Διοξείδιο τιτανίου. Ιδιότητες, εφαρμογή. Τρόποι για να αποκτήσετε.

Καθαρό διοξείδιο του τιτανίου (TiO2)είναι ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό. Παρά το γεγονός ότι είναι άχρωμο, το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική λευκή χρωστική ουσία σε μεγάλες ποσότητες εάν είναι καλά καθαρισμένο. Το TiO2 πρακτικά δεν απορροφά κανένα προσπίπτον φως στην ορατή περιοχή του φάσματος. Το φως είτε μεταδίδεται είτε διαθλάται μέσω ενός κρυστάλλου είτε ανακλάται σε επιφάνειες.

TiO2είναι μια σταθερή (η πιο σταθερή από όλες τις γνωστές λευκές χρωστικές), μη πτητική, αδιάλυτη σε οξέα, αλκάλια και διαλύματα υπό κανονικές συνθήκες. Το διοξείδιο του τιτανίου είναι εξαιρετικά αντιδραστικό σε διάφορες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων των τοξικών που περιέχονται στον αέρα. Λόγω της αδρανότητάς του, το διοξείδιο του τιτανίου είναι μη τοξικό και γενικά θεωρείται πολύ ασφαλής ουσία. Μπορεί να έρθει σε επαφή με συσκευασμένα τρόφιμα και σε ορισμένες συγκεντρώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως χρωστική τροφίμων.

TiO2είναι πολυμορφικό και εμφανίζεται σε τρεις κύριες κρυσταλλικές μορφές. Υπάρχουν τρεις μορφές, η ανατάση (οκταεδρίτης), το ρουτίλιο και ο βρουκίτης, ο τελευταίος είναι σπάνιος στη φύση του και παρόλο που αυτή η μορφή παρασκευάζεται σε εργαστήρια, δεν παρουσιάζει εμπορικό ενδιαφέρον.

Το διοξείδιο του ρουτιλίου είναι περίπου 30% καλύτερο στη σκέδαση του φωτός (ισχύς απόκρυψης) από την ανατάση, επομένως η τελευταία χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο συχνά. Επιπλέον, η ανατάση είναι λιγότερο ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες από το ρουτίλιο. Η ανατάση λειτουργεί πολύ χειρότερα στην προστασία του πολυμερούς (ακρυλικό, πλαστικό) από τις ακτίνες UV και οδηγεί σε φωτοκατάλυση και απώλεια ιδιοτήτων του πολυμερούς (καταστροφή, ξεθώριασμα, κιμωλίαση κ.λπ.).

Δύναμη σκέδασης

την ικανότητα μιας χρωστικής να ανακλά το φως στο ορατό τμήμα του φάσματος ορισμένων μηκών κύματος. Αυτός ο δείκτης για το διοξείδιο του τιτανίου εξαρτάται άμεσα από τη διάμετρο των σωματιδίων TiO2. Σε μέγεθος σωματιδίου 0,2 μm, η ποσότητα του σκεδαζόμενου φωτός για όλα τα μήκη κύματος είναι μέγιστη. Καθώς το μέγεθος των σωματιδίων αυξάνεται από 0,25 σε 0,3 μm, η σκέδαση του μπλε φωτός μειώνεται γρήγορα. Αλλά η διασπορά του πράσινου και του κόκκινου παραμένει πρακτικά αμετάβλητη. Ωστόσο, σε διάμετρο σωματιδίων 0,15 μm, παρατηρείται η μέγιστη σκέδαση του μπλε, ενώ η σκέδαση του κόκκινου και του πράσινου είναι πολύ μικρότερη.

Απορρόφηση λαδιού

Αυτή είναι η ικανότητα των σωματιδίων χρωστικής να συγκρατούν μια ορισμένη ποσότητα λαδιού στην επιφάνειά τους. Εκφράζεται σε γραμμάρια ανά 100 γραμμάρια χρωστικής και συνήθως κυμαίνεται από 10 έως 20.

κρύβοντας δύναμη

την ικανότητα μιας χρωστικής, όταν κατανέμεται ομοιόμορφα σε όγκο, να κάνει το χρώμα του αρχικού υλικού αόρατο. Η ισχύς απόκρυψης εκφράζεται σε γραμμάρια χρωστικής που απαιτείται για να γίνει αόρατο το χρώμα μιας επιφάνειας 1 m2. Οι λευκές χρωστικές παρέχουν δύναμη απόκρυψης διασκορπίζοντας κύματα φωτός οποιουδήποτε μήκους κύματος στο ορατό φάσμα. Όσο χαμηλότερος είναι αυτός ο δείκτης, τόσο χαμηλότερος είναι ο ρυθμός κατανάλωσης διοξειδίου του τιτανίου στη σύνθεση.

Χρώμα

την ιδιότητα των σωμάτων να προκαλούν μια ορισμένη οπτική αίσθηση σύμφωνα με τη φασματική σύνθεση και την ένταση της ορατής ακτινοβολίας που ανακλάται ή εκπέμπεται από αυτά. Το ξηρό διοξείδιο του τιτανίου χαρακτηρίζεται από υψηλή φωτεινότητα, λευκότητα και η ανακλαστικότητά του είναι κοντά σε αυτή ενός ιδανικού διαχύτη.

Αντοχή στο φως

την ιδιότητα ενός υλικού να διατηρεί το χρώμα του όταν εκτίθεται στο φως. Κατά τη λειτουργία, τα προϊόντα, ειδικά για χρήση σε εξωτερικούς χώρους, αλλάζουν το αρχικό τους χρώμα υπό την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων του φυσικού φωτός και των πηγών τεχνητού φωτός που εκπέμπουν υπεριώδεις ακτίνες.

αντοχή στις καιρικές συνθήκες

την ιδιότητα των πολυμερών συνθέσεων να αντιστέκονται στην καταστροφική δράση του ηλιακού φωτός, της βροχής, του παγετού, του χιονιού, του ανέμου και άλλων ατμοσφαιρικών παραγόντων (για παράδειγμα, αέρια και σκόνη που μολύνουν τα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας).

Η επιφανειακή επεξεργασία είναι απαραίτητη για την αύξηση της αντοχής στις εξωτερικές επιδράσεις. Ανόργανο (Al2O3, SiO2) αυξάνει την αντίσταση των σωματιδίων του διοξειδίου του τιτανίου στην επίθεση με οξύ, η οποία μπορεί να οδηγήσει στην καταστροφή των σωματιδίων χρωστικής ουσίας. Η οργανική επεξεργασία βελτιώνει την κατανομή των σωματιδίων χρωστικής στον όγκο της σύνθεσης.

Φυσικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου

Το καθαρό διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό που γίνεται κίτρινο όταν θερμαίνεται. Σε λεπτά διαιρεμένη κατάσταση, είναι μια λευκή σκόνη. Πρακτικά αδιάλυτο σε νερό και ανόργανα οξέα, εκτός από το υδροφθορικό και το πυκνό θειικό. Σημείο τήξεως για το ρουτίλιο: 1870°C. Σημείο βρασμού για το ρουτίλιο: 2500°C. Πυκνότητα στους 20°C για το ρουτίλιο: 4,235 g/cm3.

Χημικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου

Το διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα αμφοτερικό οξείδιο, δηλαδή εμφανίζει τόσο όξινες όσο και βασικές ιδιότητες.

Αντιδρά αργά με το πυκνό θειικό οξύ, διαλύεται σε αυτό με το σχηματισμό του αντίστοιχου θειικού:

TiO2+ 2H2SO4 = Ti(SO4)2 + 2H2O

Επίσης, το διοξείδιο του τιτανίου διαλύεται σταδιακά σε πυκνά αλκαλικά διαλύματα, για παράδειγμα, σε υδροξείδιο του νατρίου, σχηματίζοντας τιτανικά (παράγωγα του τιτανικού οξέος):

TiO2 + 2NaOH = Na2TiO3 + H2O

Όταν το διοξείδιο του τιτανίου θερμαίνεται σε ατμόσφαιρα αμμωνίας, σχηματίζεται νιτρίδιο τιτανίου:

4TiO2 + 4NH3 = 4TiN + 6H2O + O2

Με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες, για παράδειγμα, ενεργά μέταλλα (Ca, Mg, Na), άνθρακα ή υδρογόνο, το διοξείδιο του τιτανίου ανάγεται σε χαμηλότερα οξείδια σε υψηλές θερμοκρασίες. Όταν θερμαίνεται με άνθρακα σε ατμόσφαιρα χλωρίου, σχηματίζεται τετραχλωριούχο τιτάνιο TiCl4 - αυτή η τεχνική χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα για τον καθαρισμό του τιτανίου από διάφορα είδη ακαθαρσιών.

Τοξικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου

Όντας χημικά αδρανές, το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια ουσία χαμηλού κινδύνου. Μπορεί να εισέλθει στο σώμα με τη μορφή αερολύματος με εισπνοή ή κατάποση.

