[ACTUALISATION] Irgafos 168 : Utilisations, avantages et spécifications

L'Irgafos 168 (CAS 31570-04-4) est un antioxydant secondaire de type phosphite, un stabilisateur de transformation qui protège les plastiques fondus des dommages causés par la chaleur lors de l'extrusion, du moulage et du recyclage. Commercialisé sous le nom d'Antioxydant 168 et sous des appellations telles qu'Alkanox 240, il est utilisé en association avec un antioxydant phénolique primaire comme l'Irganox 1010 pour prévenir le jaunissement et la perte de résistance des polyoléfines. Ce guide présente sa composition chimique, son mode d'action, le dosage en fonction du polymère, sa conformité au contact alimentaire et les méthodes de vérification de sa qualité avant l'achat.

Qu'est-ce que l'Irgafos 168 ?

Parmi les stabilisants phosphites, l'Irgafos® 168 est l'antioxydant secondaire le plus couramment utilisé dans l'industrie des plastiques. Commercialisé sous le nom d'Irgafos 168 par BASF, il s'agit chimiquement du tris(2,4-di-tert-butylphényl)phosphite, un composé de phosphore trivalent que le fabricant décrit comme un « stabilisant de transformation phosphite hydrolytiquement stable ». Son action se produit lors de la transformation à l'état fondu et non dans la pièce finie, ce qui en fait un antioxydant secondaire et non primaire.

Utilisé comme antioxydant depuis des décennies, il appartient à la classe des antioxydants secondaires : des additifs qui n'arrêtent pas l'oxydation par eux-mêmes mais protègent plutôt le polymère et l'antioxydant primaire lors des étapes de traitement à haute température du compoundage, de l'extrusion et du moulage.

Vous constaterez que la même molécule est commercialisée sous plusieurs appellations, ce qui peut engendrer de la confusion lors de l'achat. « Antioxydant 168 », « AO-168 », « Alkanox 240 » et « Songnox 1680 » désignent tous le même produit (CAS 31570-04-4). L'appellation « Irganox 168 » est une faute d'orthographe fréquente ; le nom commercial de ce phosphite chez BASF est Irgafos 168, tandis que la famille Irganox regroupe les principaux antioxydants phénoliques de l'entreprise. Se tromper de nom représente un véritable risque d'approvisionnement, et non une simple erreur de frappe : un acheteur qui commande de l'« Irganox 168 » en s'attendant à recevoir un phosphite peut se voir livrer un composé phénolique, car ces deux familles ont des propriétés opposées. L'erreur n'est généralement détectée qu'après le jaunissement du produit fondu sur la chaîne de production à 230 °C. Le service de contrôle qualité interne de Wellt vérifie systématiquement chaque demande par rapport au numéro CAS 31570-04-4, au dosage ≥ 99 % et à l'autorisation de contact alimentaire de la FDA avant d'établir un devis, quel que soit le nom commercial utilisé par le client. Si vous recherchez des fournisseurs, considérez tous ces produits comme contenant le même principe actif et comparez le dosage et la qualité plutôt que la marque. Wellt le fournit sous le nom d' Irgafos 168 (antioxydant 168) dans sa gamme d'esters de phosphite.

Identité chimique et propriétés clés

Les données ci-dessous proviennent de la fiche technique de BASF et ont été vérifiées à l'aide de la base de données PubChem et de la littérature scientifique. L'identification spectrale (FTIR et RMN du 31P) confirme la structure indiquée sur le certificat d'analyse. Ces valeurs sont nécessaires à l'acheteur pour interpréter un certificat d'analyse ou compléter une fiche technique.

Deux propriétés expliquent la domination de ce phosphite sur le marché. Premièrement, il résiste à l'hydrolyse : de nombreux phosphites moins chers réagissent à l'humidité et se décomposent dans le sac ou la trémie d'alimentation, formant des acides et des gels. L'Irgafos 168 conserve cette propriété, ce qui garantit un transport et un stockage fiables. Deuxièmement, sa faible volatilité lui permet de rester dans le bain fondu aux températures de traitement au lieu de s'évaporer. Ensemble, ces caractéristiques lui permettent d'offrir, selon BASF, « des performances élevées à de faibles concentrations ».

