[AGGIORNA] Irgafos 168: Usi, benefici e specifiche

L'Irgafos 168 (CAS 31570-04-4) è un antiossidante secondario fosfitico, uno stabilizzante di processo che protegge la plastica fusa dai danni termici durante l'estrusione, lo stampaggio e il riciclo. Venduto come Antiossidante 168 e con nomi come Alkanox 240, si abbina a un antiossidante fenolico primario come l'Irgafos 1010 per impedire che le poliolefine ingialliscano e perdano resistenza. Questa guida illustra la sua identità chimica, il suo funzionamento, il dosaggio per polimero, la conformità al contatto con gli alimenti e come verificarne la qualità prima dell'acquisto.

Cos'è Irgafos 168?

Tra gli stabilizzanti a base di fosfito, Irgafos® 168 è l'antiossidante secondario più comunemente utilizzato nell'industria delle materie plastiche. Commercializzato come Irgafos 168 da BASF, è chimicamente tris(2,4-di-terz-butilfenil)fosfito, un composto di fosforo trivalente che il produttore descrive come uno "stabilizzatore di processo a base di fosfito idroliticamente stabile". Agisce durante la fase di fusione del materiale, anziché nel pezzo finito, ed è questo che lo rende un antiossidante secondario e non primario.

Utilizzato come antiossidante da decenni, appartiene alla classe degli antiossidanti secondari : additivi che non arrestano l'ossidazione da soli, ma proteggono il polimero e l'antiossidante primario durante le fasi di lavorazione ad alta temperatura di compounding, estrusione e stampaggio.

La stessa molecola viene venduta con diversi nomi, il che può generare confusione in fase di acquisto. "Antiossidante 168", "AO-168", "Alkanox 240" e "Songnox 1680" si riferiscono tutti al CAS 31570-04-4. Il nome "Irganox 168" è spesso scritto in modo errato; il nome commerciale di BASF per questo fosfito è Irgafos 168, mentre la famiglia Irganox rappresenta la principale linea di antiossidanti fenolici dell'azienda. Un errore di nome è un vero rischio per l'approvvigionamento, non un semplice refuso: un acquirente che ordina "Irganox 168" aspettandosi un fosfito potrebbe ricevere invece un antiossidante fenolico, poiché le due famiglie svolgono funzioni opposte e l'errore di solito emerge solo dopo che il composto si è ingiallito sulla linea di produzione a 230 °C. Il controllo qualità interno di Wellt verifica ogni richiesta rispetto alla norma CAS 31570-04-4, al titolo di purezza ≥99% e allo stato di contatto con gli alimenti approvato dalla FDA, prima di emettere un preventivo, indipendentemente dal nome commerciale utilizzato dal cliente. Se state effettuando un approvvigionamento, considerate tutti questi prodotti come lo stesso principio attivo e confrontateli in base al titolo di purezza e al grado, piuttosto che al marchio. Wellt lo fornisce come Irgafos 168 (Antiossidante 168) all'interno della sua gamma di esteri fosfitici.

Identità chimica e proprietà principali

I dati riportati di seguito sono tratti dalla scheda tecnica BASF e verificati incrociandoli con il database PubChem e con la letteratura scientifica peer-reviewed; l'identificazione spettrale (FTIR e 31P-NMR) è ciò che conferma la struttura riportata sul Certificato di Analisi. Questi sono i numeri di cui un acquirente ha bisogno per leggere un Certificato di Analisi (COA) o compilare una scheda tecnica del materiale.

Due caratteristiche spiegano perché questo particolare fosfito domina il mercato. In primo luogo, resiste all'idrolisi: molti fosfiti più economici reagiscono con l'umidità e si degradano nel sacco o nella bocca di alimentazione, formando acidi e gel. Irgafos 168, invece, mantiene queste proprietà, motivo per cui può essere spedito e stoccato in modo affidabile. In secondo luogo, ha una bassa volatilità, quindi rimane allo stato fuso alle temperature di lavorazione anziché evaporare. Insieme, queste caratteristiche gli consentono di offrire, secondo le parole di BASF, "prestazioni elevate a basse concentrazioni".

