Fotoinitiator ITX CAS 5495-84-1
Inleiding
UV-fotoinitiator is de belangrijkste grondstof voor lichtuithardende stoffen zoals UV-coatings, UV-inkt en UV-lijm. Deze stoffen zijn een effectief wapen in de strijd tegen luchtvervuiling en een haalbare vervanging voor conventionele coatings, inkten en kleefstoffen op basis van oplosmiddelen.
Coaten van hout, coaten van kunststof producten, coaten van decoratieve bouwmaterialen, bedrukken van papier, bedrukken van verpakkingen, auto-onderdelen, elektrische/elektronische coating, productie van printplaten, productie van optische vezels, 3D-printen, elektronische lijm en talloze andere toepassingen hebben veel baat bij het gebruik van lichtuithardende materialen.
De drie belangrijkste eigenschappen van een fotoinitiator zijn: (a) een hoge quantumopbrengst van synthese-initiërende species, b) een hoge molaire extinctiecoëfficiënt bij de belichtingsgolflengte en c) een sterke radicale reactiviteit ten opzichte van het monomeer.
UV-uithardingsproces
Tijdens het proces dat ultraviolet uitharden wordt genoemd, ondergaat een vloeistof een onmiddellijke polymerisatiereactie die het in een vaste stof verandert. Hiervoor is ultraviolette straling met een bepaalde golflengte en intensiteit nodig. Prepolymeren (oligomeren), monomeren, pigmenten en fotoinitiatoren - allemaal extreem fotoactieve stoffen - worden gecombineerd om UV-uithardende inkt te creëren. De drukindustrie is geïnteresseerd in twee mogelijke polymerisatiemethoden vanwege hun commerciële aantrekkingskracht. Veruit de meest gebruikelijke procedure is de eerste, ook bekend als vrije radicalen polymerisatie. De tweede soort polymerisatie heet kationische polymerisatie en heeft een fundamenteel andere fotoinitiatorchemie. De fotoinitiator gebruikt aanvankelijk UV-energie en genereert vrije radicalen. Met de karakteristieke acryl-onverzadigde groepen die aanwezig zijn in prepolymeren en monomeren, kunnen deze vrije radicalen vervolgens een snelle additiepolymerisatie starten.
Wat is ITX?
Aangezien 2-Isopropylthioxanthone, ook bekend als ITX, een populaire en efficiënte fotoinitiator van type II is, wordt het aanbevolen voor gebruik in formules. De reden hiervoor is dat ITX de lichtenergie kan absorberen die zichtbaar is voor het menselijk oog. Omdat ITX lichtenergie in het zichtbare bereik kan absorberen, is dit het resultaat. Straling kan ervoor zorgen dat ITX van zijn grondtoestand overgaat naar een singlettoestand met een hogere energie. Daarna is het mogelijk om door intersysteembarrières heen te gaan en over te gaan in een triplettoestand, aangeduid met het getal 3, die stabieler is maar minder energie heeft. Deze toestand wordt voorgesteld door het getal 3 (aangeduid met ISC). Om het droogproces te versnellen terwijl je buiten in de frisse lucht werkt, is direct zonlicht noodzakelijk.
De twee hoogste absorptiepieken van ITX zijn te vinden in de CH2Cl2 UV-vis spectra 258 nm (ε= 1.3 × 105M-1cm-1) en 386 nm (ε= 6.1 × 104M-1cm-1), met een staart tot ongeveer 420 nm. Hierdoor is het bruikbaar bij lage temperaturen en wordt het gemakkelijk geactiveerd door zonlicht.
Alternatieve namen van ITX
- Fotoinitiator-ITX
- Fotocure-Itx
- 2-Isopropylthioxanthen-9-on
- 9H-Thioxanthen-9-on
- 2-(1-methylethyl)-
- 2-Isopropyl-9H-thioxanthen-9-on;
- Isopropylthioxanthone
- 2-(propan-2-yl)-9H-thioxanthen-9-one.