Τομείς χρήσης

Χρώματα και βερνίκια:

διακοσμητικά, αρχιτεκτονικά χρώματα. Ημι-γυαλιστερές βαφές γαλακτώματος. γαλάκτωμα γυαλιστερά χρώματα? αστάρια, υποστρώματα, στόκοι. χρώματα με βάση διαλύτες - γυαλιστερά. διαλύματα γύψου? πυριτικά χρώματα? επιστρώσεις για ξύλινα υλικά. τσιμεντοκονίαμα σοβά? Βιομηχανικά χρώματα? σοβάς με βάση συνθετικές ρητίνες. πολυμερείς επικαλύψεις? χρώματα για εργασίες επισκευής? λεπτόκοκκα χρώματα σε σκόνη. uv / uv - σκληρυνόμενα χρώματα. χρώματα που σκληρύνονται με σκληρυντικό οξέος. επικαλύψεις σε σκόνη? επιστρώσεις πολυουρεθάνης? εποξειδικές επιστρώσεις? χρώματα οδικής σήμανσης? χρώματα για επικαλύψεις πλοίων. πολύ γεμάτα χρώματα. επιμεταλλωμένα χρώματα? μελάνια εκτύπωσης.

Πλαστικά είδη:

χλωριούχο πολυβινύλιο υψηλής αντοχής (για δωμάτια). καουτσούκ; θερμοπλαστικός; θερμοσκληρυνόμενο πλαστικό? πλαστικά με βάση ακόρεστους πολυεστέρες. ελαστομερή, καουτσούκ. επενδύσεις δαπέδου (λινέλαιο)

Χαρτί και χαρτόνι:

χάρτινα καλύμματα? ταπετσαρία; χαρτί παραφίνης? χρωματιστό χαρτί

Συνθετικές ίνες / υφάσματα:

για ψάθες στριφτές ίνες

Καλλυντικά:

οδοντόκρεμα, σαπούνι κ.λπ.

Βιομηχανία τροφίμων:

καραμέλα, τσίχλες, ζάχαρη άχνη και ραφιναρισμένη, βατραχοπόδαρα, κοτόπουλο, χοιρινό και μοσχαρίσιο γλώσσες, χοιρινά γουρούνια, αλεύρι, ζύμη, ζάχαρη άχνη, μαρμελάδες, μιλκσέικ, τυρί φέτα, ορός γάλακτος, συμπυκνωμένο γάλα, οποιοδήποτε ψάρι και θαλασσινά κ.λπ. .

Φαρμακευτική βιομηχανία:

χρωστικό διοξείδιο του τιτανίου, υψηλής χημικής καθαρότητας, για να δώσει υψηλή λευκαντική και απόκρυψη δράση στη φαρμακευτική βιομηχανία.

Μελάνι εκτύπωσης:

για αύξηση της αντοχής των επιστρώσεων στις καιρικές συνθήκες

Καταλύτης:

Το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης, ως φωτοκαταλύτης και ως αδρανές κεραμικό υλικό βάσης για ενεργά συστατικά.

Άλλοι τομείς χρήσης:

συντήρηση ξύλου (βελτίωση της αντίστασης στις καιρικές συνθήκες με οπτικό φιλτράρισμα ηλιακής ακτινοβολίας επιβλαβούς για το ξύλο), πλήρωση καουτσούκ, σμάλτα γυαλιού, γυαλί και κεραμικά γυαλιού, ηλεκτροκεραμικά, καθαρισμός αέρα, ροές συγκόλλησης, σκληρά κράματα, χημικά ενδιάμεσα, υλικά που περιέχουν διοξείδιο του τιτανίου, κατάλληλα για υψηλή εφαρμογές θερμοκρασίας (π.χ. πυροπροστασία κλιβάνων εξαναγκασμένης έλξης), αναλυτική και πειραματική υγρή χρωματογραφία, διακοσμητικό σκυρόδεμα (για λεύκανση τσιμεντοχρωμάτων)

Κύριες εφαρμογές του διοξειδίου του τιτανίου:

κατασκευαστές χρωμάτων και βερνικιών, ιδίως λευκού τιτανίου - 57% της συνολικής κατανάλωσης (το διοξείδιο του τιτανίου ρουτιλίου έχει υψηλότερες ιδιότητες χρωστικής - ανθεκτικότητα στο φως, ικανότητα λεύκανσης κ.λπ.)

παραγωγή πλαστικών - 21%

παραγωγή πλαστικοποιημένου χαρτιού - 14%

Άλλες εφαρμογές του διοξειδίου του τιτανίου είναι στην παραγωγή προϊόντων από καουτσούκ, στην παραγωγή γυαλιού (ανθεκτικό στη θερμότητα και οπτικό γυαλί), ως πυρίμαχο (επικάλυψη ηλεκτροδίων συγκόλλησης και επικαλύψεις καλουπιών), σε καλλυντικά (σαπούνια κ.λπ.), στη βιομηχανία τροφίμων (πρόσθετο τροφίμων E171 ).

Το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή ηλιακών συλλεκτών - μετατρέποντας το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. για την παραγωγή υδρογόνου· στον τομέα των ηλεκτρονικών για ψευδοπυκνωτές κ.λπ.

Πώς να πάρει

Οι χρωστικές του διοξειδίου του τιτανίου υπάρχουν σε δύο μορφές - ανατάση και ρουτίλιο και παράγονται σύμφωνα με δύο τεχνολογικά σχήματα: μεθόδους θειικού και χλωρίου.

Σε σύγκριση με τη μέθοδο των θειικών, η μέθοδος με τα χλωριούχα είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον και τέλεια λόγω της δυνατότητας εκτέλεσης της διαδικασίας σε συνεχή τρόπο, πράγμα που συνεπάγεται πλήρη αυτοματοποίηση της παραγωγής. Ωστόσο, είναι επιλεκτικό για πρώτες ύλες, και λόγω της χρήσης χλωρίου και υψηλών θερμοκρασιών, απαιτεί τη χρήση αντιδιαβρωτικού εξοπλισμού.

Μέθοδος χλωρίου:

Η μέθοδος χλωρίου για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου είναι ότι η πρώτη ύλη (ημικατεργασμένο προϊόν) είναι το τετραχλωριούχο τιτάνιο. Το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί να ληφθεί από αυτό με υδρόλυση ή με καύση σε υψηλή θερμοκρασία. Το τετραχλωριούχο τιτάνιο υδρολύεται όταν θερμαίνονται υδατικά διαλύματα ή στην αέρια φάση υπό τη δράση υδρατμών.

μέθοδος θειικού:

Η τεχνολογία παραγωγής αποτελείται από τρία στάδια:

λήψη διαλυμάτων θειικού τιτανίου (με επεξεργασία συμπυκνωμάτων ιλμενίτη με θειικό οξύ). Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται ένα μείγμα θειικού τιτανίου και θειικών αλάτων σιδήρου (II) και (III), το τελευταίο ανάγεται με μεταλλικό σίδηρο στην κατάσταση οξείδωσης του σιδήρου +2. Μετά την ανάκτηση σε φίλτρα κενού τυμπάνου, τα θειικά διαλύματα διαχωρίζονται από τη λάσπη. Ο θειικός σίδηρος (II) διαχωρίζεται σε κρυσταλλοποιητή κενού.

υδρόλυση ενός διαλύματος αλάτων θειικού τιτανίου. Η υδρόλυση πραγματοποιείται με τη μέθοδο της εισαγωγής πυρήνων (παρασκευάζονται με καθίζηση Ti (OH) 4 από διαλύματα θειικού τιτανίου με υδροξείδιο του νατρίου). Στο στάδιο της υδρόλυσης, τα προκύπτοντα σωματίδια υδρόλυσης (ένυδρα διοξείδιο του τιτανίου) έχουν υψηλή ικανότητα προσρόφησης, ειδικά σε σχέση με τα άλατα Fe3 +, για το λόγο αυτό, στο προηγούμενο στάδιο, ο σίδηρος σιδήρου ανάγεται σε σίδηρο. Μεταβάλλοντας τις συνθήκες υδρόλυσης (συγκέντρωση, διάρκεια σταδίων, αριθμός πυρήνων, οξύτητα κ.λπ.), είναι δυνατό να επιτευχθεί η απόδοση σωματιδίων υδρόλυσης με επιθυμητές ιδιότητες, ανάλογα με την επιδιωκόμενη εφαρμογή.

θερμική επεξεργασία ένυδρων διοξειδίου του τιτανίου. Σε αυτό το στάδιο, μεταβάλλοντας τη θερμοκρασία ξήρανσης και χρησιμοποιώντας πρόσθετα (όπως οξείδιο ψευδαργύρου, χλωριούχο τιτάνιο και χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους, μπορεί να πραγματοποιηθεί ρουτιλοποίηση (δηλ. η μετατροπή του οξειδίου του τιτανίου σε τροποποίηση ρουτιλίου). Για θερμική επεξεργασία, περιστροφική Χρησιμοποιούνται κάμινοι τυμπάνου μήκους 40-60 m. Η θερμική επεξεργασία εξατμίζει το νερό (υδροξείδιο του τιτανίου και ένυδρα οξείδιο του τιτανίου μετατρέπονται σε μορφή διοξειδίου του τιτανίου), καθώς και διοξείδιο του θείου.

