מרכיבים של חומרים משמרים קוטלי חיידקים

2-Benzisothiazolin-3-one (BIT)
נוסחת מבנה BIT: [תמונה/דיאגרמה]; מראה: אבקה לבנה או צהובה חיוורת; משקל מולקולרי: 151; נקודת התכה: 156 מעלות; מסיסות: מסיס במים חמים; מסיס מעט בממיסים אורגניים מסוימים. מוצר זה מציג יציבות תרמית גבוהה; ניתוח תרמי דיפרנציאלי מצביע על כך שעם קצב חימום מבוקר של 4 מעלות לדקה, רק ירידה קלה במשקל מתחילה ב-180 מעלות, כאשר ירידה משמעותית במשקל מתרחשת רק ב-250 מעלות. זה יציב בתנאים חומציים ובסיסיים כאחד וניתן להשתמש בו על פני טווח pH רחב. BIT מפגין יעילות חיידקית גבוהה וספקטרום רחב של פעילות, מוכיח כיעיל נגד חיידקים, עובשים, שמרים ואצות; הוא גם מפגין פעילות גבוהה נגד חיידקים מפחיתי סולפט-שכיחים. עבור אבקת BIT הגולמית, הריכוז המינימלי המעכב (MIC) כנגד הרוב המכריע של המיקרואורגניזמים הוא מתחת ל-20 מ"ג/ליטר. למוצר יש פרופיל בטיחותי חיובי; LD50 דרך הפה שלו בחולדות עולה על 1400 מ"ג/ק"ג, מה שמסווג אותו כחומר בעל רעילות נמוכה-. הוא מתכלה, והבטיחות שלו הוכרה על ידי גופים רגולטוריים רלוונטיים במספר מדינות (למשל, ה-FDA האמריקאי, ה-EPA של ארה"ב, ה-BGA של גרמניה, ה-MITI היפנית וכו'), ומבססים אותו כאחד הביוצידים וחומרים משמרים הבטוחים ביותר שקיימים.
BIT הוא ביוציד תעשייתי חדשני המאופיין בספקטרום רחב, יעילות גבוהה, רעילות נמוכה ומסיסות מים מצוינת. בדרך כלל, רמת תוספת של 0.01-0.05% בלבד מספיקה להשגת השפעות קוטל חיידקים ומשמרות אידיאליות. דיווחים מצביעים על כך שהוספת 0.05% BIT לצבעי לטקס מבוססי מים-מונעת צמיחה של חיידקים לתקופה של 100 ימים. JN Edwards ועמיתיו ערכו הערכה השוואתית בקנה מידה גדול{10} של ביוצידים המיועדים לשימוש בצבעי לטקס פנימיים וחיצוניים כאחד. הם ארגנו קונסורציום של שבע חברות כדי לבדוק ולהעריך 22 חומרים משמרים זמינים מסחרית, 13 מהם הוערכו במיוחד לשימוש בצבעי לטקס פנימיים. התוצאות הצביעו על כך שלשימוש בצבעי לטקס PVA מט, ארבעה חומרים משמרים הניבו ביצועים טובים במיוחד-כאשר BIT הוא אחד מהם. כדי להעריך את היעילות (התמדה) לטווח ארוך של החומרים המשמרים, תרביות מיקרוביאליות חוסנו לתוך הדגימות במרווחי זמן קבועים לאורך כל תקופת הבדיקה (סה"כ שלוש חיסונים); בכל מקרה, BIT הוכיח פעילות חיידקית חזקה. בהקשר של צבעי PAA לטקס חצי-מבריקים, רק BIT-יחד עם פניל ​​כספית אצטט (ביוציד הידוע היסטורית בזכות פעילותו האנטי-מיקרוביאלית החזקה, אם כי נאסר כעת בשל הרעילות הגבוהה שלו)-מפגין יעילות דומה; שאר 12 הסוכנים שנבדקו ביצעו פחות יעילות משמעותית.
מכיוון ש-BIT נשאר יציב בטמפרטורות מתחת ל-180 מעלות -סף גבוה משמעותית מטמפרטורות ייצור צבע טיפוסיות-ניתן להכניס אותו בתחילת תהליך ייצור הצבע, ובכך להבטיח את העיכוב היעיל ביותר של גידול חיידקים. BIT והניסוחים שלו מפגינים יציבות מצוינת, מונעים את הצורך במייצבים נוספים. יתר על כן, הם נקיים ממתכות כבדות, כלור, פורמלדהיד (וחומרים המשחררים- פורמלדהיד) ומלחים אנאורגניים; הם נשארים יציבים על פני טווח pH רחב ומספקים הגנה- לאורך זמן למערכות החומר הנשמרות. כתוצאה מכך, BIT לא רק מונע את הקלקול וההידרדרות של הצבע עצמו, אלא גם מעניק לסרט הצבע הנרפא את היכולת להתנגד להדבקה פטרייתית.