Fysische eigenschappen van ITX
- ITX is geel van kleur.
- Het is een droog poeder in de uiteindelijke vorm.
- ITX is volatiel van aard.
- De moleculaire formule van ITX is C16H14
- Het moleculaire gewicht van ITX is35 g/mol.
- Het smeltpunt van ITX is 398,9 °C, terwijl het kookpunt 72-76 °C bedraagt.
Structuur van foto-initiator ITX
Â
Â
Â
Toepassingen van ITX
Toepassingen voor fotoinitiator ITX zijn onder andere offsetdruk, flexografie, zeefdruk en elektronische coatings. ITX, een fotoinitiator, heeft veel potentiële toepassingen, waaronder in houtcoatings, lithografische inkten, zeefdrukinkten, flexo-inkten, composieten, elektronica en overdrukvernissen.
Als analytische standaard
Onderzoek met vloeistofchromatografie-tandem massaspectrometrie (LC-MS/MS) wordt gebruikt om de aanwezigheid van de analyt te bepalen in commercieel bereide voedingsmiddelen met behulp van analytische standaarden op basis van 2-isopropylthioxanthone. Bij het evalueren van melk, vruchtendranken en verpakte dranken met behulp van hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC) gekoppeld aan massaspectrometrie (MS/MS) en micellaire elektrokinetische chromatografie (MEKP) kan het worden gebruikt als referentiestandaard (MEKC).
Bij Direct Laser Writing (DWL)
De laatste jaren is het aantal mensen dat geïnteresseerd is in het gebruik van direct laser writing (DLW) fotopolymerisatie voor nanolithografisch printen toegenomen. Dit is te wijten aan het feit dat de printtechnologie efficiënter is geworden, maar dat tegelijkertijd de afmetingen van de geprinte elementen zijn afgenomen tot op nanoschaal. Isopropylthioxanthone, vaak bekend als ITX, is een van de fotoinitiatoren die het vaakst is gebruikt in DLW-polymerisatietechnieken vanwege zijn krachtige fotoinitiërende werking en zijn vermogen om te worden tegengehouden door een tweede golflengte van licht. Daarom is het mogelijk om het als fotoinitiator toe te passen in DLW-polymerisatieprocessen. Om verbeterde high-throughput nanofabricageprocessen te kunnen implementeren, hebben academische en industriële kringen echter verbeterde fotoinitiatiematerialen nodig die gebaseerd zijn op deze succesvolle aanpak. Sindsdien zijn er computationele ontwerpen voor fotoinitiatoren op basis van thioxanthonen ontwikkeld en gesynthetiseerd, waarmee zowel hun optische eigenschappen als hun ladingoverdrachtseigenschappen kunnen worden afgestemd. Vooral op het thioxanthonsubstraat werden vanaf het begin takken aangesloten die precies gekalibreerde elektrondonor- en elektronacceptorkwaliteiten hadden. De ITX-kern is eindelijk voltooid. Na nauwgezet onderzoek van zowel hun moleculaire als optische eigenschappen werd vastgesteld dat deze initiatoren een fotopolymerisatie-initiatiesnelheid hadden die hoger was dan ITX. Dit was duidelijk omdat duidelijk te zien was dat deze baanbrekers een lange weg hadden afgelegd. Er werd een unieke fotoinitiatorchemicaliën ontwikkeld om hogere twee-fotonpolymerisatie-DLW te bereiken op een manier die superresolutiemogelijkheden mogelijk maakte. Dit werd bereikt door een nieuwe fotoinitiator te creëren.