Εξόρυξη διοξείδιο τιτανίου

Τα τελευταία χρόνια, η παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου στην Κίνα έχει αυξηθεί εξαιρετικά γρήγορα.

Στη Ρωσία, δεν παράγεται χρωστική ουσία διοξείδιο του τιτανίου, αλλά παράγονται τεχνικές ποιότητες που χρησιμοποιούνται στη μεταλλουργία. Στην επικράτεια της ΚΑΚ, το διοξείδιο του τιτανίου παράγεται στην Ουκρανία από τις επιχειρήσεις "Sumykhimprom", την πόλη Sumy, "Crimean Titan", την πόλη Armyansk) και την KP "Titanium-Magnesium Plant" (Zaporozhye). Το Sumy State Institute of Mineral Fertilizers and Pigments (MINDIP) στις ερευνητικές του εργασίες δίνει ιδιαίτερη προσοχή στις τεχνολογίες λήψης οξειδίου του τιτανίου (IV) με τη μέθοδο του θειικού: έρευνα, ανάπτυξη νέων εμπορικών σημάτων, εκσυγχρονισμός της τεχνολογίας και όργανα της διαδικασίας.

Όντας στη φύση

Στην καθαρή του μορφή, εμφανίζεται στη φύση με τη μορφή των ορυκτών ρουτίλιο, ανατάση και βρουκίτη (σε δομή, τα δύο πρώτα έχουν τετραγωνικό σύστημα και το τελευταίο έχει ρομβική συνγονία), με κύριο μέρος το ρουτίλιο.

Το τρίτο μεγαλύτερο κοίτασμα ρουτιλίου στον κόσμο βρίσκεται στην περιοχή Rasskazovsky της περιοχής Tambov. Μεγάλα κοιτάσματα βρίσκονται επίσης στη Χιλή (Cerro Bianco), την καναδική επαρχία του Κεμπέκ, στη Σιέρα Λεόνε.

διοξείδιο τιτανίου, νανοδιοξείδιο τιτανίου, έγχρωμες χρωστικές τιτανίου

Διοξείδιο τιτανίου.

Συνώνυμα:
Διοξείδιο τιτανίου, οξείδιο τιτανίου (IV), ανυδρίτης τιτανίου, οξείδιο τιτανίου (IV), διοξείδιο του τιτανίου, CI 77891, λευκή χρωστική ουσία 6, ανυδρίτης τιτανικού οξέος, οξείδιο τιτανίου

Το υψηλότερο οξείδιο του τιτανίου - το διοξείδιο - εμφανίζεται στη φύση με τρεις τροποποιήσεις - τα ορυκτά ρουτίλιο, ανατάση και βρουκίτη, τα οποία διαφέρουν σε διαφορετικές κρυσταλλικές δομές.

Οι μέθοδοι παραγωγής έχουν αναπτυχθεί μόνο για το διοξείδιο του τιτανίου με δομή ρουτιλίου και ανατάσης.

Διοξείδιο τιτανίου- λευκή ουσία, με σημείο τήξης 1870 ° C, αδιάλυτη σε νερό και οξέα. Όταν ζεσταθεί κιτρινίζει, το οποίο εξαφανίζεται μετά την ψύξη.

Οι κύριες ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου:

• υψηλή ικανότητα λεύκανσης.
• καλή συμβατότητα με οποιονδήποτε σχηματιστή ταινιών.
• καλή δύναμη απόκρυψης.
• υψηλή αντοχή στις καιρικές συνθήκες και την υγρασία.
• μη τοξικότητα?
• χημική αντίσταση.

Αυτές οι ιδιότητες καθόρισαν το εύρος της κύριας εφαρμογής του.

Οι κύριες εφαρμογές του διοξειδίου του τιτανίου:

• παραγωγή χρωμάτων και βερνικιών.
• παραγωγή πλαστικών?
• παραγωγή προϊόντων από καουτσούκ (RTI)·
• παραγωγή χαρτιού?
• παραγωγή χημικών ινών και πολλά άλλα.

Το μεγαλύτερο μέρος του διοξειδίου του τιτανίου που παράγεται στον κόσμο (59%) χρησιμοποιείται στην παραγωγή προϊόντων χρωμάτων και βερνικιών. Αυτή είναι η κύρια λευκή χρωστική ουσία, η οποία επιτρέπει όχι μόνο τη λήψη επικαλύψεων διαφόρων χρωμάτων, αλλά και τη σημαντική βελτίωση των ιδιοτήτων τους.

Όσον αφορά τις ιδιότητές του ως χρωστική ουσία και πληρωτικό, το διοξείδιο του τιτανίου είναι σημαντικά ανώτερο από το λευκό ψευδάργυρο, το θειούχο ψευδάργυρο και τη λιθοπόνη. Ως εκ τούτου, μεταξύ της συνολικής σειράς των εφαρμοζόμενων χρωστικών, αντιστοιχεί στο 90%.

Το διοξείδιο του τιτανίου είναι αρκετά ακριβό και το μερίδιό του στο συνολικό κόστος των υλικών βαφής (LKM) φτάνει το 10-25%. Επομένως, όλοι οι κατασκευαστές χρωμάτων και βερνικιών προσπαθούν να μειώσουν όσο το δυνατόν περισσότερο τη χρήση διοξειδίου του τιτανίου στις συνθέσεις υλικών βαφής αντικαθιστώντας το με φθηνότερα ανάλογα.

Ωστόσο, το διοξείδιο του τιτανίου δεν έχει εναλλακτική στην κατανάλωση αυτού του πιο σημαντικού συστατικού των συνθέσεων χρωμάτων και βερνικιών.

Το διοξείδιο του τιτανίου είναι η πιο κοινή λευκή χρωστική ουσία στη βιομηχανία χρωμάτων. Χρησιμοποιείται ευρέως στην παραγωγή μελανιών εκτύπωσης, πλαστικών, λινοτάπητα, καουτσούκ και άλλων υλικών. χρησιμοποιείται για την επίστρωση συνθετικών και τεχνητών ινών, στη ραδιοφωνική και ηλεκτρονική βιομηχανία, καθώς και σε πολλούς άλλους τομείς της εθνικής οικονομίας. Μη χρωστικές ποιότητες διοξειδίου του τιτανίου, που περιέχουν μικρή ποσότητα ακαθαρσιών και για τις οποίες οι ιδιότητες χρωστικής δεν είναι σημαντικές, χρησιμοποιούνται για την παραγωγή διαφόρων κραμάτων που περιέχουν τιτάνιο (βαθμών "ειδικά" και "κράμα"), ηλεκτροδίων (βαθμών ΤΕ) , πυριτικά σμάλτα (βαθμοί TSE), ειδικοί τύποι γυαλιού (βαθμοί Α-Η).

Νανοδιοξείδιο του τιτανίου

Τα τελευταία χρόνια χαρακτηρίζονται από μια ταχέως αυξανόμενη ζήτηση για έναν νέο τύπο προϊόντος - το διοξείδιο του νανο-τιτανίου υψηλής καθαρότητας, το οποίο έχει μοναδικές φωτοκαταλυτικές ιδιότητες και έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε ηλιακά κύτταρα. Η χρήση νανοσκονών διοξειδίου του τιτανίου μειώνει το κόστος της 1 kWh κατά 5 φορές σε σύγκριση με τα ανάλογα που βασίζονται σε υλικά ημιαγωγών πυριτίου. Επιπλέον, το νανοδιοξείδιο χρησιμοποιείται στη διαστημική βιομηχανία και στην παραγωγή ειδικών πλαστικών για προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία, στην κατασκευή αυτοκαθαριζόμενων γυαλιών, φωτοκαταλυτών και ηλεκτροχρωμικών οθονών. Η μέθοδος για την παραγωγή νανοδιεσπαρμένου διοξειδίου του τιτανίου βασίζεται στην καύση καθαρού τετραχλωριούχου τιτανίου σε χαμηλή θερμοκρασία (200-500 °C) παρουσία καταλύτη στη φάση ατμού. Ανάλογα με τις συνθήκες της διαδικασίας, λαμβάνεται άμορφο TiO2 ακτίνων Χ, ανατάση ή ρουτίλιο. Τα πειραματικά δείγματα ενός τέτοιου προϊόντος έχουν σωματίδια που κυμαίνονται σε μέγεθος από 10 έως 20 nm.

Έγχρωμες χρωστικές τιτανίου

Οι έγχρωμες χρωστικές τιτανίου είναι ένα νέο προϊόν στην αγορά προϊόντων τιτανίου, ωστόσο, λόγω των ιδιοτήτων υψηλής τεχνολογίας τους, υπάρχει μια αρκετά σταθερή και ευρεία αγορά για αυτό το είδος χρωστικών. Η χρωστική ουσία έχει υψηλή καλυπτικότητα, αντοχή στις καιρικές συνθήκες, σταθερότητα χρώματος, έχει σταθερό χρώμα ανοιχτού τούβλου, καφέ-κίτρινου και μπεζ τόνους, δεν περιέχει τοξικά συστατικά, μπορεί να αντικαταστήσει πλήρως ή εν μέρει το διοξείδιο του τιτανίου σε λαδομπογιές και σμάλτα των αντίστοιχων χρωμάτων ή να χρησιμοποιηθεί ως ανεξάρτητη χρωστική - πληρωτικό.

