[VERNIEUWEN] Irgafos 168: Gebruik, voordelen en specificaties

Irgafos 168 (CAS 31570-04-4) is een fosfiet-secundair antioxidant, een verwerkingsstabilisator die gesmolten plastic beschermt tegen hitteschade tijdens extrusie, spuitgieten en recycling. Het wordt verkocht als Antioxidant 168 en onder namen zoals Alkanox 240. Het wordt gecombineerd met een primair fenolisch antioxidant zoals Irganox 1010 om te voorkomen dat polyolefinen vergelen en hun sterkte verliezen. Deze handleiding beschrijft de chemische samenstelling, de werking, de dosering per polymeer, de naleving van de voedselcontactnormen en hoe u de kwaliteit kunt controleren voordat u het koopt.

Wat is Irgafos 168?

Van de fosfietstabilisatoren is Irgafos® 168 de meest gebruikte secundaire antioxidant in de kunststofindustrie. Het product, dat door BASF onder de naam Irgafos 168 op de markt wordt gebracht, is chemisch gezien tris(2,4-di-tert-butylfenyl)fosfiet, een verbinding met driewaardig fosfor die de fabrikant omschrijft als een "hydrolytisch stabiele fosfietstabilisator voor verwerkingsprocessen". Het werkt tijdens het smeltproces en niet in het eindproduct, waardoor het een secundaire, en geen primaire, antioxidant is.

Het wordt al decennialang gebruikt als antioxidant en behoort tot de klasse van secundaire antioxidanten: additieven die oxidatie niet op zichzelf stoppen, maar in plaats daarvan het polymeer en de primaire antioxidant beschermen tijdens de hoge temperaturen die vrijkomen bij het compounderen, extruderen en vormen.

U zult dezelfde molecule onder verschillende namen tegenkomen, wat verwarring kan veroorzaken bij de aankoop. "Antioxidant 168", "AO-168", "Alkanox 240" en "Songnox 1680" verwijzen allemaal naar CAS 31570-04-4. De naam "Irganox 168" wordt vaak verkeerd gespeld; de handelsnaam van BASF voor dit fosfiet is Irgafos 168, terwijl de Irganox-familie de belangrijkste fenolische antioxidanten van het bedrijf omvat. Een verkeerde naamgeving is een reëel risico voor de inkoop, geen typefout: een koper die "Irganox 168" bestelt in de verwachting een fosfiet te ontvangen, kan in plaats daarvan een fenolisch product krijgen, omdat de twee families een tegengestelde functie hebben. De fout komt meestal pas aan het licht nadat het smeltproduct geel wordt op de productielijn bij 230 °C. De interne kwaliteitscontrole van Wellt controleert elke aanvraag aan de hand van CAS 31570-04-4, de ≥99%-analyse en de FDA-status voor contact met levensmiddelen, voordat een offerte wordt uitgebracht, ongeacht de handelsnaam die een klant gebruikt. Als u op zoek bent naar een leverancier, beschouw al deze varianten dan als dezelfde werkzame stof en vergelijk op basis van analyse en kwaliteit in plaats van merk. Wellt levert het als Irgafos 168 (Antioxidant 168) binnen het assortiment fosfietesters.

Chemische identiteit en belangrijkste eigenschappen

De onderstaande gegevens zijn afkomstig uit het technische gegevensblad van BASF en zijn gecontroleerd aan de hand van de PubChem-database en peer-reviewed literatuur; spectrale identificatie (FTIR en 31P-NMR) bevestigt de structuur op een analysecertificaat. Dit zijn de cijfers die een koper nodig heeft om een ​​analysecertificaat (COA) te lezen of een materiaalspecificatieblad in te vullen.

Twee eigenschappen verklaren waarom dit specifieke fosfiet de markt domineert. Ten eerste is het bestand tegen hydrolyse: veel goedkopere fosfieten reageren met vocht en breken af ​​in de zak of de toevoeropening, waarbij zuren en gels ontstaan. Irgafos 168 blijft intact, waardoor het betrouwbaar kan worden verzonden en opgeslagen. Ten tweede heeft het een lage vluchtigheid, waardoor het bij verwerkingstemperaturen in de smelt blijft in plaats van te verdampen. Samen zorgen deze eigenschappen ervoor dat het, zoals BASF het zelf zegt, "hoge prestaties levert bij lage concentraties".

