedett az élelmiszercsomagolásban való felhasználása. Másrészt az újszülötttej egy speciális állapot, amely a csomagolás szerkezetének újraértékelését teheti szükségessé.
Az UV-keményítő festékekben az ITX, amely egy alapvető fotoiniciátor, már nagyon régóta bevett gyakorlat. Különösen fontos a sötét színű festékek gyártása során, mivel jelentős szerepet játszik az alapvető átkeményedési és tapadási tulajdonságok biztosításában.
Az ITX-et nem használják élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő műanyagok gyártása során; következésképpen nem szerepel a szinoptikus dokumentumban, és az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) élelmiszer-adalékanyagok, aromaanyagok, technológiai segédanyagok és élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagok (AFC) szakbizottsága, illetve a korábbi élelmiszerügyi tudományos bizottság sem vizsgálta. Ezek a hiányosságok annak köszönhetőek, hogy az ITX-et nem használják élelmiszerrel érintkezésbe kerülő műanyag (SCF) gyártásához. Ennek oka, hogy az ITX-et nem használják az élelmiszerekkel érintkező polimerek gyártása során. A szakértők nem tudnak megállapodni sem a meghatározott kioldódási határértékről, sem a tolerálható napi bevitelről (TDI) (SML).
Mivel nem áll rendelkezésre egységes információhalmaz arra vonatkozóan, hogy mi számít elfogadható mértékű migrációnak, az AFC, az SCF és az EFSA szakemberei, akik az élelmiszerekkel közvetlenül érintkező anyagok alkatrész-jóváhagyásának problémáját vizsgálták, az ITX létrehozását javasolták. Mivel a szakértők nem tudtak konszenzusra jutni a migráció megfelelő mértékéről, ez a célkitűzés sikeresen megvalósult. Az ITX-et számos in vitro és in vivo mutagenitási vizsgálatnak vetették alá a Gazdasági Együttműködési és Fejlesztési Szervezet (OECD) által kidolgozott legújabb vizsgálati protokolloknak és a helyes laboratóriumi gyakorlat (GLP) szervezet által kidolgozott iránymutatásoknak megfelelően.
E vizsgálat eredményei meggyőző bizonyítékot szolgáltatnak az ITX genotoxikus hatásával kapcsolatos elképzelés ellen. Mivel az ITX nem rendelkezik genotoxikus hatással, az EFSA élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokra vonatkozó szabványai akár 0,05 mg/kg élelmiszerre vonatkozó koncentrációt is megengednek, amit 50 ppb-nek is neveznek. Ez még azután is így van, hogy figyelembe vettük az adott élelmiszerre vonatkozó esetleges csökkentő változókat. Annak ellenére, hogy a kioldódás ennél a becslésnél magasabb számot is elérhet, a közeljövőben várhatóan további fejlesztésekre kerül sor a megfelelőségértékelésben. Mivel az ITX krónikus toxicitására vonatkozóan kevés információ áll rendelkezésre, nehéz meghatározni egy NOAEL (No Observed Adverse Effect Level - nincs megfigyelt káros hatás szintje) és egy biztonságosabb kioldódási küszöbértéket az anyagra vonatkozóan. A szabályok és az EFSA értékelési kritériumainak jövőbeni frissítésének módjától függően szükség lehet az expozíció módosítására annak bizonyítása érdekében, hogy az alkalmazás a jövőben biztonságosan használható legyen.
A várakozások szerint az élelmiszer-csomagolás elsődleges piacának körülbelül öt százalékát teszik majd ki azok az áruk, amelyek csomagolásának külsejére UV-nyomatot helyeznek. Mivel a jelenlegi uniós modell abból indul ki, hogy a naponta elfogyasztott élelmiszerek minden egyes kilogrammja befolyásolt csomagolásban kerül forgalomba, jelentősen túlbecsüli az expozíciónak kitett emberek számát. Ennek közvetlen következményeként a feldolgozó most már képes az ITX-nek az UV-keményítő festékekbe és lakkokba való beépítése következtében a követelményeknek megfelelő élelmiszercsomagolásokat nyomtatni. Ha a jövőben a nyomtatott csomagolások ellenőrzésére vonatkozóan megvalósíthatóbb követelmények válnak elérhetővé, a töltőanyagot és a csomagolást biztosító vállalatnak érdemes lehet más tényezőket is figyelembe vennie. Ezt mindenkor szem előtt kell tartani. Minden olyan élelmiszer-tartályt, amelyet bármilyen nyomdafesték-technológiával vagy nyomdatechnikával nyomtattak, vizsgálni kell a kioldódás, a kockázat, az expozíció és a már meghatározott kritériumoknak való megfelelés szempontjából.
A migráció elemzésekor a tej megkülönböztető tulajdonságait általában figyelmen kívül hagyják, ahogyan azt már korábban említettük. Az Európai Bizottság és az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) várhatóan megvizsgálja ezt a témát, és egy vizsgálat lefolytatása után naprakész ajánlásokat fogalmaz meg a tejpótlókra vonatkozóan. Addig is nyomatékosan ajánljuk, hogy a tej és tejtermékek csomagolásában érintett valamennyi fél vegye tudomásul eredményeinket, és tegye meg a megfelelő lépéseket annak érdekében, hogy biztosítsa a vonatkozó jogszabályoknak való megfelelést.
Következtetés
- Az ITX nem rendelkezik genotoxikus tulajdonságokkal.
- Az ITX-tartalmú UV-hőkezelő festékek és lakkok élelmiszer-csomagolásokban történő felhasználása nem szűnik meg.
- Az 1935/2004/EK keretrendelet 3. cikkének való megfelelés eléréséhez használt jelenlegi modellek túlbecsülik a felnőtt fogyasztók ITX-expozícióját.
- A 0,05 mg/kg élelmiszernél (50 ppb) kisebb korrigált értékekkel történő kioldódás megengedett, bár ez nincs külön megemlítve.
- Ha a szám meghaladja ezt a küszöbértéket, akkor a jövőben felül kell vizsgálni a megfelelőségértékelési kritériumokat.
- A tejtermékek, különösen az anyatej-helyettesítő tápszerek gyártóinak tisztában kell lenniük azzal, hogy az ezekre az árukra vonatkozó jelenlegi értékelési eljárások (pl. desztillált vizet használnak élelmiszer-szimulánsként) súlyosan alulértékelik e termékek egyedi jellegét.
- A csecsemőtej végleges tartályának kialakítását alaposan meg kell fontolni.
UV fotoiniciátor Ugyanazon sorozat termékei