Geval van isopropylthioxanthonen in 2005
Italië meldde het RASFF (met referentienummer 2005.631) op 8 september 2005 de migratie van isopropylthioxanthone in een concentratie van 250 g/l uit de verpakking van Spaanse moedermelk bestemd voor zuigelingen. Italiaanse ambtenaren namen oorspronkelijk 2 miljoen liter melk in beslag op 9 november 2005, nadat ze hadden vastgesteld dat de melk "ongeschikt voor menselijke consumptie" was. Twee weken later, op 22 november, leidde een gerechtelijke uitspraak tot het terugroepen van verschillende melksoorten, waardoor 30 miljoen liter melk van de Italiaanse markt werd gehaald. Latere terugroepacties in Frankrijk, Spanje en Portugal hadden een vergelijkbaar effect. 7 Vanwege de grote impact op de publieke opinie bracht de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) op 24 november 2005 haar eerste persbericht uit. 8 Op basis van toxiciteitsgegevens en de resultaten van analytische tests die werden uitgevoerd op verschillende melkproducten en vruchtensappen die verpakt waren in kartonnen dozen die bedrukt waren met UV-inkten die ITX en EHDAB als fotoinitiatoren bevatten, publiceerde het Wetenschappelijk Panel voor levensmiddelenadditieven, aroma's, technische hulpstoffen en materialen die met levensmiddelen in aanraking komen (AFC) van de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) op 7 december zijn advies over ITX en EHDAB. Volgens de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) en het Duitse Instituut voor Risicobeoordeling (Bundesinstitut für Risikobewertung10) werden deze kartonnen dozen bedrukt met UV-inkten die ITX bevatten, hoewel de huidige in vivo genotoxiciteitstests de genotoxiciteit van ITX niet hebben aangetoond. De resulterende specifieke migratielimiet (SML) van 50 microgram per kilogram ITX werd vastgesteld. ITX wordt momenteel geassocieerd met benzofenon als de fotoinitiator die het meest onderzocht wordt, zowel analytisch als migratorisch, als gevolg van de omstandigheden rond ITX in 2005.
ITX en inkten voor voedselverpakking
Omdat niet is vastgesteld of ITX al dan niet genotoxisch is, is het op dit moment toegestaan om het te gebruiken in verpakkingen voor voedingsmiddelen. Aan de andere kant is pasgeboren melk een speciale omstandigheid die een herbeoordeling van de structuur van de verpakking kan vereisen.
In UV-uithardende inkten is het gebruik van ITX, een essentiële fotoinitiator, al heel lang een standaardpraktijk. Het is vooral belangrijk bij de productie van donkergekleurde inkten vanwege de belangrijke rol die het speelt bij de essentiële doorharding en adhesie-eigenschappen.
ITX wordt niet gebruikt bij de productie van kunststof dat met levensmiddelen in aanraking komt; daarom is het niet opgenomen in het synoptisch document en is het niet onderzocht door het panel voor levensmiddelenadditieven, aroma's, technische hulpstoffen en materialen die met levensmiddelen in aanraking komen (AFC) van de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid (EFSA) of het voormalige Wetenschappelijk Comité voor de menselijke voeding. Deze omissies zijn te wijten aan het feit dat ITX niet wordt gebruikt bij de productie van kunststof die met levensmiddelen in contact komt (SCF). Dit is te wijten aan het feit dat ITX niet wordt gebruikt bij de productie van polymeren die in contact komen met voedsel. Deskundigen zijn het niet eens kunnen worden over een gespecificeerde migratielimiet of een getolereerde dagelijkse inname (TDI) (SML).
Bij gebrek aan een gestandaardiseerde hoeveelheid informatie over wat een aanvaardbare mate van migratie is, adviseerden de AFC-, SCF- en EFSA-professionals die het probleem onderzochten van de goedkeuring van componenten voor materialen die in direct contact komen met voedsel, om ITX in te stellen. Omdat de experts geen consensus konden bereiken over de geschikte migratiegraad, werd dit doel met succes bereikt. ITX werd onderworpen aan een verscheidenheid van in-vitro en in-vivo mutageniciteitstests in overeenstemming met de meest recente testprotocollen ontwikkeld door de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) en richtlijnen ontwikkeld door de Good Laboratory Practice (GLP) organisatie (goede laboratoriumpraktijken).
