Fotoiniciador ITX CAS 5495-84-1

 

Introducción

El fotoiniciador UV es el ingrediente clave de las sustancias fotopolimerizables, como los revestimientos UV, las tintas UV y los adhesivos UV, entre otros. Estas sustancias son un arma eficaz en la guerra contra la contaminación atmosférica y un sustituto factible de los revestimientos, tintas y adhesivos convencionales a base de disolventes.

El revestimiento de madera, el revestimiento de productos plásticos, el revestimiento decorativo de materiales de construcción, la impresión de papel, la impresión de envases, las piezas de automóvil, el revestimiento eléctrico/electrónico, la fabricación de placas de circuitos impresos, la fabricación de fibra óptica, la impresión en 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 iniciadoras de la síntesis, (b) un alto coeficiente de extinción molar a la longitud de onda de exposición, y (c) una fuerte reactividad radical hacia el monómero.

Proceso de curado por UV

Durante el proceso conocido como curado ultravioleta, un líquido pasa por una reacción de polimerización inmediata que lo convierte en un sólido. Para esta operación se requiere la utilización de una radiación ultravioleta con una longitud de onda y una intensidad determinadas. Los prepolímeros (oligómeros), los monómeros, los pigmentos y los fotoiniciadores -todas ellas sustancias extremadamente fotoactivas- se combinan para crear la tinta de curado UV. La industria de la impresión está interesada en dos posibles métodos de polimerización debido a su atractivo comercial. El procedimiento más típico es, con mucho, el primero, también conocido como polimerización por radicales libres. El segundo tipo de polimerización se denomina polimerización catiónica y tiene una química del fotoiniciador fundamentalmente diferente. El fotoiniciador utiliza inicialmente energía UV y genera radicales libres. Con los grupos insaturados acrílicos característicos presentes en los prepolímeros y los monómeros, estos radicales libres pueden entonces iniciar una rápida polimerización por adición.

¿Qué es el ITX?

Como la 2-Isopropiltioxantona, también conocida como ITX, es un popular y eficiente fotoiniciador de tipo II, se sugiere su uso en las formulaciones. Esto se debe a que ITX es capaz de absorber la energía lumínica visible para el ojo humano. Ello se debe a que el ITX es capaz de absorber la energía lumínica en el rango visible. La radiación puede hacer que el ITX pase de su estado básico a un estado singlete de mayor energía. Después, es posible que atraviese las barreras intersistémicas y se transforme en un estado triplete, denotado por el número 3, que es más estable pero tiene menos energía. Este estado está representado por el número 3 (marcado con ISC). Para acelerar el proceso de secado mientras se trabaja en el exterior con aire fresco, es necesario que haya luz solar directa.

Los dos picos de absorción más altos de ITX se encuentran en los espectros UV-vis de 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 hasta aproximadamente 420 nm. Esto le permite ser útil a bajas temperaturas y ser fácilmente activado por la luz solar.

Nombres alternativos de ITX

Fotoiniciador-ITX
Fotocura-Itx
2-Isopropiltioxanteno-9-ona
9H-Thioxanten-9-ona
2-(1-metiletil)-
2-Isopropil-9H-tioxanteno-9-ona;
Isopropil tioxantona
2-(propan-2-yl)-9H-thioxanthen-9-one.

Propiedades físicas del ITX

El ITX es de color amarillo.
Es un polvo seco en su forma final.
El ITX es de naturaleza volátil.
La fórmula molecular de ITX es C16H14
El peso molecular de ITX es 35 g/mol
El punto de fusión de 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 revestimientos electrónicos. El ITX, un fotoiniciador, tiene muchas aplicaciones potenciales, como en revestimientos de madera, tintas litográficas, tintas para serigrafía, tintas para flexografía, materiales compuestos, productos electrónicos y barnices de sobreimpresión.

Como estándar analítico

La investigación por cromatografía líquida-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 la 2-isopropil tioxantona. Cuando se evalúa la leche, las bebidas de frutas y las bebidas envasadas utilizando la cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) acoplada a la espectrometría de masas (MS/MS) y la cromatografía electrocinética micelar (MEKP), puede utilizarse como estándar 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, los tamaños de las características impresas han disminuido hasta la nanoescala. Debido a su potente eficacia fotoiniciadora y a su capacidad de ser detenido por una segunda longitud de onda de la luz, la isopropil tioxantona, a menudo conocida como ITX, ha sido uno de los fotoiniciadores que se ha utilizado con mayor frecuencia en las técnicas de polimerización DLW. Por lo tanto, es posible aplicarlo en los procesos de polimerización DLW en calidad de fotoiniciador. Sin embargo, para poder desplegar procesos de nanofabricación mejorados de alto rendimiento, los círculos académicos e industriales necesitarán materiales fotoiniciadores mejorados que se basen en este exitoso enfoque. Desde entonces, se han desarrollado y sintetizado diseños computacionales de fotoiniciadores basados en tioxantonas que tienen la capacidad de afinar sus propiedades ópticas así como sus propiedades de transferencia de carga. En el sustrato de tioxantona, en particular, se conectaron ramas que tenían cualidades de donante y aceptor de electrones calibradas con precisión. Por fin se ha completado el núcleo del ITX. Tras un examen meticuloso de sus propiedades moleculares y ópticas, se determinó que estos iniciadores tenían una tasa de iniciación de fotopolimerización superior a la del ITX. Esto era obvio debido a que era evidente que estos pioneros habían recorrido un largo camino. Se desarrolló un producto químico fotoiniciador único para lograr una mayor DLW de polimerización de dos fotones de manera que se pudiera mostrar la capacidad de superresolución. Esto se logró mediante la creación de un novedoso fotoiniciador.