Comment fonctionne l'Irgafos 168 : le mécanisme antioxydant secondaire

Pour comprendre le rôle de l'Irgafos 168, il faut d'abord examiner le problème. Lors de la transformation d'un polymère par chauffage, une auto-oxydation, amorcée par l'oxygène, le cisaillement et les résidus de catalyseur métallique, se déclenche. Cette réaction en chaîne produit des hydroperoxydes (ROOH) au sein du polymère fondu. Sans intervention, ces hydroperoxydes se scindent en nouveaux radicaux qui coupent les chaînes polymères (scission de chaîne) ou les relient (réticulation). Il en résulte une diminution de la masse moléculaire, une perte de résistance et un jaunissement.

Une variation de débit de fusion de 20 à 50 % est courante dans le polypropylène non stabilisé après une seule extrusion à 230 °C, car la chaîne d'auto-oxydation continue de couper les molécules, c'est pourquoi les transformateurs traitent cela comme un véritable problème de production et un risque pour la garantie, et non comme un problème cosmétique.

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Un antioxydant primaire comme l'Irganox 1010 capture les radicaux libres. Cependant, il ne peut pas neutraliser les hydroperoxydes eux-mêmes. C'est le rôle de l'antioxydant secondaire. Le phosphore trivalent contenu dans l'Irgafos 168 réagit avec les hydroperoxydes lors de la transformation, les convertissant en alcool inoffensif (ROH), tandis que le phosphite est oxydé en phosphate. Cette réaction contribue à réduire la dégradation du polymère. Agissant au sein même des polymères, il prévient la dégradation induite par le procédé et, ce faisant, élimine les radicaux libres avant qu'ils ne puissent déclencher un nouveau cycle de radicaux. L'association du phosphite et du composé phénolique permet au phosphite d'amplifier l'efficacité des antioxydants primaires, ce qui explique leur utilisation quasi systématique conjointe. Le phosphite usé laisse également des résidus de dégradation bien caractérisés, que nous abordons dans un guide complémentaire.

Irgafos 168 vs Irganox 1010 : Pourquoi vous avez besoin des deux (La règle du 1:2)

C'est la question la plus fréquemment posée par les acheteurs, et la réponse détermine la plupart des formulations d'antioxydants. L'Irganox 1010 et l'Irgafos 168 ne sont pas concurrents ; ils remplissent des fonctions différentes à des étapes distinctes. Les considérer comme interchangeables constitue une erreur classique de formulation : doser uniquement le phénolique expose la matière fondue à une protection insuffisante lors de l'extrusion ; doser uniquement le phosphite peut entraîner une défaillance prématurée de la pièce finie, car aucun des deux ne couvre la fenêtre de protection de l'autre. En pratique, Wellt propose les deux ensemble dans le conditionnement B215 prémélangé à 1:2, permettant ainsi à un formulateur de doser une quantité totale typique de 0.15 % (conformément au tableau de dosage ci-dessous) de bénéficier d'une protection optimale des deux composants sans avoir à peser deux poudres distinctes.

La règle du 1:2. Par défaut, l'industrie utilise deux parts de phosphite pour une part de phénolique. Ce ratio correspond exactement à la composition du mélange prêt à l'emploi Irganox B215 : une part d'Irganox 1010 pour deux parts d'Irgafos 168. Si vous préférez doser une seule pastille prémélangée plutôt que de peser deux poudres, achetez le mélange ; si vous souhaitez ajuster le ratio pour une résine spécifique, dosez-les séparément.

Quelle est la différence entre Irgafos 168 et Irganox 1010 ?

L'Irganox 1010 est un antioxydant phénolique encombré primaire (à rupture de chaîne) qui protège la pièce finie tout au long de sa durée de vie. L'Irgafos 168 est un phosphite secondaire qui protège la matière fondue pendant la transformation en décomposant les hydroperoxydes. L'utilisation du seul antioxydant phénolique laisse la matière fondue insuffisamment protégée lors de l'extrusion ; l'utilisation du seul phosphite laisse la pièce exposée en service. Une combinaison, généralement un mélange 1:2, couvre ces deux aspects, c'est pourquoi presque tous les kits antioxydants pour polyoléfines contiennent un antioxydant phénolique et un phosphite.