מתיל-4-איזותיאזולין-3-און (MIT) ו-5-כלורו-2-מתיל-4-איזותיאזולין-3-און (CIT)
נוסחאות מבניות עבור MIT ו-CIT: [תמונה/נוסחה]. בצורתם הטהורה, תרכובות אלו הן מוצקים לבנים המסיסים במים, אלכוהול נמוך יותר, אתילן גליקול וממיסים אורגניים קוטביים. ל-MIT יש נקודת התכה של 48-50 מעלות, בעוד ל-CIT יש נקודת התכה של 54-55 מעלות. אלו הם ביוצידים פעילים ביותר; עבור מיקרואורגניזמים רבים, הריכוז המינימלי המעכב שלהם (MIC) יורד מתחת ל-10 מ"ג/ליטר. הם מפעילים השפעות ביוצידיות ומעכבות חזקות נגד חיידקים, עובשים, שמרים ואצות, ומפגינים יעילות אפילו בריכוזים נמוכים. פרופיל הבטיחות של מוצר זה הוא חיובי, עם LD50 דרך הפה בחולדות לבקנות של מעל או שווה ל-3350 מ"ג/ק"ג (עבור פורמולציות המכילות פחות או שווה ל-2% חומרים פעילים); הוא מסווג כחומר בעל רעילות נמוכה-, הוא מתכלה, ואינו מציג פוטנציאל טרטוגני או מוטגני. מכיוון שכל שיטות הייצור הידועות מניבות תערובת של MIT ו-CIT-כשהיחס בין השניים משתנה בטווח של 4.5 עד 0.02-פורמולציה מוצלחת במיוחד מורכבת מתערובת של CIT ו-MIT ביחס משוער של 3:1; עם זאת, נדרשת תוספת של מייצבים ספציפיים כדי למנוע את פירוקם. נכון לעכשיו, רוב המוצרים המסחריים משתמשים במלחי מתכת דו ערכיים כמייצבים; עם זאת, בתוך מערכות אמולסיה וציפוי פולימרים, נוכחות של מלחי מתכת עלולה להוביל לתופעות של "הלם מלח" כגון ג'לציה או הפרדת פאזות. MIT ו-CIT מפגינים יציבות יחסית בסביבות חומציות וחמצוניות; לעומת זאת, בנוכחות אמינים ראשוניים, אמינים משניים, תיולים, סולפידים, חומרים מפחיתים או נוקלאופילים חזקים, החומרים הפעילים שלהם עלולים להתקלקל ולאבד את היעילות. לכן, מומלץ להשתמש בחומרים אלו בטווח pH של 2 עד 9 ובטמפרטורות מתחת ל-60 מעלות.

2-n-Octyl-4-isothiazolin-3-one (OIT)
נוסחת המבנה של OIT: [תמונה/דיאגרמה]; בצורתו הטהורה, זהו מוצק לבן עם נקודת התכה של 97-100 מעלות, מסיס בפרופילן גליקול וממיסים אורגניים קוטביים. למוצר זה יש פרופיל בטיחות מצוין; ה-LD50 האוראלי שלו בחולדות לבקן גדול או שווה ל-4000 מ"ג/ק"ג, מה שמסווג אותו כחומר בעל רעילות- נמוכה. הוא מתכלה ואינו מפגין השפעות טרטוגניות או מוטגניות. הוא מפגין יעילות אנטי-מיקרוביאלית מעולה נגד קשת רחבה של חיידקים, עובשים, שמרים ואצות-במיוחד המפגינים פעילות קוטל פטריות חזקה נגד עובשים. העובש שלו{10}}מעכב את הביצועים מתחרה בזה של תרכובות אורגנו-כספית ותרכובות אורגנוטין; כתוצאה מכך, הוא נמצא בשימוש נרחב כקוטל פטריות-יבש ביישומי ציפוי. כדי להשיג תוצאות אופטימליות של עובש-בשימוש ב-OIT כקוטל פטריות-יבש, חיוני להבטיח שה-pH של הפורמולה יישאר נמוך או שווה ל-9.5, כדי למנוע או למזער את השימוש בחומרי מילוי טלק, ולהימנע משילוב של סולפידים (כגון Lithopone).