Χρωστική ουσία διοξείδιο του τιτανίου

Το χρωστικό διοξείδιο του τιτανίου (GOST 9808-84) είναι μια συνθετική ανόργανη χρωστική ουσία λευκού χρώματος, μορφών ανατάσης και ρουτιλίου, που λαμβάνεται με υδρόλυση διαλυμάτων θειικού τιτανίου που ακολουθείται από φρύξη ενυδατωμένου διοξειδίου του τιτανίου.

Τύπος: TiO 2 .

Ανάλογα με την κρυσταλλική δομή, παράγονται δύο μορφές διοξειδίου του τιτανίου: Ρ - ρουτίλιο και Α - ανατάση. Με την παρουσία επιφανειακής επεξεργασίας, ο δείκτης "0" προστίθεται στο σύμβολο της μάρκας. Ανάλογα με το πεδίο εφαρμογής, το διοξείδιο του τιτανίου παράγεται στις ακόλουθες ποιότητες: R-1, R-02, R-03, R-04, R-05; Α-1, Α-2, Α-01, Α-02. Το χρωστικό διοξείδιο του τιτανίου βαθμού R-02 προορίζεται για την παραγωγή χρωμάτων και βερνικιών, συμπεριλαμβανομένων των υδατοδιασκορπισμένων, με καλή αντοχή στις καιρικές συνθήκες. πλαστικά είδη; τεχνητό δέρμα; υλικά φιλμ.

Το χρωματισμένο διοξείδιο του τιτανίου είναι πυρίμαχο και αντιεκρηκτικό, ανάλογα με τον βαθμό πρόσκρουσης στο σώμα, ανήκει σε ουσίες της 4ης κατηγορίας κινδύνου.

Το χρωματισμένο διοξείδιο του τιτανίου αποθηκεύεται σε κλειστές αποθήκες σε θερμοκρασία περιβάλλοντος από μείον 40 έως συν 40 °C. Δεν επιτρέπεται η αποθήκευση σε συσκευασμένη μορφή στις πλατφόρμες ή κάτω από θόλο. Επιτρέπεται η αποθήκευση του προϊόντος συσκευασμένο σε μαλακά εξειδικευμένα δοχεία σε ανοιχτούς χώρους. Κατά την αποθήκευση, τα δοχεία στοιβάζονται σε στοίβες ύψους όχι μεγαλύτερου από 3 m σε επενδύσεις ή ξύλινες παλέτες.

Το διοξείδιο του τιτανίου υψηλής καθαρότητας χρησιμοποιείται στη βιομηχανία ηλεκτρονικών για την παραγωγή τιτανιτών εξαιρετικά υψηλής ποιότητας για την απορρόφηση υπεριωδών ακτίνων, φωτοευαίσθητο διοξείδιο του τιτανίου για έγχρωμη αντιγραφή.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟΥ ΤΙΤΑΝΙΟΥ (συμπεριλαμβανομένου του νανοδιοξειδίου του τιτανίου και των έγχρωμων χρωστικών τιτανίου)

Οι πιο σημαντικές από όλες τις ανόργανες χρωστικές είναι οι λευκές. Στο εξωτερικό, η κύρια λευκή χρωστική ουσία είναι το διοξείδιο του τιτανίου. Σύμφωνα με ξένους ειδικούς, επί του παρόντος το μερίδιό του στη συνολική κατανάλωση ανόργανων χρωστικών είναι 65-70%, και στην κατανάλωση λευκών χρωστικών - περισσότερο από 90%.

Ο πρωταγωνιστικός ρόλος του διοξειδίου του τιτανίου στην ομάδα των λευκών χρωστικών οφείλεται στο υψηλό επίπεδο ιδιοτήτων που χαρακτηρίζει αυτό το προϊόν - ικανότητα διασποράς, αντοχή στη θερμότητα και χημική, ικανότητα λεύκανσης, αντοχή στις καιρικές συνθήκες, δείκτη διάθλασης κ.λπ.

Ως χρωστική ουσία, το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών και χαρτοπολτού και χαρτιού, στην παραγωγή πλαστικών και προϊόντων από καουτσούκ.

Το διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα γενικό λευκαντικό για χρήση στη βιομηχανία τροφίμων, καλλυντικών και φαρμακευτικών προϊόντων.

Εφαρμογή στη βιομηχανία τροφίμων: για λεύκανση όλων των τύπων κιμά, φιλέτα, ημικατεργασμένα προϊόντα, σουρίμι, πατέ και άλλα προϊόντα. Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στη βιομηχανία ζαχαροπλαστικής για να λευκάνει το γλάσο ζάχαρης και τα γλυκά.

Μια λίστα με άλλες εφαρμογές δίνεται παρακάτω:

• αδιαφανής παράγοντας?
• παραγωγή καλλυντικών?
• ραδιενεργή απολύμανση του δέρματος.
• παραγωγή γυαλιού και κεραμικών·
• σμάλτο πατάτες?
• ψάθα από συνθετικές ίνες.
• μελάνια εκτύπωσης?
• ράβδοι συγκόλλησης?
• αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας (μονοί κρύσταλλοι TiO 2).

Στην παραγωγή καλλυντικών, χρησιμοποιείται διοξείδιο του τιτανίου υψηλής καθαρότητας και λεπτής διασποράς, το οποίο έχει την ικανότητα να αντανακλά τις ακτίνες UV.

Αναφέρεται σε ανόργανα φίλτρα UV. Τέτοια φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας δεν προκαλούν αλλεργίες και δεν ερεθίζουν το δέρμα, ωστόσο στη σύνθεση των αντηλιακών μπορούν να το κάνουν λευκό. Προκειμένου να αποφευχθεί η εμφάνιση φυσικών φίλτρων υπεριώδους ακτινοβολίας στο δέρμα, τα σωματίδια διοξειδίου του τιτανίου προσπαθούν να γίνουν μικρότερα. Ωστόσο, υπάρχει ένα όριο εδώ - πολύ μικρά σωματίδια διοξειδίου του τιτανίου μπορούν να παίξουν το ρόλο ενός φωτοκαταλύτη, δηλαδή μιας ουσίας που ενισχύει την καταστροφική επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας. Επίσης, πολύ μικρά σωματίδια διοξειδίου του τιτανίου μπορούν να συσσωρευτούν στο δέρμα. Ανάλογα με τις ιδιαίτερες συνθήκες, χρησιμοποιείται ως πληρωτικό, ως λευκή χρωστική, ως φωτοπροστατευτικό πρόσθετο σε διάφορα προϊόντα - πούδρα, σκιές ματιών, κραγιόν, αντιιδρωτικά, προστατευτικές κρέμες Με βάση το διοξείδιο του τιτανίου, πιο προηγμένους τύπους καλλυντικών πρώτων υλών λαμβάνονται, για παράδειγμα, μαργαριταρένια χρωστική ουσία (τιτανοποιημένη μαρμαρυγία).

Το χρωματισμένο διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα από τα πιο σημαντικά βιομηχανικά ανόργανα υλικά, το επίπεδο κατανάλωσης του οποίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κριθεί το οικονομικό, επιστημονικό και τεχνικό δυναμικό του κράτους και η ποιότητα ζωής του πληθυσμού.

Η ζήτηση για αυτό οφείλεται στην αύξηση του όγκου των κατασκευών, της παραγωγής καταναλωτικών αγαθών, της ανάπτυξης της μηχανολογίας και άλλων τομέων της οικονομίας, συμπεριλαμβανομένων εκείνων των οποίων τα προϊόντα απαιτούν την εφαρμογή ανθεκτικών επιστρώσεων. Στις οικονομικά ανεπτυγμένες χώρες, δαπανάται μέχρι και 90-95% TiO 2 για αυτούς τους σκοπούς. Η κατανάλωση της χρωστικής διοξειδίου του τιτανίου είναι 2-4 κιλά ανά κάτοικο, ενώ στη Ρωσία είναι μόνο 0,3 κιλά και αυτό οφείλεται κυρίως στις εισαγωγές.

Τα επόμενα χρόνια, η κατανάλωση TiO 2 θα αυξηθεί ταχύτερα στην παραγωγή πλαστικοποιημένου χαρτιού (κατά 4-6% ετησίως) και πλαστικών (4% ετησίως), ενώ στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών - όχι περισσότερο από 2% ανά έτος. Ωστόσο, σύμφωνα με ευρωπαίους ειδικούς, το 58-62% της παγκόσμιας παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου χρησιμοποιείται για την κατασκευή επιστρώσεων. Ως αποτέλεσμα, τα χρώματα με βάση τον ψευδάργυρο, το βάριο και τον μόλυβδο, των οποίων η μέση περιεκτικότητα σε χρώματα είναι 25%, αντικαθίστανται σταδιακά από την παραγωγή.

Θα πρέπει να σημειωθεί μια νέα και ταχέως αναπτυσσόμενη περιοχή κατανάλωσης διοξειδίου του τιτανίου - η χρήση του με τη μορφή μικροσωματιδίων στη νανοτεχνολογία, αν και ο σύγχρονος παγκόσμιος όγκος κατανάλωσης αυτών των σωματιδίων εξακολουθεί να μην υπερβαίνει τους 2 χιλιάδες τόνους.