Come funziona Irgafos 168: il meccanismo antiossidante secondario

Per capire dove si colloca Irgafos 168, partiamo da cosa va storto. Quando un polimero viene riscaldato durante la lavorazione, si innesca un processo di autoossidazione avviato da ossigeno, forze di taglio e residui di catalizzatori metallici. La reazione a catena produce idroperossidi (ROOH) all'interno del fuso. Se lasciati indisturbati, questi idroperossidi si scindono in nuovi radicali che tagliano le catene polimeriche (scissione della catena) o le legano (reticolazione): il risultato è una riduzione del peso molecolare, una perdita di resistenza e un ingiallimento.

Nei polipropilene non stabilizzato, dopo una singola estrusione a 230 °C, è comune una variazione dell'indice di fluidità del 20-50%, poiché la catena di autoossidazione continua a tagliare le molecole. Per questo motivo, i produttori considerano questo fenomeno un vero e proprio problema di produzione e un rischio per la garanzia, non un semplice inconveniente estetico.

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Un antiossidante primario come Irganox 1010 neutralizza i radicali liberi. Tuttavia, non è in grado di neutralizzare gli idroperossidi stessi. Questo è il compito dell'antiossidante secondario. Il fosforo trivalente presente in Irgafos 168 reagisce durante il processo con gli idroperossidi, convertendoli in un alcol innocuo (ROH), mentre il fosfito stesso viene ossidato a fosfato, una reazione che contribuisce a ridurre la degradazione del polimero. Agisce all'interno dei polimeri prevenendo la degradazione indotta dal processo e, così facendo, rimuove il combustibile prima che possa innescare un nuovo ciclo radicalico. Quando si combina il fosfito con il fenolo, il fosfito estende di fatto le prestazioni degli antiossidanti primari, motivo per cui i due vengono quasi sempre utilizzati insieme. Il fosfito esausto lascia inoltre dietro di sé specie di degradazione ben caratterizzate, che trattiamo in una guida complementare.

Irgafos 168 contro Irganox 1010: perché hai bisogno di entrambi (la regola 1:2)

Questa è la domanda più frequente che gli acquirenti pongono e la risposta è alla base della maggior parte delle formulazioni di antiossidanti. Irganox 1010 e Irgafos 168 non sono concorrenti, svolgono funzioni diverse in fasi diverse. Considerarli intercambiabili è il classico errore di formulazione: dosando solo il fenolico, il fuso rimane non protetto durante l'estrusione; dosando solo il fosfito, il pezzo finito può guastarsi prematuramente, perché nessuno dei due copre la finestra di protezione dell'altro. In pratica, Wellt li spedisce insieme nella confezione pre-miscelata 1:2 B215, in modo che un preparatore che dosa una percentuale tipica dello 0.15% totale (secondo la tabella di dosaggio riportata di seguito) ottenga entrambe le finestre di protezione senza dover pesare due polveri.

La regola 1:2. Come punto di partenza predefinito, l'industria utilizza due parti di fosfito per ogni parte di fenolico. Questo rapporto è esattamente quello contenuto nella miscela pronta all'uso Irganox B215 : una parte di Irganox 1010 e due parti di Irgafos 168. Se preferisci dosare un singolo pellet premiscelato piuttosto che pesare due polveri, acquista la miscela; se invece vuoi ottimizzare il rapporto per una resina specifica, dosale separatamente.

Qual è la differenza tra Irgafos 168 e Irganox 1010?

Irganox 1010 è un antiossidante fenolico stericamente impedito primario (che interrompe la catena di legami) che protegge il pezzo finito durante la sua vita utile; Irgafos 168 è un fosfito secondario che protegge il fuso durante la lavorazione decomponendo gli idroperossidi. L'utilizzo del solo antiossidante fenolico lascia il fuso non sufficientemente protetto durante l'estrusione; l'utilizzo del solo antiossidante fosfitico lascia il pezzo esposto durante l'utilizzo. Una combinazione, in genere una miscela 1:2, copre entrambe le finestre di protezione, motivo per cui quasi tutti i pacchetti di antiossidanti per poliolefine contengono un antiossidante fenolico e uno fosfitico.

Applicazioni per polimero: PP, PE, ABS, PC e altro

L'Irgafos 168 è presente in quasi tutti i termoplastici lavorati per fusione, ma il motivo della sua aggiunta varia a seconda della resina. Le poliolefine rappresentano il mercato principale perché si ossidano facilmente alle temperature di lavorazione, un utilizzo documentato nella letteratura brevettuale sugli additivi a base di fosfito nelle poliolefine.

In quali materie plastiche viene utilizzato Irgafos 168?