2-מתיל-4,5-פרופילן-4-איזותיאזולין-3-און (MTI)
נוסחת המבנה של MTI: [תמונה/דיאגרמה]; נקודת התכה: 110 מעלות; בצורתו הטהורה, זהו מוצק אמורפי לבן. בטמפרטורות הסביבה, הוא מתערבב עם חומצות, אתרים, קטונים וחומרים דומים. MTI הוא ביוציד וחומר משמר פעיל מאוד, רחב-ספקטרום המפגין פעילות מעכבת ומחסלת יעילה נגד מגוון מגוון של מיקרואורגניזמים, כולל *E. coli*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus subtilis*, *Staphylococcus aureus* ו-*Aspergillus niger*. ל-MTI יש טמפרטורת פירוק של 216 מעלות, שהיא גבוהה משמעותית מהטמפרטורות התפעוליות שבהן נתקלים בדרך כלל במהלך ייצור הצבע. כתוצאה מכך, ניתן להכניס חומר משמר זה כבר בתחילת תהליך הייצור, ובכך להשיג יעילות מרבית בעיכוב גדילת חיידקים. הוא נשאר יציב על פני טווח pH רחב ומפגין יציבות ניכרת בנוכחות יוני אמוניום; בהתחשב בכך שאמוניום הידרוקסיד משמש לעתים קרובות כדי להתאים את רמות ה-pH במהלך ייצור הצבע, יציבות נגד יוני אמוניום מהווה מדד ביצועים קריטי לחומרי צבע משמרים. הניסוח המסחרי של MTI הוא תמיסה מימית; הוא אינו מכיל ממיסים אורגניים, מלחי מתכות אנאורגניים, כלור או פורמלדהיד. הוא אינו-קורוזיבי לחומרים הנפוצים בפעולות ייצור סטנדרטיות והוא תואם למערכות מינון ידניות ואוטומטיות כאחד. בעל פעילות גבוהה במיוחד, הוא שולט ביעילות בשגשוג של ספקטרום רחב של מיקרואורגניזמים בצבעים מבוססי מים- אפילו במינונים נמוכים. לפיכך, ביוציד זה משלב את היתרונות של יעילות אנטי-מיקרוביאלית חזקה עם השפעה סביבתית מינימלית, ובכך עומד במלוא הדרישות למוצרים ירוקים וידידותיים לסביבה-.

4,5-Dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one (DCOIT)
נוסחה מבנית של DCOIT: [תמונה/נוסחה]. זהו חומר ביוציד ואלגי-קוטל יעילים במיוחד,-מתאים במיוחד לשימוש בציפויים נגד ציפוי ימיים. מוצר זה עבר בהצלחה את תהליך הבדיקה הקפדני של הסוכנות להגנת הסביבה האמריקאית (EPA) בשנת 1994, ולאחר מכן קיבל את "פרס הנשיאותי אתגר הכימיה הירוקה"-שהוענק במשותף על ידי ממשלת ארה"ב ומועצת הכימיה האמריקנית-בשנים 1996 וגם ב-1997. הוא מפגין פעילות רחבה{12} של שליטה ביולוגית קשה{12} וגם בקרה ימית קשה מעפילים אורגניזמים. הוא מאופיין ברעילות נמוכה ויעילות גבוהה; עם מחצית חיים- של פחות משעה, הוא מתפרק במהירות במי ים, עובר פירוק מטבולי נרחב (מסווג ברמות 4-5), ואינו מצטבר ביולוגית בתוך אורגניזמים ימיים. יתר על כן, הוא מציע יעילות-לאורך זמן: בהתחשב בדרישות התפעוליות הייחודיות של כלי שיט ימיים והמורכבות הטבועה ביישום הציפוי, היכולת של חומר נוגד ציפוי לספק הגנה מתמשכת ויעילה לאורך זמן משמשת אמת מידה מכרעת להערכת איכותו. לבסוף, הוא מפגין תאימות מצוינת לרכיבי ציפוי אחרים. דיווחים מצביעים על כך שבין המגוון העצום של תרכובות איזותיאזולינון הזמינות כיום, DCOIT בולט כחומר הביוציד והאלגי-קוטל המתאים ביותר ליישום בציפויים ימיים נגד ציפוי.