Hoe Irgafos 168 werkt: het secundaire antioxidantmechanisme

Om te begrijpen waar Irgafos 168 in dit proces past, moeten we eerst kijken naar wat er misgaat. Wanneer een polymeer tijdens de verwerking wordt verhit, treedt auto-oxidatie op, geïnitieerd door zuurstof, schuifkrachten en metaalkatalysatorresten. De kettingreactie produceert hydroperoxiden (ROOH) in de smelt. Als deze hydroperoxiden niet worden blootgesteld aan de elementen, splitsen ze zich in nieuwe radicalen die polymeerketens verbreken (ketenbreuk) of juist verbinden (verknoping) – met als gevolg een lager moleculair gewicht, verminderde sterkte en vergeling.

Een verandering in de smeltstroomindex van 20-50% komt vaak voor bij ongestabiliseerd polypropyleen na één extrusiegang bij 230 °C, omdat de auto-oxidatieketen moleculen blijft afbreken. Daarom beschouwen verwerkers dit als een reëel productieprobleem en een garantierisico, en niet als een cosmetisch probleem.

Ontdek de essentiële Ultranox™ 626 antioxidant: uw complete gids voor 2024Geschreven door Jasonxue
4 januari 2024

Een primair antioxidant zoals Irganox 1010 ruimt de radicalen op. Maar het kan de hydroperoxiden zelf niet neutraliseren. Dat is de taak van het secundaire antioxidant. Drievalent fosfor in Irgafos 168 reageert tijdens de verwerking met hydroperoxiden en zet elk ervan om in een onschadelijke alcohol (ROH), terwijl het fosfiet zelf wordt geoxideerd tot een fosfaat. Deze reactie helpt de afbraak van het polymeer te verminderen. Het werkt in de polymeren zelf en voorkomt procesgerelateerde afbraak, waardoor de brandstof wordt verwijderd voordat deze een nieuwe radicalencyclus kan starten. Wanneer je het fosfiet combineert met het fenol, verlengt het fosfiet effectief de werking van primaire antioxidanten. Daarom worden ze bijna altijd samen gebruikt. Het verbruikte fosfiet laat ook goed gekarakteriseerde afbraakproducten achter, die we in een bijbehorende handleiding behandelen.

Irgafos 168 versus Irganox 1010: Waarom je ze allebei nodig hebt (de 1:2-regel)

Dit is de meest gestelde vraag van kopers en het antwoord is bepalend voor de meeste antioxidantformuleringen. Irganox 1010 en Irgafos 168 zijn geen concurrenten, ze vervullen verschillende functies in verschillende fasen. Ze als onderling verwisselbaar beschouwen is de klassieke formuleringfout: doseer alleen het fenolische bestanddeel en het smeltbad blijft onbeschermd tijdens extrusie; doseer alleen het fosfiet en het eindproduct kan vroegtijdig defect raken, omdat geen van beide het beschermingsgebied van de ander afdekt. ​​In de praktijk levert Wellt de twee samen als het voorgemengde 1:2 B215-pakket, zodat een samensteller die een typische dosering van 0.15% gebruikt (volgens de onderstaande doseringstabel) beide beschermingsgebieden afdekt zonder twee poeders te hoeven afwegen.

De 1:2-regel. Als standaard uitgangspunt gebruikt de industrie twee delen fosfiet op elk deel fenolhars. Die verhouding is precies wat het kant-en-klare mengsel Irganox B215 bevat: één deel Irganox 1010 op twee delen Irgafos 168. Als u liever één voorgemengde korrel gebruikt dan twee poeders afweegt, koop dan het mengsel; als u de verhouding wilt aanpassen voor een specifieke hars, doseer ze dan afzonderlijk.

Wat is het verschil tussen Irgafos 168 en Irganox 1010?

Irganox 1010 is een primair (ketenbrekend) antioxidant met gehinderde fenolen dat het eindproduct gedurende de gehele levensduur beschermt; Irgafos 168 is een secundair fosfiet dat het smeltbad tijdens de verwerking beschermt door hydroperoxiden af ​​te breken. Het gebruik van alleen het fenolische antioxidant zorgt ervoor dat het smeltbad tijdens de extrusie onvoldoende beschermd is; het gebruik van alleen het fosfiet laat het product tijdens gebruik onbeschermd. Een combinatie, meestal een 1:2-mengsel, dekt beide aspecten, vandaar dat vrijwel elk antioxidantpakket voor polyolefinen zowel een fenolisch als een fosfiet bevat.

Toepassingen per polymeer: ​​PP, PE, ABS, PC en meer

Irgafos 168 is te vinden in vrijwel alle smeltverwerkte thermoplasten, maar de reden voor de toevoeging verschilt per harssoort. Polyolefinen vormen de grootste markt omdat ze bij verwerkingstemperaturen gemakkelijk oxideren, een toepassing die is gedocumenteerd in de octrooiliteratuur over fosfietadditieven in polyolefinen.

