Fotoiniciador ITX CAS 5495-84-1
Introducción
El fotoiniciador UV es un ingrediente clave para sustancias fotopolimerizables, como recubrimientos UV, tintas UV, adhesivos UV y otros. Estas sustancias son un arma eficaz en la lucha contra la contaminación atmosférica y un sustituto viable de los recubrimientos, tintas y adhesivos convencionales basados en disolventes.
El recubrimiento de madera, el recubrimiento de productos plásticos, el recubrimiento de materiales de construcción decorativos, la impresión de papel, la impresión de envases, las piezas de automóviles, el recubrimiento eléctrico/electrónico, la fabricación de placas de circuitos impresos, la fabricación de fibra óptica, la impresión 3D, el pegamento electrónico y muchas otras aplicaciones se benefician enormemente del uso de materiales fotopolimerizables.
Las tres propiedades más importantes de un fotoiniciador son: (a) un alto rendimiento cuántico de las especies que inician la síntesis, (b) un alto coeficiente de extinción molar en la longitud de onda de exposición, y (c) una fuerte reactividad radical hacia el monómero.
Proceso de curado UV
Durante el proceso conocido como curado por ultravioleta, un líquido sufre una reacción de polimerización inmediata que lo convierte en un sólido. Para esta operación es necesario utilizar radiación ultravioleta con una longitud de onda e intensidad determinadas. Los prepolímeros (oligómeros), los monómeros, los pigmentos y los fotoiniciadores, todos ellos sustancias extremadamente fotoactivas, se combinan para crear tintas de curado por UV. La industria de la impresión está interesada en dos métodos de polimerización potenciales debido a su atractivo comercial. El procedimiento más habitual es, con diferencia, el primero, también conocido como polimerización por radicales libres. El segundo tipo de polimerización se denomina polimerización catiónica y tiene una química fotoiniciadora fundamentalmente diferente. El fotoiniciador utiliza inicialmente la energía UV y genera radicales libres. Gracias a los grupos acrílicos insaturados característicos de los prepolímeros y los monómeros, estos radicales libres pueden iniciar una rápida polimerización por adición.
¿Qué es el ITX?
Dado que el 2-isopropiltiroxantona, también conocido como ITX, es un fotoiniciador de tipo II popular y eficaz, se recomienda su uso en formulaciones. Esto se debe a que el ITX es capaz de absorber la energía luminosa visible para el ojo humano. El ITX tiene la capacidad de absorber la energía luminosa en el rango visible, lo que da lugar a este resultado. La radiación tiene el potencial de provocar que el ITX pase de su estado fundamental a un estado singlete con mayor energía. A continuación, es posible atravesar las barreras entre sistemas y transformarse en un estado triplete, indicado con el número 3, que es más estable pero tiene menos energía. Este estado se representa con el número 3 (marcado con ISC). Para acelerar el proceso de secado mientras se trabaja al aire libre, es necesario que haya luz solar directa.
Los dos picos de absorción más altos del ITX se encuentran en los espectros UV-vis CH2Cl2 258 nm (ε = 1,3 × 105 M−1 cm−1) y 386 nm (ε = 6,1 × 104 M−1 cm−1), con una cola de aproximadamente 420 nm. Esto le permite ser útil a bajas temperaturas y activarse fácilmente con la luz solar.
Nombres alternativos de ITX
- Fotoiniciador ITX
- Fotocure-Itx
- 2-isopropiltiroxanteno-9-ona
- 9H-Tioxantena-9-ona
- 2-(1-metiletil)-
- 2-isopropil-9H-tioxanteno-9-ona;
- Isopropiltiroxantona
- 2-(propan-2-il)-9H-tioxanteno-9-ona.
Propiedades físicas del ITX
- ITX es de color amarillo.
- Es un polvo seco en su forma final.
- El ITX es volátil por naturaleza.
- La fórmula molecular del ITX es C16H14.
- El peso molecular del ITX es de 35 g/mol.
- El punto de fusión del ITX es de 398,9 °C, mientras que el punto de ebullición es de 72-76 °C.
Estructura del fotoiniciador ITX
- Aplicaciones del ITX
Las aplicaciones del fotoiniciador ITX incluyen la impresión offset, la flexografía, la serigrafía y los recubrimientos electrónicos. El ITX, un fotoiniciador, tiene muchas aplicaciones potenciales, entre ellas los recubrimientos para madera, las tintas litográficas, las tintas para serigrafía, las tintas flexográficas, los compuestos, la electrónica y los barnices de sobreimpresión.