L'Irgafos 168 è utilizzato principalmente nelle poliolefine, nel polipropilene, nell'HDPE e nell'LLDPE, oltre che nel policarbonato, nella poliammide, nell'ABS e in altri materiali stirenici, nell'EVA, nel polibutene, negli elastomeri, negli adesivi e nelle cere. Viene impiegato anche nei rivestimenti in polvere e in bobina ad alta temperatura. In ogni caso, agisce come stabilizzante di processo, quindi è presente ovunque un polimero venga fuso, estruso, stampato o riprocessato durante il riciclo.

Dosaggio, gradi e modalità di manipolazione raccomandati

Non esiste una dose univoca. Il livello corretto dipende dalla resina, dal numero di cicli termici a cui è sottoposta e dalla presenza o meno di un antiossidante primario. Le quattro fasce di applicazione riportate di seguito forniscono punti di partenza pratici; si consiglia di confermare i risultati con le proprie prove di processo.

La matrice di dosaggio a 4 livelli

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Gradi e manipolazione. Commercialmente, il prodotto viene spedito come polvere standard o come granulare a bassa emissione di polvere "FF"; la forma granulare garantisce un'alimentazione più pulita e riduce la dispersione di polvere nell'aria sulla linea di compounding. Conservare sigillato nella confezione originale a temperature comprese tra 5 °C e 40 °C. Grazie alla sua maggiore resistenza all'idrolisi rispetto alla maggior parte dei fosfiti, tollera le normali condizioni di magazzino, ma è comunque opportuno evitare un'esposizione prolungata al calore e all'umidità. La formulazione granulare, brevettata, priva di polvere e a flusso migliorato, è all'origine del grado preferito dalla maggior parte degli impianti.

Conformità e sicurezza per i prodotti a contatto con gli alimenti

Poiché l'Irgafos 168 è ampiamente utilizzato negli imballaggi alimentari, il profilo di rischio legato al suo impiego a contatto con gli alimenti è stato studiato attentamente. Nella sua valutazione di sicurezza aggiornata , la Food and Drug Administration (FDA) statunitense ha esaminato l'esposizione alimentare e la tossicità orale dell'Irgafos 168 (indicato come I-168) e del suo principale prodotto di degradazione. La valutazione dell'esposizione ha incluso sia l'I-168 che i suoi prodotti di degradazione, e le sue conclusioni sull'uso dell'I-168 sono alla base dei dati principali citati dai team di conformità.

Poiché la CEDI (0.09 mg/kg di peso corporeo/giorno) è ben al di sotto della ADI (1 mg/kg di peso corporeo/giorno), la FDA ha concluso che non sussistono problemi di sicurezza ai livelli di utilizzo autorizzati attualmente. Nell'Unione Europea, l'Irgafos 168 è incluso nell'elenco delle sostanze autorizzate per articoli e materiali plastici a contatto con gli alimenti, contenuto nel Regolamento (UE) n. 10/2011, che viene rivisto e aggiornato periodicamente fino al 2025-2026. Questa lunga storia normativa relativa al contatto con gli alimenti significa che la maggior parte degli acquirenti può documentare rapidamente la conformità, ma è sempre opportuno verificare l'attuale immissione in commercio e gli eventuali limiti di migrazione specifici per la propria applicazione.

"Non sussistono problemi di sicurezza per i livelli di utilizzo attualmente autorizzati e i prodotti di degradazione dello I-168 non sembrano rappresentare un rischio per la sicurezza in termini di neurotossicità."

Markley e altri, Centro FDA per la sicurezza alimentare e la nutrizione applicata (2021)

L'Irgafos 168 è sicuro per il contatto con gli alimenti?

Sì, entro i livelli di utilizzo autorizzati. La valutazione della FDA ha rilevato che l'assunzione giornaliera cumulativa stimata (0.09 mg/kg di peso corporeo/giorno) è circa dieci volte inferiore all'assunzione giornaliera accettabile di 1 mg/kg di peso corporeo/giorno e ha respinto le preoccupazioni relative alla neurotossicità sollevate in merito al prodotto di degradazione del fosfato. L'irgafos 168 è inoltre elencato nel Regolamento UE 10/2011 per i materiali plastici a contatto con gli alimenti. Per le applicazioni regolamentate, richiedere al fornitore la documentazione relativa al contatto con gli alimenti e gli eventuali dati sui limiti di migrazione.