Applications par polymère : PP, PE, ABS, PC et plus encore

L'Irgafos 168 est présent dans la quasi-totalité des thermoplastiques transformés à l'état fondu, mais son utilité varie selon la résine. Les polyoléfines constituent le principal marché car elles s'oxydent facilement aux températures de transformation, une application documentée dans la littérature brevetaire relative aux additifs phosphites dans les polyoléfines.

Dans quels plastiques l'Irgafos 168 est-il utilisé ?

L'Irgafos 168 est principalement utilisé dans les polyoléfines, le polypropylène, le PEHD et le PEBDL, ainsi que dans le polycarbonate, le polyamide, l'ABS et autres styréniques, l'EVA, le polybutène, les élastomères, les adhésifs et les cires. Il est également utilisé dans les revêtements en poudre et en bobine cuits à haute température. Dans tous les cas, il s'agit d'un stabilisant de transformation ; il est donc présent à chaque étape de la mise en œuvre du polymère : fusion, extrusion, moulage ou recyclage.

Dosage, qualités et manipulation recommandés

Il n'existe pas de dose unique. Le dosage optimal dépend de la résine, du nombre de cycles thermiques auxquels elle est soumise et de la présence ou non d'un antioxydant primaire. Les quatre plages d'application ci-dessous constituent des points de départ pratiques ; confirmez-les par vos propres essais de traitement.

La matrice de dosage à 4 niveaux

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Qualités et manipulation. Commercialement, le produit est expédié sous forme de poudre standard ou de granulés à faible émission de poussière (qualité « FF »). La forme granulaire permet une alimentation plus propre et réduit la poussière en suspension sur la ligne de compoundage. À conserver dans son emballage d'origine scellé, entre 5 °C et 40 °C. Grâce à sa meilleure résistance à l'hydrolyse que la plupart des phosphites, il supporte les conditions normales d'entreposage, mais une exposition prolongée à la chaleur et à l'humidité doit être évitée. La qualité granulaire, privilégiée par la plupart des usines, est obtenue grâce à une formulation brevetée sans poussière et à fluidité améliorée.

Conformité et sécurité des matériaux en contact avec les aliments

L'Irgafos 168 étant largement utilisé dans les emballages alimentaires, son profil de risque lié au contact alimentaire a fait l'objet d'études approfondies. Dans son évaluation de sécurité actualisée , la FDA (Food and Drug Administration) américaine a examiné l'exposition alimentaire et la toxicité orale de l'Irgafos 168 (appelé I-168) et de son principal produit de dégradation. Cette évaluation de l'exposition portait à la fois sur l'I-168 et ses produits de dégradation, et ses conclusions concernant l'utilisation de l'I-168 étayent les principaux chiffres cités par les équipes de conformité.

Étant donné que la dose journalière admissible (DJA) (0.09 mg/kg pc/jour) est nettement inférieure à la dose journalière admissible (DJA) (1 mg/kg pc/jour), la FDA a conclu qu'il n'existe aucun problème de sécurité aux niveaux d'utilisation actuellement autorisés. Dans l'Union européenne, l'Irgafos 168 figure sur la liste des substances autorisées pour les articles et matériaux en plastique destinés au contact alimentaire, conformément au règlement (UE) n° 10/2011. Cette liste est révisée et mise à jour périodiquement jusqu'en 2025-2026. Grâce à cet historique réglementaire étendu, la plupart des acheteurs peuvent rapidement documenter la conformité, mais il est toujours conseillé de vérifier l'inscription en vigueur et toute limite de migration spécifique à votre application.

« Il n’y a aucun problème de sécurité lié aux niveaux d’utilisation autorisés actuels, et les produits de dégradation de l’iode 168 ne semblent pas présenter de risque de neurotoxicité. »

Markley et al., Centre de la FDA pour la sécurité alimentaire et la nutrition appliquée (2021)

L'Irgafos 168 est-il sans danger pour le contact alimentaire ?

Oui, dans les limites d'utilisation autorisées. L'évaluation de la FDA a conclu que l'apport journalier cumulé estimé (0.09 mg/kg pc/jour) est environ dix fois inférieur à l'apport journalier acceptable de 1 mg/kg pc/jour, et elle a écarté les inquiétudes concernant la neurotoxicité du produit de dégradation du phosphate. L'Irgafos 168 est également mentionné dans le règlement (UE) n° 10/2011 relatif aux matériaux plastiques destinés au contact alimentaire. Pour les applications réglementées, veuillez demander à votre fournisseur la documentation relative au contact alimentaire et les données sur les limites de migration.

