Fotoinitiatoren | Migratie en toxiciteit

Hallo allemaal! Ik ben een ster medewerker bij CHROMÉCLAIR, een merk van hemavrije gelpolishVandaag zal ik wat informatie organiseren over de migratie en toxiciteit van fotoinitiatoren, in de hoop dat het nuttig voor je zal zijn.

Het molecuulgewicht van fotoinitiatoren ligt meestal tussen 100 en 300. 1173 heeft bijvoorbeeld een molecuulgewicht van 164,2, TPO heeft 348,4 en 819 heeft 418,5, allemaal geclassificeerd als laagmoleculaire organische verbindingen.

Bij onvolledige blootstelling aan licht kunnen deze fotoinitiatormoleculen in het uitgeharde materiaal achterblijven en potentiële migratiesubstanties vormen. Bovendien worden vrije radicalen door fotoinitiatoren voornamelijk gegenereerd door middel van splitsingsreacties. Deze vrije radicalen kunnen verbindingen met een lager moleculair gewicht vormen na uiteindelijke afschakeling.

Deze producten met kleine moleculen dragen niet alleen bij aan migratieproblemen, maar kunnen ook toxische stoffen genereren. Zowel achtergebleven fotoinitiatoren als de kleine moleculen die tijdens de reacties ontstaan, vormen potentiële migratierisico's in lichtuithardende producten, wat nadelige gevolgen kan hebben voor gebruikers.

Het belangrijkste incident vond plaats in 2005 toen de fotoinitiator ITX werd ontdekt in Nestlé zuigelingenvoeding in Italië. Wereldwijd houdt de Europese Unie zich het meest bezig met de gevolgen van chemische stoffen voor de gezondheid en dwingt ze de strengste regelgeving af.

Toxicologische classificatie en beperkingen op het gebruik van TPO

Met het wijdverbreide gebruik van de fotoinitiator TPO is het toezicht door de regelgevende instanties geïntensiveerd. Onder de CLP-verordening (Classification, Labelling, and Packaging) van de EU werd TPO aanvankelijk geclassificeerd als een voor de voortplanting giftige stof van categorie 2 (H361), wat betekent "vermoedelijk giftig voor de voortplanting bij mensen, maar het beschikbare bewijs is niet voldoende om het onomstotelijk te classificeren als categorie 1".

TPO (MAPO)

In juni 2020 stelde Zweden, een Scandinavisch land, voor om de indeling te herzien naar categorie 1B (H360DF) en het toe te voegen als een huidirriterende stof (H317). Categorie 1B betekent "vermoedelijk giftig voor de voortplanting bij de mens", een conclusie die gebaseerd is op substantieel bewijs uit dierstudies.

Het CLH-proces (Classification and Labelling Harmonization) van de EU

De verordeningen delen reproductietoxische stoffen ook in in Klasse 1, die verder onderverdeeld is in 1A en 1B. 1A staat voor "waarvan bekend is dat ze giftig zijn voor de voortplanting bij mensen", gebaseerd op substantieel bewijsmateriaal van mensen, terwijl 1B staat voor "waarvan verondersteld wordt dat ze giftig zijn voor de voortplanting bij mensen", gebaseerd op substantieel bewijsmateriaal van dierproeven. Stoffen in categorie 1A zijn verboden, terwijl stoffen in categorie 1B waarschijnlijk verboden of beperkt zullen worden. Eerder heeft Zweden, een Scandinavisch land, ook voorgesteld om de indeling te wijzigen in 1B (H360DF) en het toe te voegen als een huidirriterende stof (H317).

In het najaar van 2021 stemde het Risicobeoordelingscomité (RAC) van de EU ermee in om de classificatie van TPO bij te werken. De Europese Commissie (EC) herziet momenteel deze classificatie, een proces dat volgens de regelgeving naar verwachting 0,5-1,5 jaar in beslag zal nemen. Als deze classificatie door de EC wordt goedgekeurd, zal ze via een ATP worden toegevoegd aan Bijlage VI van de CLP-verordening van de EU en wettelijk bindend worden. In januari 2023 kondigde Zweden zijn voornemen aan om TPO voor te dragen voor opname in de SVHC (Substances of Very High Concern - zeer zorgwekkende stoffen)-kandidatenlijst.

Volgens de ECHA-website is TPO op 14 juni 2023 toegevoegd aan de Candidate List of Substances of Very High Concern for Authorization. Dit betekent dat TPO nu verboden of beperkt is in veel toepassingen, zoals materialen die in contact komen met voedingsmiddelen.

Alternatieve opties voor TPO

Van de fosforoxidefotoinitiatoren met een goede absorptie in de UVA-band zijn er naast TPO nog twee andere veelgebruikte alternatieven: TPO-L en 819 (BAPO). TPO-L en 819 kunnen TPO echter slechts gedeeltelijk vervangen in bepaalde toepassingen en kunnen het niet volledig vervangen.