In welke kunststoffen wordt Irgafos 168 gebruikt?

Irgafos 168 wordt voornamelijk gebruikt in polyolefinen, polypropyleen, HDPE en LLDPE, maar ook in polycarbonaat, polyamide, ABS en andere styreenpolymeren, EVA, polybuteen, elastomeren, lijmen en wassen. Het wordt ook gebruikt in poeder- en coilcoatings die bestand zijn tegen hoge temperaturen. In alle gevallen is het een stabilisator die in de verwerkingsfase wordt toegepast, dus het verschijnt overal waar een polymeer wordt gesmolten, geëxtrudeerd, gevormd of hergebruikt tijdens het recyclingproces.

Aanbevolen dosering, kwaliteiten en hantering

Er bestaat geen standaarddosering. De juiste hoeveelheid hangt af van de hars, het aantal verhittingscycli en de aanwezigheid van een primair antioxidant. De vier toepassingsbereiken hieronder geven praktische uitgangspunten; bevestig de juiste dosering met uw eigen verwerkingsproeven.

De 4-traps doseringsmatrix

[VERNIEUWEN] Irganox 1010 Antioxidant: Complete handleidingGeschreven door Jasonxue
4 januari 2024

Kwaliteiten en verwerking. Het product wordt commercieel geleverd als standaardpoeder of als stofarme korrelvorm "FF"; de korrelvorm zorgt voor een schonere aanvoer en vermindert de hoeveelheid stof in de lucht op de menglijn. Bewaar het product in de originele, afgesloten verpakking tussen 5 °C en 40 °C. Omdat het beter bestand is tegen hydrolyse dan de meeste fosfieten, verdraagt ​​het normale opslagomstandigheden, maar langdurige blootstelling aan hitte en vochtigheid moet nog steeds worden vermeden. Een gepatenteerde stofvrije vorm met verbeterde vloei is de basis van de korrelvorm die de meeste fabrieken prefereren.

Voedselcontactvoorschriften en -veiligheid

Omdat Irgafos 168 zo veelvuldig wordt gebruikt in voedselverpakkingen, is het risicoprofiel van het gebruik ervan bij contact met levensmiddelen nauwkeurig onderzocht. In haar bijgewerkte veiligheidsbeoordeling heeft de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) de blootstelling via de voeding en de orale toxiciteit van Irgafos 168 (ook wel I-168 genoemd) en het belangrijkste afbraakproduct ervan geëvalueerd. De blootstellingsbeoordeling omvatte zowel I-168 als de afbraakproducten ervan, en de conclusies over het gebruik van I-168 vormen de basis voor de cijfers die door compliance-teams worden aangehaald.

Aangezien de CEDI (0.09 mg/kg lichaamsgewicht/dag) ruim onder de ADI (1 mg/kg lichaamsgewicht/dag) ligt, heeft de FDA geconcludeerd dat er geen veiligheidsrisico's zijn bij de huidige toegestane gebruiksniveaus. In de Europese Unie staat Irgafos 168 vermeld op de lijst van stoffen die zijn toegestaan ​​voor levensmiddelencontactmaterialen van kunststof (Verordening (EU) nr. 10/2011). Deze lijst wordt periodiek herzien en bijgewerkt tot en met 2025-2026. Dankzij deze lange regelgevingsgeschiedenis voor levensmiddelencontactmaterialen kunnen de meeste kopers snel aantonen dat ze aan de voorschriften voldoen, maar controleer altijd de actuele gegevens en eventuele specifieke migratielimieten voor uw toepassing.

"Er zijn geen veiligheidsrisico's verbonden aan de huidige toegestane gebruiksniveaus, en de afbraakproducten van I-168 lijken geen veiligheidsrisico te vormen wat betreft neurotoxiciteit."

Markley et al., FDA Center for Food Safety and Applied Nutrition (2021)

Is Irgafos 168 veilig voor contact met levensmiddelen?

Ja, binnen de toegestane gebruiksniveaus. De FDA heeft vastgesteld dat de geschatte cumulatieve dagelijkse inname (0.09 mg/kg lichaamsgewicht/dag) ongeveer tien keer lager is dan de aanvaardbare dagelijkse inname van 1 mg/kg lichaamsgewicht/dag, en heeft de bezorgdheid over neurotoxiciteit als gevolg van de fosfaatafbraak verworpen. Irgafos 168 staat ook vermeld in EU-verordening 10/2011 voor kunststoffen die met levensmiddelen in contact komen. Voor gereguleerde toepassingen dient u bij uw leverancier documentatie over contact met levensmiddelen en eventuele migratielimieten op te vragen.