Como estándar analítico
La investigación mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) se utiliza para determinar la presencia del analito en alimentos preparados comercialmente empleando estándares analíticos basados en 2-isopropiltioxantona. Cuando se evalúan la leche, las bebidas de frutas y las bebidas envasadas mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) acoplada a espectrometría de masas (MS/MS) y cromatografía electrocinética micelar (MEKP), puede utilizarse como patrón de referencia (MEKC).
En la escritura láser directa (DWL)
En los últimos años ha aumentado el número de personas interesadas en utilizar la fotopolimerización por escritura láser directa (DLW) para la impresión nanolitográfica. Esto se debe a que la tecnología de impresión se ha vuelto más eficiente, pero al mismo tiempo, el tamaño de los elementos impresos se ha reducido hasta alcanzar la nanoescala. Debido a su potente eficacia fotoiniciadora y a su capacidad para ser detenido por una segunda longitud de onda de luz, el isopropil tioxantona, conocido a menudo como ITX, ha sido uno de los fotoiniciadores más utilizados en las técnicas de polimerización DLW. Por lo tanto, es posible aplicarlo en procesos de polimerización DLW en calidad de fotoiniciador. Sin embargo, para implementar procesos de nanofabricación de alto rendimiento mejorados, los círculos académicos e industriales necesitarán materiales fotoiniciadores mejorados basados en este enfoque exitoso. Desde entonces, se han desarrollado y sintetizado diseños computacionales para fotoiniciadores basados en tioxantona que tienen la capacidad de ajustar sus propiedades ópticas, así como sus propiedades de transferencia de carga. Sobre el sustrato de tioxantona, desde el principio se conectaron ramificaciones que tenían cualidades de donante y aceptor de electrones calibradas con precisión. Por fin se ha completado el núcleo ITX. Tras un examen minucioso de sus propiedades moleculares y ópticas, se determinó que estos iniciadores tenían una velocidad de iniciación de la fotopolimerización superior a la del ITX. Esto era evidente, ya que era evidente que estos pioneros habían recorrido un largo camino. Se desarrolló un fotoiniciador químico único con el fin de lograr una DLW de polimerización de dos fotones más alta, de manera que se pudieran mostrar capacidades de superresolución. Esto se logró creando un fotoiniciador novedoso.
Caso del isopropiltiroxantona en 2005
Italia notificó al RASFF (con el número de referencia 2005.631) el 8 de septiembre de 2005 la migración de isopropiltiroxantona en una concentración de 250 g/l del envase de leche materna española destinada a lactantes. Las autoridades italianas confiscaron inicialmente 2 millones de litros de leche el 9 de noviembre de 2005, tras determinar que era «no apta para el consumo humano». Dos semanas más tarde, el 22 de noviembre, una decisión judicial ordenó la retirada de varias variedades de leche, lo que supuso la retirada de 30 millones de litros de leche del mercado italiano. Las retiradas posteriores en Francia, España y Portugal tuvieron un efecto similar. 7 Debido al importante impacto en la opinión pública, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) publicó su primer comunicado de prensa el 24 de noviembre de 2005. 8 Basándose en los datos de toxicidad y en los resultados de los análisis realizados en diversos productos lácteos y zumos de frutas envasados en cartones impresos con tintas UV que contenían ITX y EHDAB como fotoiniciadores, la Comisión Técnica de Aditivos Alimentarios, Aromas, Coadyuvantes Tecnológicos y Materiales en Contacto con Alimentos (AFC) de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) publicó su dictamen sobre el ITX y el EHDAB el 7 de diciembre. Según la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) y el Instituto Alemán de Evaluación de Riesgos (Bundesinstitut für Risikobewertung10), estos envases de cartón se imprimieron con tintas UV que incluían ITX, aunque las pruebas de genotoxicidad in vivo actuales no han revelado la genotoxicidad del ITX. Se estableció un límite de migración específica (LMS) de 50 microgramos por kilogramo de ITX. El ITX se asocia actualmente con la benzofenona como el fotoiniciador más investigado, tanto analítica como migratoria, como resultado de las circunstancias que rodearon al ITX en 2005.
El ITX y las tintas para envases alimentarios
Dado que no se ha determinado si el ITX es genotóxico, actualmente está permitido su uso en envases alimentarios. Por otra parte, la leche para recién nacidos es un caso especial que puede requerir una reevaluación de la estructura del envase.
En las tintas de curado UV, el uso de ITX, que es un fotoiniciador esencial, ha sido una práctica habitual durante mucho tiempo. Es especialmente importante en la producción de tintas de colores oscuros debido al importante papel que desempeña en la curación y las propiedades de adhesión esenciales.