Λαμβάνοντας υπόψη τα σημαντικά αποθέματα για την αύξηση του μεγέθους της αγοράς χρωστικής TiO 2 στην περιοχή Ασίας-Ειρηνικού, καθώς και τις ευκαιρίες για ανάπτυξη νέων τομέων χρήσης προϊόντων, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτό το τμήμα της παγκόσμιας αγοράς έχει καλές προοπτικές.

Η παγκόσμια κατανάλωση νανοδιοξειδίου του τιτανίου υπολογίζεται σε 2400 τόνους ετησίως, το 50% των οποίων πηγαίνει στην παραγωγή καλλυντικών.

Το διοξείδιο του τιτανίου (διοξείδιο του τιτανίου, E171) είναι ένα πρόσθετο τροφίμων που είναι μια λευκή χρωστική ουσία.

Είναι μια διαφανής κρυσταλλική σκόνη που κιτρινίζει όταν θερμαίνεται. Εμφανίζεται στη φύση με τρεις παραλλαγές: με τη μορφή ορυκτών ανατάσης, ρουτιλίου και βρουκίτη, τα οποία έχουν διαφορετική κρυσταλλική δομή. Για τη λήψη της ουσίας χρησιμοποιείται μόνο διοξείδιο του τιτανίου με τη δομή ανατάσης και ρουτιλίου.

Το διοξείδιο του τιτανίου για τρόφιμα έχει εγκριθεί για χρήση στη βιομηχανία από το 1994 ως βαφή που δίνει λευκαντικό αποτέλεσμα σε προϊόντα διατροφής.

Σε εμπορική μορφή, το διοξείδιο του τιτανίου είναι συνήθως μια καθαρή ουσία, στην οποία υπάρχουν μικρές ποσότητες διοξειδίου του πυριτίου και ακαθαρσίες αλουμίνας που βελτιώνουν τη δυνατότητα επεξεργασίας του προϊόντος.

Οι κύριες ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου περιλαμβάνουν:

• Υψηλή λευκαντική δύναμη.
• Χημική αντίσταση;
• Μη τοξικό;
• Υψηλή αντοχή στην υγρασία και στις καιρικές συνθήκες.

Το διοξείδιο του τιτανίου δεν επηρεάζει τη μυρωδιά και τη γεύση των προϊόντων, ο κύριος σκοπός του είναι να δώσει στα προϊόντα μια πιο ορεκτική εμφάνιση. Το πρόσθετο τροφίμων δίνει στα προϊόντα την τέλεια λευκότητα που είναι τόσο ελκυστική για τον καταναλωτή.

Εφαρμογή διοξειδίου του τιτανίου

Στη βιομηχανία τροφίμων, το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται ως πρόσθετο τροφίμων E171, που χρησιμοποιείται για την παραγωγή γρήγορου πρωινού, γάλακτος σε σκόνη, προϊόντων σε σκόνη. Με τη βοήθεια του διοξειδίου του τιτανίου, τα ραβδιά καβουριού και άλλα ανάλογα προϊόντων ψαριών, οι τσίχλες, η μαγιονέζα λευκαίνονται και το γλάσο, η λευκή σοκολάτα, τα γλυκά κ.λπ.

Στην παραγωγή ζυμαρικών, χρησιμοποιείται διοξείδιο του τιτανίου για τη διαύγαση του αλευριού. Η δοσολογία του Ε171 επιλέγεται ανάλογα με την απαιτούμενη λευκότητα της ζύμης. Σε αυτή την περίπτωση, η απαιτούμενη ποσότητα βαφής προστίθεται στη μάζα μαζί με αλεύρι και αναμειγνύεται επιμελώς για να μεγιστοποιηθεί η κατανομή της ουσίας. Σελιδοδείκτης το διοξείδιο του τιτανίου είναι 100-200 γραμμάρια ανά 100 κιλά αλεύρου.

Στη βιομηχανία επεξεργασίας κρέατος, το διοξείδιο του τιτανίου, του οποίου οι ιδιότητες περιλαμβάνουν καλή διασπορά (γαλακτωματοποίηση) και οπτική ελκυστικότητα, χρησιμοποιείται για τη λεύκανση του μπέικον, των πατέ και των γκουρμέ προϊόντων.

Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή φυτικών κονσερβοποιημένων τροφίμων, ιδίως για τον καθαρισμό του τριμμένου χρένου.

Οι κίνδυνοι του διοξειδίου του τιτανίου

Οι επίσημες κλινικές μελέτες μέχρι σήμερα δεν έχουν καταφέρει να εντοπίσουν αρνητικές επιπτώσεις από τη λήψη του συμπληρώματος διατροφής E171. Σύμφωνα με τα στοιχεία, το διοξείδιο του τιτανίου δεν διαλύεται στο γαστρικό υγρό και πρακτικά δεν απορροφάται από τον οργανισμό μέσω του εντερικού τοιχώματος. Έτσι, το διοξείδιο του τιτανίου δεν συσσωρεύεται στους ιστούς, αποβάλλοντας πλήρως από το σώμα.

Το SanPin 2.3.2.1293-03 επιτρέπει στους κατασκευαστές προϊόντων διατροφής να χρησιμοποιούν διοξείδιο του τιτανίου σε ποσότητες που, από την άποψη των κατασκευαστών, τους επιτρέπουν να επιτύχουν το απαιτούμενο τεχνολογικό αποτέλεσμα.

Ωστόσο, εξακολουθεί να υπάρχει μια υπόθεση σχετικά με την πιθανή βλάβη του διοξειδίου του τιτανίου: μελέτες σε αρουραίους έχουν δείξει ότι η εισπνοή σκόνης διοξειδίου του τιτανίου αυξάνει την πιθανότητα καρκίνου, καθώς είναι καρκινογόνος και για τον άνθρωπο.

Μερικοί επιστήμονες προτείνουν ότι τα νανοσωματίδια της ουσίας είναι ικανά να καταστρέψουν το σώμα σε κυτταρικό επίπεδο, καταστρέφοντας τη φυσική τους δομή, αλλά δεν υπάρχει ακριβής επιβεβαίωση αυτού του γεγονότος, εκτός από δοκιμές σε τρωκτικά.

Παρά το γεγονός ότι το διοξείδιο του τιτανίου που χρησιμοποιείται στα τρόφιμα θεωρείται αβλαβές, οι μελέτες για τις επιπτώσεις του στον οργανισμό συνεχίζονται. Δεν συνιστάται για άτομα με ασθενή ανοσία να υπερβαίνουν τη συνιστώμενη δόση διοξειδίου του τιτανίου (1% την ημέρα).

Χαίρετε. Νομίζω ότι πριν αγοράσετε οποιοδήποτε προϊόν, εξοικειωθείτε με τη σύνθεσή του. Έτσι το κάνω πάντα. Το διοξείδιο του τιτανίου βρίσκεται σε πολλά καλλυντικά. Συνάντησα τέτοιες επιγραφές: διοξείδιο του τιτανίου, μικρονισμένο διοξείδιο του τιτανίου. Καθώς και το διοξείδιο του τιτανίου, ci 77891. Φυσικά, με ενδιέφερε το διοξείδιο του τιτανίου, τι είναι αυτό. Και υπάρχει βλάβη από αυτή την ουσία; Ας το καταλάβουμε μαζί.

Στη φύση, αυτή η ουσία εμφανίζεται με τη μορφή τριών ορυκτών: ρουτιλίου, ανατάσης και βρουκίτη. Το καθαρό διοξείδιο είναι άχρωμοι κρύσταλλοι, όταν θερμαίνονται κιτρινίζουν.

Στη βιομηχανία καλλυντικών, το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται σε θρυμματισμένη κατάσταση. Είναι λευκή σκόνη, αδιάλυτη στο νερό. Η συνοχή μοιάζει με κιμωλία, η οποία φαίνεται καθαρά στη φωτογραφία της πούδρας. Όπως μπορείτε να δείτε, η ουσία είναι φυσικής προέλευσης. Εκείνοι. Δεν είναι συνθετικό ή οργανικό.

Σύμφωνα με τις χημικές του ιδιότητες, το διοξείδιο είναι απολύτως αδρανές. Αυτό σημαίνει ότι δεν αντιδρά με άλλες ουσίες.

Εκείνοι. όταν προστίθεται σε διάφορα μέσα, δεν σχηματίζει πρόσθετες ενώσεις. Μιλάει για την αβλαβή του. Μερικώς διαλυτό σε υδροχλωρικό οξύ. Εκείνοι. με ενώσεις χλωρίου, η αντίδραση είναι δυνατή.

Το τιτάνιο δεν είναι πτητικό. Απεκκρίνεται από το σώμα σχεδόν πλήρως. Τα λεπτά σωματίδια διοξειδίου έχουν την ικανότητα να αντανακλούν την ακτινοβολία UVA. Αυτή η ακτινοβολία είναι που προκαλεί μια τόσο θανατηφόρα ασθένεια όπως το μελάνωμα. Τα σωματίδια διοξειδίου αντανακλούν επίσης την ακτινοβολία UVB, η οποία οδηγεί σε καρκίνο του δέρματος.