Une limite qu'il est bon de connaître : la migration

Un résultat contre-intuitif mérite d'être souligné, car il surprend les acheteurs qui supposent qu'un stabilisateur reste emprisonné dans la pièce. Des études de migration évaluées par des pairs montrent que l'Irgafos 168 migre en réalité davantage des polyoléfines que l'Irganox 1010, et que le taux de libération augmente avec la température. De fait, cet additif est si courant qu'il est détecté comme contaminant de fond dans les laboratoires, ce qui complique les mesures de lixiviation.

Comment se procurer et vérifier l'Irgafos 168

Étant donné que la même molécule est vendue par de nombreux producteurs à des niveaux de qualité très différents, c'est le certificat d'analyse, et non la marque, qui vous indique ce que vous achetez. Utilisez cette liste de vérification lorsque vous demandez un devis et à nouveau lorsque le produit est reçu.

• ✔ Dosage (pureté) indiqué comme ≥ 99 % sur le certificat d'analyse.
• ✔ Teneur en phosphore proche de la valeur théorique d'environ 4.8 %
• ✔ Plage de fusion : 181–186 °C
• ✔ Qualité confirmée, poudre ou granulés à faible teneur en poussière (FF) — à adapter à votre mangeoire
• ✔ CAS 31570-04-4 et équivalence avec Irganox 168 / Alkanox 240 mentionnés explicitement
• ✔ Documentation relative au contact alimentaire (FDA/UE 10/2011) et mention « sans produits d'origine animale ni éthanol » le cas échéant.

Si vous comparez les offres, demandez à chaque fournisseur les mêmes champs d'analyse et un petit échantillon pour un essai de traitement avant de passer une commande en volume. Wellt s'approvisionne en Irgafos 168 (antioxydant 168) avec une documentation de qualité et peut vous proposer un devis incluant l' Irganox 1010 correspondant ou le mélange prémélangé B215. Pour en savoir plus sur cette gamme d'additifs, consultez notre guide sur les antioxydants pour plastiques.

Demander un devis et un certificat d'analyse pour l'Irgafos 168 →

Perspectives en matière d'offre et de réglementation

Deux facteurs influencent actuellement les décisions d'approvisionnement des acheteurs d'Irgafos 168, et aucun n'est lié à la taille du marché. Premièrement, la confirmation par la FDA que cet additif ne présente aucun risque pour la sécurité aux concentrations autorisées pour le contact alimentaire lève une incertitude qui freinait autrefois son adoption dans les emballages alimentaires et permet aux formulateurs de l'utiliser plus sereinement. Deuxièmement, le recyclage stimule la demande de stabilisants de traitement : chaque cycle thermique supplémentaire d'une polyoléfine recyclée consomme davantage d'antioxydant, ce qui nécessite une quantité accrue de phosphite dans les flux retraités. Pour une ligne de production composant 30 % de polypropylène recyclé à 2 tonnes/heure, cela peut impliquer d'augmenter la concentration d'Irgafos 168 de 0.10 % à 0.18 % afin de maintenir la stabilité de la fluidité à l'état fondu. En effet, le recyclat arrive partiellement usé, ce qui représente un risque réel en termes de coûts et d'approvisionnement, et peut entraîner une rupture de stock si un fournisseur unique s'avère insuffisant. C'est précisément pour cette raison que Wellt dispose de deux fournisseurs qualifiés.

Du côté de l'offre, la capacité de production d'antioxydants phosphites a augmenté chez les producteurs chinois, ce qui signifie qu'un plus grand nombre d'équivalents de l'antioxydant 168 de qualité sont disponibles à des prix compétitifs. À titre indicatif, les analystes de marché estiment le segment des antioxydants auxiliaires phosphites à quelques milliards de dollars, avec une croissance annuelle moyenne à un chiffre. Cependant, ces chiffres varient selon les sources et ne doivent être considérés que comme une indication générale. En pratique, pour les acheteurs, il est conseillé de vérifier dès maintenant la qualité des certificats d'analyse (COA) de deux ou trois fournisseurs afin d'éviter que les projets concernant les matériaux recyclés et les produits en contact avec les aliments ne soient ultérieurement bloqués par un fournisseur unique.

Questions fréquemment posées