El ITX no se utiliza en la fabricación de plásticos en contacto con alimentos, por lo que no está incluido en el Documento Sinóptico, ni ha sido examinado por el Panel de Aditivos Alimentarios, Aromas, Coadyuvantes Tecnológicos y Materiales en Contacto con Alimentos (AFC) de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) ni por el antiguo Comité Científico de la Alimentación Humana. Estas omisiones se deben a que el ITX no se utiliza en la producción de plásticos en contacto con alimentos (SCF). Esto se debe a que el ITX no se utiliza en la fabricación de polímeros que entran en contacto con alimentos. Los expertos no han podido llegar a un acuerdo sobre un límite de migración específico ni sobre una ingesta diaria tolerada (IDT) (LME).
Debido a la falta de un conjunto de información normalizada sobre lo que constituye un grado de migración aceptable, los profesionales del AFC, el SCF y la EFSA que han investigado el problema de la aprobación de componentes para materiales que entran en contacto directo con los alimentos aconsejaron que se estableciera el ITX. Dado que los expertos no pudieron llegar a un consenso sobre la cantidad adecuada de migración, este objetivo se logró con éxito. El ITX se sometió a diversas pruebas de mutagenicidad in vitro e in vivo, de conformidad con los protocolos de ensayo más recientes elaborados por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) y las directrices elaboradas por la organización Good Laboratory Practice (GLP) (Buenas Prácticas de Laboratorio).
Los resultados de este estudio proporcionan pruebas concluyentes en contra del concepto de que el ITX es una sustancia genotóxica. Dado que el ITX no tiene efectos genotóxicos, las normas de la EFSA para los materiales en contacto con alimentos permiten concentraciones de hasta 0,05 mg/kg de alimento, lo que también se denomina 50 ppb. Esto es así incluso teniendo en cuenta las posibles variables de reducción que podrían ser pertinentes para el alimento en cuestión. A pesar de que la migración puede alcanzar un número superior a esta estimación, se prevé que en un futuro próximo se lleve a cabo una evaluación adicional del cumplimiento. Debido a la escasez de información sobre la toxicidad crónica del ITX, es difícil determinar un NOAEL (nivel sin efecto adverso observado) y un umbral de migración más seguro para la sustancia. En función de la forma en que se actualicen en el futuro las normas y los criterios de evaluación de la EFSA, puede ser necesario modificar la exposición para demostrar que la aplicación puede utilizarse de forma segura en el futuro.
Se prevé que aproximadamente el 5 % del mercado primario de envases para alimentos estará compuesto por productos con impresión UV en el exterior de sus envases. Dado que el modelo actual de la UE parte del supuesto de que cada kilogramo de alimentos consumido al día viene en envases afectados, sobreestima considerablemente el número de personas expuestas. Como consecuencia directa de ello, el transformador puede ahora imprimir envases alimentarios que cumplen los requisitos gracias a la incorporación de ITX en las tintas y barnices de curado UV. Si en el futuro se establecen requisitos más viables para la verificación de los envases impresos, la empresa que suministra el relleno y el envase podría querer tener en cuenta otros factores. Es fundamental tener esto en cuenta en todo momento. Todos los envases alimentarios que hayan sido impresos con cualquier tecnología o técnica de impresión deben someterse a pruebas de migración, riesgo, exposición y cumplimiento de los criterios ya definidos.
Al analizar la migración, es habitual ignorar las cualidades distintivas de la leche, como se ha mencionado anteriormente. Se prevé que la Comisión Europea y la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) estudien este tema y proporcionen recomendaciones actualizadas para los sustitutos de la leche tras realizar una investigación. Mientras tanto, recomendamos encarecidamente a todas las partes implicadas en el envasado de leche y productos lácteos que tomen nota de nuestros resultados y adopten las medidas oportunas para garantizar el cumplimiento de la legislación aplicable.
Conclusión
El ITX no tiene propiedades genotóxicas.
- El uso de tintas y barnices de curado UV que contienen ITX en envases para alimentos no se está eliminando gradualmente.
- Los modelos existentes utilizados para cumplir el artículo 3 del Reglamento marco (CE) n.º 1935/2004 sobreestiman la exposición de los consumidores adultos al ITX.
- Se permite la migración con valores corregidos inferiores a 0,05 mg/kg de alimento (50 ppb), aunque esto no se mencione específicamente.
- Si la cifra supera este umbral, será necesario revisar los criterios de evaluación del cumplimiento en el futuro.
- Los fabricantes de productos lácteos, en particular de preparados para lactantes, deben ser conscientes de que los procedimientos de evaluación pertinentes existentes para estos productos (es decir, que utilizan agua destilada como simulante alimentario) subestiman considerablemente la naturaleza única de estos artículos.
- El diseño del envase definitivo para la leche infantil debe estudiarse cuidadosamente.
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