Een beperking die het waard is om te kennen: migratie

Een contra-intuïtieve bevinding verdient vermelding, omdat deze kopers verrast die ervan uitgaan dat een stabilisator in het onderdeel opgesloten blijft. Peer-reviewed migratiestudies tonen aan dat Irgafos 168 daadwerkelijk meer uit polyolefinen migreert dan Irganox 1010, en dat de afgiftesnelheid toeneemt bij hogere temperaturen. Sterker nog, het additief is zo algemeen dat analisten het in laboratoria als achtergrondverontreiniging aantreffen, wat uitlogingsmetingen bemoeilijkt.

Hoe Irgafos 168 te vinden en te verifiëren

Omdat hetzelfde molecuul door veel producenten in zeer uiteenlopende kwaliteitsniveaus wordt verkocht, vertelt het analysecertificaat (COA), en niet het merk, wat u koopt. Gebruik deze checklist wanneer u een offerte aanvraagt ​​en opnieuw wanneer het materiaal arriveert.

• ✔ Zuiverheidsgraad (assay) vermeld als ≥99% op het analysecertificaat (COA).
• ✔ Het fosforgehalte ligt dicht bij de theoretische waarde van ~4.8%.
• ✔ Smelttraject tussen 181 en 186 °C
• ✔ Kwaliteit bevestigd, poeder versus stofarm granulaat (FF) — afgestemd op uw doseerapparaat
• ✔ CAS-nummer 31570-04-4 en equivalentie met Irganox 168 / Alkanox 240 worden expliciet vermeld.
• ✔ Documentatie betreffende contact met levensmiddelen (FDA/EU 10/2011) en, indien van toepassing, een verklaring dat het product dierlijk en ethanolvrij is.

Als u offertes vergelijkt, vraag dan elke leverancier om dezelfde analysecertificaten (COA) en een klein monster voor een verwerkingsproef voordat u een grotere hoeveelheid afneemt. Wellt levert Irgafos 168 (Antioxidant 168) met kwaliteitsdocumentatie en kan een offerte uitbrengen voor de bijpassende Irganox 1010 of de voorgemengde B215-blend. Voor meer informatie over de bredere familie van additieven, zie onze gids over kunststofantioxidanten.

Vraag een offerte en een COA voor Irgafos 168 aan →

Vooruitzichten voor aanbod en regelgeving

Twee factoren spelen momenteel een rol bij de inkoopbeslissingen van kopers van Irgafos 168, en geen van beide is het marktcijfer. Ten eerste heeft de herbevestiging door de FDA dat het additief geen veiligheidsrisico's met zich meebrengt bij de toegestane concentraties voor contact met levensmiddelen, een vraagteken weggenomen dat de acceptatie ervan in voedselverpakkingen eerder vertraagde. Het geeft fabrikanten van samengestelde materialen nu een stevigere basis om het additief te specificeren. Ten tweede stimuleert recycling de vraag naar verwerkingsstabilisatoren: elke extra verhittingscyclus die een gerecycled polyolefine ondergaat, verbruikt meer antioxidant, waardoor herverwerkte stromen meer fosfiet nodig hebben, niet minder. Voor een productielijn die 30% gerecycled polypropyleen verwerkt met een capaciteit van 2 ton/uur, kan dit betekenen dat de hoeveelheid Irgafos 168 moet worden verhoogd van 0.10% naar 0.18% om de smeltstroomstabiliteit te behouden. Het gerecyclede materiaal wordt namelijk gedeeltelijk verbruikt aangeleverd, wat een reëel risico vormt voor de kosten en de levering, en kan leiden tot voorraadtekorten als één leverancier niet kan leveren. Wellt heeft om precies deze reden twee gekwalificeerde leveranciers op voorraad.

Aan de aanbodzijde is de productiecapaciteit voor fosfiet-antioxidanten bij Chinese producenten toegenomen, wat betekent dat er meer gekwalificeerde Antioxidant 168-equivalenten beschikbaar zijn tegen concurrerende prijzen. Ter achtergrond: marktonderzoekers schatten de markt voor fosfiet-antioxidanten op een lage eenheidscijferige miljarden met een jaarlijkse groei van een gemiddeld enkelcijferig percentage, maar deze cijfers variëren per bron en moeten slechts als indicatie worden beschouwd. De praktische conclusie voor kopers: controleer nu twee of drie bronnen op basis van de kwaliteit van de analysecertificaten (COA), zodat projecten met gerecycled materiaal en producten die in contact komen met levensmiddelen later niet vastlopen door een knelpunt bij één enkele leverancier.

Veelgestelde Vragen / FAQ