Caso de la isopropil tioxantona en 2005

Italia notificó al RASFF (con el número de referencia 2005.631) el 8 de septiembre de 2005 la migración de isopropil tioxantona a una concentración de 250 g/l desde el envase de leche materna española destinada a los lactantes. Los funcionarios italianos se incautaron inicialmente de 2 millones de litros de leche el 9 de noviembre de 2005, tras determinar que era «no apta para el consumo humano». Dos semanas después, el 22 de noviembre, una decisión judicial llevó a la retirada de varias variedades de leche, retirando 30 millones de litros 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 las pruebas analíticas realizadas 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, Auxiliares de Elaboración y Materiales en Contacto con los 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 cartones se imprimieron con tintas UV que incluían ITX, aunque las pruebas actuales de genotoxicidad in vivo no han revelado la genotoxicidad de ITX. Se estableció el límite de migración específica (LME) de ITX resultante de 50 microgramos por kilogramo. En la actualidad, el ITX se asocia con la benzofenona como el fotoiniciador más investigado, tanto analítica como migratoriamente, como resultado de las circunstancias que rodearon al ITX en 2005.

 

El ITX y las tintas para el envasado de alimentos

Dado que no se ha determinado si el ITX es genotóxico o no, actualmente está permitido utilizarlo en los envases de alimentos. Por otro lado, la leche de recién nacidos es una condición especial que puede exigir una reevaluación de la estructura del envase.

En las tintas de curado UV, la utilización de ITX, que es un fotoiniciador esencial, es una práctica habitual desde hace mucho tiempo. Es especialmente importante en la producción de tintas de color oscuro debido al importante papel que desempeña a la hora de proporcionar las propiedades esenciales de curado y adhesión.

El ITX no se utiliza en la fabricación de plásticos en contacto con alimentos; por consiguiente, no se incluye en el documento sinóptico, ni ha sido examinado por la comisión técnica de aditivos alimentarios, aromatizantes, auxiliares tecnológicos y materiales en contacto con los alimentos (AFC) de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) ni por el antiguo Comité Científico de los Alimentos. Estas omisiones se deben a que el ITX no se utiliza en la producción de plástico 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 los alimentos. Los expertos no consiguen llegar a un acuerdo sobre un límite de migración especificado o una ingesta diaria tolerada (IDT) (LMS).

Debido a la falta de un cuerpo de información estandarizado sobre lo que constituye un grado de migración aceptable, los profesionales de la AFC, el SCF y la EFSA que han investigado el problema de las aprobaciones 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 el grado de migración adecuado, este objetivo se llevó a cabo con éxito. El ITX fue sometido a diversas pruebas de mutagenicidad in vitro e in vivo, de acuerdo con los protocolos de ensayo más recientes elaborados por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) y las directrices desarrolladas por la organización Good Laboratory Practice (GLP).

Los resultados de este estudio proporcionan pruebas concluyentes contra el concepto de que el ITX es una sustancia genotóxica. Dado que el ITX no tiene un efecto genotóxico, 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. Este es el caso incluso después de tener en cuenta cualquier variable de reducción potencial que pueda ser pertinente para el alimento en cuestión. A pesar de que la migración puede alcanzar una cifra superior a esta estimación, se prevé un desarrollo adicional de la evaluación del cumplimiento en un futuro próximo. Debido a la escasez de información sobre la toxicidad crónica del ITX, es difícil determinar un NOAEL (nivel de efecto adverso no observado) y un umbral de migración más seguro para la sustancia. Dependiendo de cómo se actualicen las normas y los criterios de evaluación de la EFSA en el futuro, puede ser necesario modificar la exposición para demostrar que la aplicación puede utilizarse de forma segura en el futuro.

Se prevé que aproximadamente el cinco por ciento del mercado primario de envases alimentarios estará compuesto por productos que tienen impresión UV en el exterior de sus envases. Dado que el modelo actual de la UE parte de la base de que cada kilogramo de alimento consumido cada día viene en un envase impactado, sobrestima significativamente la cantidad de personas que están expuestas. Como consecuencia directa de esto, el convertidor puede ahora imprimir envases alimentarios que se ajustan a los requisitos como resultado de la incorporación de ITX en las tintas y barnices de curado UV. Si en el futuro existen requisitos más factibles para la verificación de los envases impresos, la empresa que suministra el relleno y el envase podría querer tener en cuenta otros factores. Es esencial que esto se tenga en cuenta en todo momento. Todos los envases alimentarios que se hayan impreso con cualquier tecnología de tinta de impresión o técnica de impresión deben someterse a pruebas de migración, riesgo, exposición y cumplimiento de los criterios ya definidos.

A la hora de analizar la migración, es una práctica habitual ignorar las cualidades distintivas de la leche, como se ha mencionado anteriormente. Se espera 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 que todas las partes implicadas en el envasado de la leche y los productos lácteos tomen nota de nuestros resultados y adopten las medidas oportunas para garantizar su conformidad con la legislación aplicable.

Conclusion

• ITX does not have genotoxic properties.
• The usage of ITX-containing UV curing inks and varnishes in food packaging is not being phased out.
• Existing models used to achieve compliance with Article 3 of Framework Regulation (EC) No. 1935/2004 overestimate the adult consumer’s exposure to ITX.
• Migration with corrected values less than 0.05 mg/kg food (50 ppb) is permitted, albeit this is not specifically mentioned.
• If the figure exceeds this threshold, the compliance evaluation criteria will need to be revised in the future.
• Manufacturers of milk products, particularly infant formula, should be aware that existing relevant assessment procedures for these commodities (i.e., utilising distilled water as the food simulant) severely undervalue the unique nature of these items.
• The design of the final container for baby milk must be carefully considered.