Εφαρμογή διοξειδίου του τιτανίου

Η χρήση αυτής της ουσίας είναι αρκετά εκτεταμένη. Χρησιμοποιείται ενεργά στη σαπωνοποιία, στα καλλυντικά και στη βιομηχανία τροφίμων. Στη σύνθεση των προϊόντων, θα βρείτε διοξείδιο στη σήμανση E171. Στην πραγματικότητα, πρόκειται για μια βαφή, μια ουσία που χρησιμοποιείται για να δώσει στο προϊόν λευκό χρώμα. Το διοξείδιο του τιτανίου έχει λάβει τέτοια ευρεία χρήση λόγω της μη τοξικότητάς του. Καθώς και καλή λευκαντική ικανότητα και αντοχή στην υγρασία.

Το τιτάνιο χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή χαρτιού, πλαστικών, χρωμάτων και βερνικιών. Μιλώντας για τους κινδύνους, ας δούμε μόνο πού χρησιμοποιείται το πρόσθετο E171 στη βιομηχανία τροφίμων:

• σε πρωινά γρήγορου φαγητού
• ραβδιά καβουριών
• γάλα σε σκόνη
• μαγιονέζα
• λευκή σοκολάτα
• αλεύρι (ανά 100 κιλά αλεύρι επιτρέπεται η προσθήκη από 100 έως 200 γρ. διοξειδίου)
• στη ζαχαροπλαστική - διευκρίνιση γλάσου κ.λπ.

Η εφαρμογή είναι τόσο ευρεία που είναι απλά γελοίο να σκεφτόμαστε την κολοσσιαία βλάβη στο σώμα. Εξάλλου, το διοξείδιο βρίσκεται σχεδόν παντού: σε σαπούνι, οδοντόκρεμα, κρέμα, προϊόντα. Γιατί το διοξείδιο χρησιμοποιείται τόσο ευρέως στα καλλυντικά; Και πόσο δικαιολογημένο είναι - ας το καταλάβουμε.

Γιατί χρησιμοποιείται το τιτάνιο στα καλλυντικά;

Όπως είπα, η κύρια χρήση της ουσίας είναι ως βαφή. Στα καλλυντικά, το ίδιο πράγμα - το χιόνι-λευκό χρώμα της κρέμας, του σαπουνιού, της πάστας - αυτό είναι το διοξείδιο του τιτανίου. Ως μέρος των κρεμών πούδρας και βάσης, η ουσία χρησιμοποιείται για να δημιουργήσει την επιθυμητή απόχρωση.

Συγκέντρωση σε σκόνη όχι μεγαλύτερη από 15%, σε foundation όχι μεγαλύτερη από 10%

Όμως η κύρια και αναντικατάστατη ιδιότητα του τιτανίου στα καλλυντικά εξακολουθεί να είναι η προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία. Επιπλέον, η ουσία είναι υποαλλεργική, δεν ερεθίζει το δέρμα. Επομένως, προστίθεται ακόμη και σε κρέμες για τις πιο μικρές.

Στην ΕΕ και στις ΗΠΑ, το διοξείδιο επιτρέπεται όχι μόνο στις βιομηχανίες καλλυντικών και τροφίμων. Έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για χρωστικές ουσίες. Επίσης στη Ρωσική Ομοσπονδία - οι κάψουλες και τα δισκία βάφονται με τιτάνιο.

Στη βιομηχανία καλλυντικών, φαρμακευτικών προϊόντων και τροφίμων, το διοξείδιο του άνθρακα καθαρίζεται προσεκτικά και συνθλίβεται πολύ λεπτά. Και στα αποσμητικά, τα κραγιόν και τις πούδρες, η πούδρα παίρνει τη μορφή νανοσωματιδίων. Γύρω από αυτά τα νανοσωματίδια υπάρχει διαμάχη.

Διοξείδιο του τιτανίου - επιβλαβές ή όχι

Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι τα αντηλιακά που περιέχουν αυτή την ουσία είναι άχρηστα στις πισίνες. Εκείνοι. όταν κάνετε μπάνιο σε χλωριωμένο νερό, το διοξείδιο ξεπλένεται αμέσως από το σώμα. Και, φυσικά, χάνει τις ιδιότητές του. Όμως στο θαλασσινό νερό αντέχεις έως και 4 επισκέψεις στο νερό. Τι μπορεί να ειπωθεί για αυτό; Δεν πρόκειται για κακό εδώ. Και για την αδυναμία της κρέμας να εκτελέσει τις λειτουργίες της υπό ορισμένες προϋποθέσεις.

Έχουν γίνει και άλλες μελέτες σχετικά με τις υποτιθέμενες βιοχημικές επιδράσεις του διοξειδίου στα κύτταρα. Το τιτάνιο σε κυτταρικό επίπεδο μπορεί να επηρεάσει τη σηματοδότηση. Σε αυτή την περίπτωση, το διοξείδιο πρέπει να εισέλθει στο σώμα μέσω της τροφής. Πρέπει να πω αμέσως ότι οι μελέτες ήταν ελάχιστες.

Σύμφωνα με την τοξικολογία και τις αλλεργίες, το επίπεδο επικινδυνότητας είναι χαμηλό. Όσο για την ογκολογία, είναι κάτω από το μέσο όρο. Πρέπει να καταλάβετε ότι πρέπει να τρώτε διοξείδιο με μεγάλα κουτάλια και για μεγάλο χρονικό διάστημα. Στη συνέχεια, υπάρχει η πιθανότητα να προκληθεί μια ογκοδιεργασία. Όλα τα πειράματα έγιναν σε ζώα και οι δόσεις τους δόθηκαν το μέγιστο. Στο σωστό μυαλό μας, δεν θα καταναλώναμε διοξείδιο του τιτανίου σε τέτοιες ποσότητες.

Η αμερικανική ανεξάρτητη οργάνωση EWG χωρίζει το διοξείδιο σε συνηθισμένο και αντηλιακό. Αυτός ο οργανισμός κατατάσσει τις επικίνδυνες ουσίες. Έτσι το διοξείδιο του ήλιου γίνεται όταν συνθλίβεται σε νανοσωματίδια.

Ένα νανοσωματίδιο έχει διάμετρο μικρότερη από 100 nm. Για τα αντηλιακά καλλυντικά, χρησιμοποιείται διοξείδιο με μέγεθος σωματιδίων περίπου 25 nm.

Υπάρχει η υπόθεση ότι τα νανοσωματίδια μπορούν να εισέλθουν στην κυκλοφορία του αίματος μέσω του δέρματος. Και με το αίμα θα μεταφερθούν σε όλο το σώμα, θα μπουν στα κύτταρα και στον εγκέφαλο. Προτείνεται επίσης ότι τα νανοσωματίδια μπορούν να συσσωρευτούν στο σώμα. Αλλά καταλαβαίνετε, κανείς δεν έχει κάνει χρόνια έρευνας. Ας πούμε τι αλλαγές συμβαίνουν στο σώμα εάν χρησιμοποιείτε σκόνη με διοξείδιο για 10 χρόνια.

Έτσι, αποδεικνύεται ότι τα νανοσωματίδια μπορούν να συσσωρευτούν στο δέρμα, γενικά μόλις υποτίθεται. Άλλωστε, είναι απαραίτητο να περιμένουμε δεκαετίες για να επιβεβαιωθούν ή να διαψευστούν αυτοί οι φόβοι. Επομένως, προσωπικά δεν βρήκα ούτε μια πειραματική μελέτη σχετικά με τους κινδύνους των σωματιδίων νανοδιοξειδίου.

Εάν εξακολουθείτε να έχετε αμφιβολίες, ρίξτε μια ματιά στον ιστότοπο. ewg. Ισχυρίζονται ότι το οξείδιο του ψευδαργύρου και το διοξείδιο του τιτανίου παρέχουν την καλύτερη προστασία από τον ήλιο. Εάν η ουσία ήταν επικίνδυνη, θα εγκρινόταν πραγματικά από όλες σχεδόν τις χώρες του κόσμου;

Παραδείγματα καλλυντικών με διοξείδιο του τιτανίου

Αυτό το φυσικό ορυκτό υπάρχει σε πολλά καλλυντικά προϊόντα. Τώρα θα σας παρουσιάσω μερικά από αυτά. Και σου φύλαξα μια φωτογραφία τέτοιων καλλυντικών.

Spray - ενεργοποιητής μαυρίσματοςαπό Vichy SPF 50+ . Αυτό το καλλυντικό προϊόν προσφέρει έντονη ενυδάτωση. Σας επιτρέπει επίσης να επιτύχετε γρήγορα ένα επίμονο και φυσικό μαύρισμα. Αυτό το υγρό είναι υποαλλεργικό - μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη φροντίδα του ευαίσθητου δέρματος.

Αντηλιακό για παιδιά . Έρχεται με σήμα SPF 50+. Ως μέρος αυτού του καλλυντικού προϊόντος υπάρχει ένα καινοτόμο ηλιακό φίλτρο Mexoplex®. Αντέχει έως και 6 μπάνια σε νερό για 20 λεπτά. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί από όλη την οικογένεια.