De resultaten van dit onderzoek leveren overtuigend bewijs tegen het idee dat ITX een genotoxische stof is. Omdat ITX geen genotoxisch effect heeft, staan de normen van de EFSA voor materialen die met levensmiddelen in contact komen concentraties toe tot 0,05 mg/kg voedsel, wat ook wel 50 ppb wordt genoemd. Dit is zelfs het geval nadat rekening is gehouden met mogelijke reductievariabelen die relevant kunnen zijn voor het betreffende levensmiddel. Ondanks het feit dat de migratie een hoger getal dan deze schatting kan bereiken, wordt voorspeld dat in de nabije toekomst verdere ontwikkeling van de nalevingsbeoordeling zal plaatsvinden. Omdat er weinig informatie is over de chronische toxiciteit van ITX, is het moeilijk om een NOAEL (No Observed Adverse Effect Level) en een veiliger migratiedrempel voor de stof te bepalen. Afhankelijk van de manier waarop de regels en de beoordelingscriteria van de EFSA in de toekomst worden bijgewerkt, kan het nodig zijn om de blootstelling te wijzigen om aan te tonen dat de toepassing in de toekomst veilig kan worden gebruikt.
Naar verwachting zal ongeveer vijf procent van de primaire markt voor voedselverpakkingen bestaan uit goederen met UV-druk op de buitenkant van hun verpakking. Omdat het huidige EU-model uitgaat van de veronderstelling dat elke kilo voedsel die dagelijks wordt geconsumeerd in een geïmpacteerde verpakking zit, wordt het aantal mensen dat wordt blootgesteld aanzienlijk overschat. Als direct gevolg hiervan is de converter nu in staat om voedselverpakkingen te bedrukken die voldoen aan de vereisten als gevolg van de integratie van ITX in UV-uithardende inkten en vernissen. Als er in de toekomst meer haalbare eisen voor de controle van bedrukte verpakkingen beschikbaar komen, zou het bedrijf dat de vuller en de verpakking levert, andere factoren in overweging kunnen nemen. Het is essentieel dat dit te allen tijde in gedachten wordt gehouden. Alle voedselverpakkingen die zijn bedrukt met een drukinkttechnologie of druktechniek moeten worden getest op migratie, risico, blootstelling en naleving van de criteria die al zijn gedefinieerd.
Bij het analyseren van migratie is het gebruikelijk om de kenmerkende eigenschappen van melk te negeren, zoals eerder is gezegd. Naar verwachting zullen de Europese Commissie en de Europese Autoriteit voor Voedselveiligheid (EFSA) zich over dit onderwerp buigen en na onderzoek actuele aanbevelingen doen voor melkvervangers. In de tussentijd raden we alle partijen die betrokken zijn bij de verpakking van melk en melkproducten ten zeerste aan om kennis te nemen van onze resultaten en de nodige stappen te ondernemen om ervoor te zorgen dat ze voldoen aan de geldende wetgeving.
Conclusie
- ITX heeft geen genotoxische eigenschappen.
- Het gebruik van ITX-bevattende UV-uithardende inkten en vernissen in voedselverpakkingen wordt niet uitgefaseerd.
- Bestaande modellen die worden gebruikt om te voldoen aan artikel 3 van Kaderverordening (EG) nr. 1935/2004 overschatten de blootstelling van volwassen consumenten aan ITX.
- Migratie met gecorrigeerde waarden lager dan 0,05 mg/kg voedsel (50 ppb) is toegestaan, hoewel dit niet specifiek wordt vermeld.
- Als het cijfer deze drempel overschrijdt, moeten de beoordelingscriteria voor naleving in de toekomst worden herzien.
- Fabrikanten van melkproducten, met name zuigelingenvoeding, moeten zich ervan bewust zijn dat de bestaande relevante beoordelingsprocedures voor deze producten (waarbij gedestilleerd water als levensmiddelsimulant wordt gebruikt) de unieke aard van deze producten ernstig onderwaarderen.
- Het ontwerp van de uiteindelijke verpakking voor babymelk moet zorgvuldig worden overwogen.
UV-fotoinitiator Producten uit dezelfde serie