TPO-L heeft een vergelijkbare structuur als TPO, maar één benzeenring in de molecule is gesubstitueerd met een ethoxygroep, wat resulteert in een lagere toxiciteit. TPO-L vertoont echter een aanzienlijk lagere initiatie-efficiëntie in vergelijking met TPO.

Een andere fotoinitiator op basis van fosfineoxide is 819 (BABO), dat kan worden gezien als TPO met één benzeenring gesubstitueerd door een 2,4,6-trimethylbenzoylgroep, waardoor het in feite twee 2,4,6-trimethylbenzoylgroepen heeft. Hoewel 819 een hogere initiëringsefficiëntie heeft dan TPO, lijdt het aan ernstige vergelingsproblemen, waardoor het ongeschikt is voor toepassingen met kleurvereisten.

De opkomst van TMO: de ultieme TPO-vervanger

In deze context biedt de komst van de nieuwe fotoinitiator TMO een fundamentele oplossing voor alle uitdagingen die voorheen geassocieerd werden met TPO.

TMO

TMO, volledig bekend als (2,4,6-trimethylbenzoyl)bis(p-tolyl)fosfineoxide, CAS 270586-78-2. Structureel voegt TMO een methylgroep toe aan elk van de twee benzeenringen op basis van TPO, waardoor de biotoxiciteit van TPO aanzienlijk wordt verminderd. Experimentele bevindingen geven aan dat TMO een iets betere initiëringsefficiëntie vertoont dan TPO, terwijl het ook geen vergeling en minder migratie vertoont.

Deze fotoinitiator wordt gebruikt in formules voor coatings, biedt een uitstekende oplosbaarheid met oligomeren en reactieve verdunningsmiddelen en is benzeenvrij. TMO is geschikt voor snelle UV-uitharding van hoogwaardige coatings, inkten en kleefstoffen op verschillende substraten. Het verschijnt als een lichtgeel kristallijn poeder met een karakteristieke aromatische geur, is stabiel, ontleedt niet gemakkelijk bij kamertemperatuur en is oplosbaar in verschillende organische oplosmiddelen.

De syntheseroute voor TMO wordt beschouwd als milieuvriendelijk en levert zeer zuivere producten op met een hoog rendement. In termen van fotopolymerisatiekinetiek laat TMO uitstekende prestaties zien, met superieure lichtabsorptie-eigenschappen, fotopolymerisatieactiviteit en diepe uithardingspenetratie in vergelijking met traditionele TPO-fotoinitiatoren. Bij menging met 1-hydroxycyclohexylbenzofenon (184) verbetert TMO de fotogevoeligheid en uithardingseigenschappen.

Dubbele binding conversiecurve van TMO en TPO initiërende TMPTA

TMO zal dienen als een ideale vervanger voor TPO en heeft al massaproductie bereikt. Bovendien heeft TMO het REACH-registratiecertificaat van de EU verkregen, waardoor het verkocht kan worden in Europa - de regio met de strengste chemische regelgeving.

Fotoinitiator TMO is getest voor gebruik in drukinkt en kleefstoffen op hout, metaal, kunststof, papier en optische vezeloppervlakken. Het vertoont een uitstekende oplosbaarheid in gangbare UV-formuleringen (bijv. acrylaat, onverzadigde polyestersystemen). Het kan alleen worden gebruikt of gemengd met andere fotoinitiatoren.

De synthese van TMO-initiatoren gebeurt met behulp van di(p-tolyl)fosfineoxide en 2,4,6-trimethylbenzoylchloride als grondstoffen. Deze synthesemethode is milieuvriendelijk, efficiënt en levert een zeer zuiver product met een uitstekende opbrengst. Door de fotofysische en chemische eigenschappen te testen, het toe te passen op inktsystemen, de fotopolymerisatiekinetiek te bestuderen, een uithardingskinetisch model op te stellen en het te vergelijken met 2,4,6-trimethylbenzoyl-difenylfosfineoxide (TPO), geven de resultaten aan dat TMO superieure lichtabsorptie-eigenschappen, fotopolymerisatieactiviteit en diepe uitharding vertoont in vergelijking met TPO. Bovendien verbetert het co-formuleren van TMO met 1-hydroxycyclohexylbenzofenon (184) de lichtgevoeligheid en uithardingseigenschappen van TMO.

 

Ik hoop dat dit artikel je helpt om fotoinitiatoren beter te begrijpen!

CHROMÉCLAIR biedt Basislakken, Toplakken, effen kleuren gelpolish zonder HEMAen hema free cat eye gel polish.

Op hun website staan ook nail art tutorials, zoals:

Hoe doe je de polka dot bow nail art thuis?

Halloween Nail Art tutorial: Cyber Spook