Τι είναι το διοξείδιο του τιτανίου;

Οξείδιο τιτανίου (IV), διοξείδιο τιτανίου, διοξείδιο τιτανίου

αμφοτερικό οξείδιο του τετρασθενούς τιτανίου. Είναι το κύριο προϊόν της βιομηχανίας τιτανίου (μόνο περίπου το 5% του μεταλλεύματος τιτανίου χρησιμοποιείται για την παραγωγή καθαρού τιτανίου).

Τεχνική περιγραφή.

Το καθαρό διοξείδιο του τιτανίου (TiO 2) είναι ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό. Παρά το γεγονός ότι είναι άχρωμο, το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια εξαιρετικά αποτελεσματική λευκή χρωστική ουσία σε μεγάλες ποσότητες εάν είναι καλά καθαρισμένο. Το TiO 2 πρακτικά δεν απορροφά κανένα προσπίπτον φως στην ορατή περιοχή του φάσματος. Το φως είτε μεταδίδεται είτε διαθλάται μέσω ενός κρυστάλλου είτε ανακλάται σε επιφάνειες. Το TiO 2 είναι ένα σταθερό (η πιο σταθερή από όλες τις γνωστές λευκές χρωστικές), μη πτητικό, αδιάλυτο σε οξέα, αλκάλια και διαλύματα υπό κανονικές συνθήκες. Το διοξείδιο του τιτανίου είναι εξαιρετικά αντιδραστικό σε διάφορες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων των τοξικών που περιέχονται στον αέρα. Λόγω της αδρανότητάς του, το διοξείδιο του τιτανίου είναι μη τοξικό και γενικά θεωρείται πολύ ασφαλής ουσία. Μπορεί να έρθει σε επαφή με συσκευασμένα τρόφιμα και σε ορισμένες συγκεντρώσεις μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως χρωστική τροφίμων.
Το διοξείδιο του τιτανίου είναι αδιάλυτο στο νερό και σε αραιά ορυκτά οξέα (εκτός από υδροφθορικό) και σε αραιά αλκαλικά διαλύματα.

Το χρωματισμένο διοξείδιο του τιτανίου υπάρχει σε δύο μορφές - ανατάση και ρουτίλιο και παράγεται σύμφωνα με δύο τεχνολογικά σχήματα: μεθόδους θειικού και χλωρίου. Και οι δύο μορφές μπορούν να παραχθούν με οποιονδήποτε από τους τρόπους.
Σε σύγκριση με τη μέθοδο θειικού χλωρίου, είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον και τέλεια λόγω της δυνατότητας εκτέλεσης της διαδικασίας σε συνεχή τρόπο, πράγμα που συνεπάγεται πλήρη αυτοματοποίηση της παραγωγής. Ωστόσο, η μέθοδος του χλωρίου είναι επιλεκτική ως προς τις πρώτες ύλες και λόγω της χρήσης χλωρίου και των υψηλών θερμοκρασιών απαιτεί τη χρήση αντιδιαβρωτικού εξοπλισμού.
Το διοξείδιο του τιτανίου, TiO 2, είναι μια ένωση τιτανίου-οξυγόνου στην οποία το τιτάνιο είναι τετρασθενές. Λευκή σκόνη, κίτρινη όταν θερμαίνεται. Εμφανίζεται στη φύση κυρίως ως ορυκτό ρουτίλιο. Σημείο τήξης - 1855 ° C, σημείο βρασμού - 2500-3000 ° C. Πυκνότητα 3,9 - 4,25 g / cm³. Πρακτικά αδιάλυτο σε αλκάλια και οξέα, με εξαίρεση το HF. Σε πυκνό H 2 SO 4 διαλύεται μόνο με παρατεταμένη θέρμανση. Όταν το διοξείδιο του τιτανίου συντήκεται με καυστικά ή ανθρακικά αλκάλια, σχηματίζονται τιτανικά άλατα, τα οποία υδρολύονται εύκολα για να σχηματίσουν ορθοτιτανικό οξύ (ή ένυδρο) Ti(OH) 4 στο κρύο, εύκολα διαλυτό σε οξέα. Κατά την παραμονή, μετατρέπεται σε μστατιτανικό οξύ (μορφή), το οποίο έχει μικροκρυσταλλική δομή και είναι διαλυτό μόνο σε θερμό πυκνό θειικό και υδροφθορικό οξύ. Τα περισσότερα τιτανικά είναι πρακτικά αδιάλυτα στο νερό.
Οι κύριες ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου είναι πιο έντονες από τις όξινες, αλλά τα άλατα στα οποία το τιτάνιο είναι κατιόν υδρολύονται επίσης σε μεγάλο βαθμό με το σχηματισμό μιας δισθενούς τιτανυλικής ρίζας TiO 2 +. Το τελευταίο περιλαμβάνεται στη σύνθεση των αλάτων ως κατιόν (για παράδειγμα, θειικός τιτανυλεστέρας TiOSO 4 .2H2O). Το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια από τις πιο σημαντικές ενώσεις τιτανίου· χρησιμεύει ως πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων ενώσεων τιτανίου, καθώς και μερικώς μεταλλικού τιτανίου. Χρησιμοποιείται κυρίως ως ορυκτό χρώμα, αλλά και ως πληρωτικό στην παραγωγή καουτσούκ και πλαστικών μετάλλων. Περιλαμβάνεται στη σύνθεση πυρίμαχων ποτηριών, υαλοπινάκων, μαζών πορσελάνης. Από αυτό κατασκευάζονται τεχνητοί πολύτιμοι λίθοι, άχρωμοι και βαμμένοι.
Το TiO 2 είναι μια από τις πιο σημαντικές ανόργανες ενώσεις που καταναλώνει η σύγχρονη βιομηχανία, οι μοναδικές ιδιότητες του διοξειδίου του τιτανίου καθορίζουν το επίπεδο τεχνικής προόδου σε διάφορους τομείς της παγκόσμιας οικονομίας.
Η χρωστική ουσία διοξείδιο του τιτανίου είναι το πιο απαιτητικό προϊόν στην παγκόσμια αγορά. Ο παγκόσμιος όγκος παραγωγής του είναι 4,5 εκατομμύρια τόνοι.

Δομή.

Το οξείδιο του τιτανίου υπάρχει με τη μορφή πολλών τροποποιήσεων. Στη φύση υπάρχουν κρύσταλλοι με τετραγωνικό σύστημα (ανατάση, ρουτίλιο) και ρομβικό σύστημα (μπρουκίτης). Λήφθηκαν τεχνητά δύο ακόμη τροποποιήσεις υψηλής πίεσης - το ρομβικό IV και το εξαγωνικό V. Πρέπει να σημειωθεί ότι ο μπρουκίτης δεν παράγεται σχεδόν ποτέ βιομηχανικά και είναι σπάνιος στη φύση. Η μορφή ανατάσης είναι επίσης σημαντικά κατώτερη σε παραγωγή από τη μορφή ρουτιλίου, καθώς διασκορπίζει το φως χειρότερα και είναι λιγότερο ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες.

Χαρακτηριστικά του κρυσταλλικού πλέγματος

Όταν θερμαίνονται, τόσο η ανατάση όσο και ο μπρουκίτης μετατρέπονται μη αναστρέψιμα σε ρουτίλιο (θερμοκρασίες μετάβασης, αντίστοιχα, 400-1000 ° C και περίπου 750 ° C). Οι δομές αυτών των τροποποιήσεων βασίζονται στα οκτάεδρα TiO 6, δηλαδή κάθε ιόν Ti 4+ περιβάλλεται από έξι ιόντα O 2- και κάθε ιόν O 2- περιβάλλεται από τρία ιόντα Ti 4+. Τα οκτάεδρα είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε ιόν οξυγόνου να ανήκει σε τρία οκτάεδρα. Στην ανατάση, υπάρχουν 4 κοινές ακμές ανά οκτάεδρο, στο ρουτίλιο - 2.

Εύρεση στη φύση.

Στην καθαρή του μορφή, εμφανίζεται στη φύση με τη μορφή των ορυκτών ρουτίλιο, ανατάση και βρουκίτη (σε δομή τα δύο πρώτα έχουν τετραγωνικό σύστημα και το τελευταίο έχει ρομβικό σύστημα), με κύριο μέρος το ρουτίλιο.
Το τρίτο μεγαλύτερο κοίτασμα ρουτιλίου στον κόσμο βρίσκεται στην περιοχή Rasskazovsky της περιοχής Tambov. Μεγάλα κοιτάσματα βρίσκονται επίσης στη Χιλή (Cerro Bianco), την καναδική επαρχία του Κεμπέκ, στη Σιέρα Λεόνε.