Un limite che vale la pena conoscere: la migrazione

Un dato controintuitivo merita di essere segnalato, perché sorprende gli acquirenti che presumono che uno stabilizzante rimanga intrappolato nel componente. Studi di migrazione sottoposti a revisione paritaria dimostrano che l'Irgafos 168 migra dalle poliolefine in misura maggiore rispetto all'Irganox 1010, e la velocità di rilascio aumenta con l'aumentare della temperatura. Di fatto, questo additivo è così comune che gli analisti lo rilevano come contaminante di fondo nei laboratori, il che complica le misurazioni del rilascio.

Come reperire e verificare Irgafos 168

Poiché la stessa molecola viene venduta da molti produttori con livelli di qualità molto diversi, è il certificato di analisi (COA), e non il marchio, a indicare cosa si sta acquistando. Utilizzate questa lista di controllo quando richiedete un preventivo e di nuovo quando il materiale arriva.

• ✔ Il titolo di analisi (purezza) è indicato come ≥99% sul certificato di analisi (COA).
• ✔ Contenuto di fosforo vicino al valore teorico del ~4.8%.
• ✔ Intervallo di fusione compreso tra 181 e 186 °C
• ✔ Grado confermato, polvere vs granulare a bassa emissione di polvere (FF) — per adattarsi al tuo alimentatore
• ✔ CAS 31570-04-4 ed equivalenza a Irganox 168 / Alkanox 240 dichiarata esplicitamente
• ✔ Documentazione relativa al contatto con gli alimenti (FDA/UE 10/2011) e dichiarazione di assenza di ingredienti di origine animale e di etanolo, ove pertinente.

Se state confrontando le offerte, chiedete a ciascun fornitore gli stessi campi del certificato di analisi (COA) e un piccolo campione per una prova di lavorazione prima di impegnarvi in ​​un ordine di grandi volumi. Wellt si rifornisce di Irgafos 168 (antiossidante 168) con documentazione di qualità e può fornire un preventivo insieme all'Irganox 1010 o alla miscela premiscelata B215. Per maggiori informazioni sulla famiglia di additivi in ​​generale, consultate la nostra guida agli antiossidanti per materie plastiche.

Richiedi un preventivo e un certificato di analisi per Irgafos 168 →

Prospettive in materia di offerta e regolamentazione

Attualmente, due fattori influenzano le decisioni di approvvigionamento degli acquirenti di Irgafos 168, e nessuno dei due rappresenta la cifra principale relativa alle dimensioni del mercato. In primo luogo, la riconferma da parte della FDA che l'additivo non presenta problemi di sicurezza ai livelli autorizzati per il contatto con gli alimenti elimina un punto interrogativo che in passato ne rallentava l'adozione nel settore degli imballaggi alimentari, fornendo ai produttori di compound una base più solida per specificarne l'utilizzo. In secondo luogo, il riciclo sta incrementando la domanda di stabilizzanti di processo: ogni ciclo termico aggiuntivo a cui è sottoposta una poliolefina riciclata consuma più antiossidante, quindi i flussi riprocessati necessitano di una maggiore quantità di fosfito, non di meno. Per una linea di produzione che miscela il 30% di polipropilene riciclato a 2 tonnellate/ora, ciò può significare aumentare la concentrazione di Irgafos 168 dallo 0.10% allo 0.18% solo per mantenere la stabilità della fluidità a caldo, poiché il materiale riciclato arriva parzialmente esausto, un rischio concreto in termini di costi e approvvigionamento, e un problema di esaurimento scorte se un singolo fornitore non è sufficiente. Wellt mantiene a magazzino due fornitori qualificati proprio per questo motivo.

Sul fronte dell'offerta, la capacità produttiva di antiossidanti a base di fosfito è aumentata tra i produttori cinesi, il che significa che sono disponibili più equivalenti di antiossidante 168 qualificati a prezzi competitivi. A titolo informativo, gli analisti di mercato stimano il segmento degli antiossidanti ausiliari a base di fosfito in poche decine di miliardi di dollari, con una crescita annua a una cifra media, ma tali cifre variano a seconda della fonte e devono essere interpretate solo come un'indicazione di massima. Il consiglio pratico per gli acquirenti è: qualificate fin da ora due o tre fornitori in base alla qualità del certificato di analisi (COA), in modo che i progetti relativi al contenuto riciclato e al contatto con gli alimenti non vengano bloccati in seguito da un collo di bottiglia rappresentato da un unico fornitore.

Domande frequenti