Ρουτίλιο ή ανατάση;

TiO 2 - εμφανίζεται στη φύση σε τρεις κύριες κρυσταλλικές μορφές: ανθάση, ρουτίλιο και βρουκίτη, ο τελευταίος είναι σπάνιος στη φύση και δεν παρουσιάζει εμπορικό ενδιαφέρον. Το διοξείδιο του ρουτιλίου είναι περίπου 30% καλύτερο στη σκέδαση του φωτός (καλύτερη ισχύς απόκρυψης) από την ανατάση, επομένως η τελευταία χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο συχνά. Επιπλέον, η ανατάση είναι λιγότερο ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες από το ρουτίλιο. Η ανατάση λειτουργεί πολύ χειρότερα στην προστασία του πολυμερούς (ακρυλικό, πλαστικό) από τις ακτίνες UV και οδηγεί σε φωτοκατάλυση (καταστροφή του υλικού υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός) και απώλεια ιδιοτήτων του πολυμερούς (καταστροφή, ξεθώριασμα, κιμωλίαση κ.λπ.). Έτσι, είναι η μορφή ρουτιλίου του διοξειδίου του τιτανίου που είναι η μόνη και αδιαμφισβήτητη λευκή χρωστική σε τυπικές βιομηχανίες (μπογιές, πλαστικά, χαρτί) για να προσδίδει λευκότητα, δύναμη απόκρυψης (ποσότητα χρωστικής σε γραμμάρια για να καλύψει 1 τετραγωνικό Μ. Αντίθετη επιφάνεια) και σταθερότητα pigment + σύστημα φορέα. Η μόνη έγκυρη χρήση του τιτανίου ανατάσης είναι στα χρώματα οδικής σήμανσης. Σε αυτόν τον τύπο καρσκί, εκδηλώνονται ορισμένες συγκεκριμένες ιδιότητες αυτής της μορφής.

Ιδιότητες και τεχνολογίες.

Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή πολυμερών προϊόντων. Αυτό το υλικό ήταν από καιρό γνωστό ως μια εξαιρετική λευκή χρωστική ουσία, και με αυτή την ιδιότητα είναι γνωστό στους περισσότερους ανθρώπους ...
Ταυτόχρονα, το διοξείδιο του τιτανίου έφερε στη βιομηχανία πολυμερών όχι μόνο την ικανότητα να αποκτά αστραφτερές λευκές επιφάνειες. Από τη φύση του, το διοξείδιο του τιτανίου είναι ένα φωτοδραστικό υλικό και είναι αυτή η ικανότητα αλληλεπίδρασης με το φως που το καθιστά ιδιαίτερα πολύτιμο. Για παράδειγμα, μια τέτοια αλληλεπίδραση μπορεί να λάβει τη μορφή συνηθισμένης σκέδασης φωτός, που κάνει το υλικό αδιαφανές, ή τη μορφή απορρόφησης ενέργειας υπεριώδους φωτός, που προστατεύει το πολυμερές από την αποικοδόμηση από την υπεριώδη ακτινοβολία. Η επίδραση της αλληλεπίδρασης των σωματιδίων του διοξειδίου του τιτανίου με το φως συνεχίζει να βρίσκει ολοένα ευρύτερη εφαρμογή στην πράξη.
Στο πλαίσιο της εμφάνισης διαφόρων επιλογών για την πρακτική εφαρμογή του διοξειδίου του τιτανίου, οι χρωστικές του ιδιότητες συνεχίζουν να διατηρούν την υψηλότερη σημασία. Το διοξείδιο του τιτανίου θεωρείται η κύρια λευκή χρωστική ουσία στη βιομηχανία πολυμερών. Χρησιμοποιείται ευρέως επειδή διασκορπίζει αποτελεσματικά το ορατό φως, προσδίδοντας έτσι λευκότητα, φωτεινότητα και αδιαφάνεια στο πλαστικό προϊόν στο οποίο περιέχεται. Η ουσία είναι χημικά αδρανής, δεν διαλύεται σε πολυμερή και χαρακτηρίζεται από υψηλή αντοχή στη θερμότητα κάτω από τις πιο αυστηρές συνθήκες επεξεργασίας. Το διοξείδιο του τιτανίου του εμπορίου διατίθεται σε δύο κρυσταλλικές μορφές, που ονομάζονται ανατάση και ρουτίλιο. Κατά την επιλογή μεταξύ τους, προτιμώνται οι χρωστικές ρουτιλίου, καθώς διαχέουν καλύτερα το φως, είναι πιο σταθερές και είναι λιγότερο επιρρεπείς σε φωτοαποδόμηση.
Πρακτικά δεν υπάρχουν εμπορικά διαθέσιμες χρωστικές από καθαρό διοξείδιο του τιτανίου. Τα περισσότερα από αυτά έχουν μια ανόργανη και σε ορισμένες περιπτώσεις οργανική επεξεργασία που εφαρμόζεται στην επιφάνεια των σωματιδίων TiO 2 με καθίζηση, μηχανική ανάδευση ή κάποια άλλη μέθοδο. Τέτοιες επιφανειακές επεξεργασίες βελτιώνουν μία ή περισσότερες ιδιότητες απόδοσης της χρωστικής, όπως ευκολία διασποράς, αντοχή στις καιρικές συνθήκες ή σταθερότητα χρώματος. Δεν έχει βρεθεί ακόμη μια καθολική μέθοδος επιφανειακής επεξεργασίας που θα επέτρεπε τη λήψη μιας χρωστικής ουσίας που είναι πιο κατάλληλη για οποιαδήποτε πρακτική εφαρμογή, επομένως ο στόχος της συνεχιζόμενης έρευνας είναι να συνεχιστεί η ανάπτυξη νέων ποιοτήτων διοξειδίου του τιτανίου που θα ανταποκρίνονται στις συνεχώς μεταβαλλόμενες απαιτήσεις της βιομηχανίας πλαστικών.
Ιδιότητες διάχυσης του φωτός: Το διοξείδιο του τιτανίου παρέχει ισχύ απόκρυψης διαχέοντας το φως Σε αντίθεση με τις έγχρωμες χρωστικές, οι οποίες παρέχουν αδιαφάνεια απορροφώντας ορισμένα μήκη κύματος του φάσματος του ορατού φωτός, το διοξείδιο του τιτανίου και άλλες λευκές χρωστικές το επιτυγχάνουν με τη σκέδαση του φωτός. Το φαινόμενο σκέδασης σε αυτή την περίπτωση είναι δυνατό λόγω του γεγονότος ότι η λευκή χρωστική διαθλά το φως. Εάν υπάρχει επαρκής ποσότητα χρωστικής στη σύνθεση, τότε όλο το φως που πέφτει στην επιφάνειά της, με εξαίρεση ένα μικρό μέρος που απορροφάται από το πολυμερές ή τη χρωστική ουσία, θα διασκορπιστεί προς τα έξω και η σύνθεση θα φαίνεται λευκή και αδιαφανής . Η σκέδαση του φωτός συνοδεύεται από διάθλαση και διάθλαση των ακτίνων φωτός καθώς περνούν μέσα ή κοντά στα σωματίδια της χρωστικής.

Φυσικές και θερμοδυναμικές ιδιότητες.

Το καθαρό διοξείδιο του τιτανίου είναι άχρωμοι κρύσταλλοι που κιτρινίζουν όταν θερμαίνονται αλλά αποχρωματίζονται όταν ψύχονται. Γνωστό σε πολλές τροποποιήσεις. Εκτός από το ρουτίλιο (κυβικό σύστημα), την ανατάση (τετραγωνικό σύστημα) και τον βρουκίτη (ρομβικό σύστημα), έχουν ληφθεί δύο τροποποιήσεις υψηλής πίεσης: το ρομβικό IV και το εξαγωνικό V. Ο Brookite είναι μετασταθερός υπό όλες τις συνθήκες. Όταν θερμαίνονται, η ανατάση και ο μπρουκίτης μετατρέπονται μη αναστρέψιμα σε ρουτίλιο στους 400–1000°C και στους ~750°C, αντίστοιχα. Τόσο στο ρουτίλιο όσο και στην ανατάση, κάθε άτομο Ti βρίσκεται στο κέντρο του οκταέδρου και περιβάλλεται από 6 άτομα οξυγόνου. Τα οκτάεδρα είναι διατεταγμένα με τέτοιο τρόπο ώστε κάθε ιόν οξυγόνου να ανήκει σε τρία οκτάεδρα. Στην ανατάση, υπάρχουν 4 κοινές ακμές ανά 1 οκτάεδρο, στο ρουτίλιο - 2.
Λόγω της πυκνότερης συσσώρευσης ιόντων σε έναν κρύσταλλο ρουτιλίου, η αμοιβαία έλξη τους αυξάνεται, η φωτοχημική δραστηριότητα μειώνεται, η σκληρότητα (απαλότητα), ο δείκτης διάθλασης (2,55 για την ανατάση και 2,7 για το ρουτίλιο) και η διηλεκτρική σταθερά αυξάνεται. Το διοξείδιο του τιτανίου είναι αδιάλυτο στο νερό και σε αραιά ορυκτά οξέα (εκτός από υδροφθορικό) και σε αραιά αλκαλικά διαλύματα.
Για τεχνικούς σκοπούς, χρησιμοποιείται σε θρυμματισμένη κατάσταση, που αντιπροσωπεύει μια λευκή σκόνη. Το υδροξείδιο TiO 2 xnH 2 O, ανάλογα με τις συνθήκες της απόθεσής του, μπορεί να περιέχει έναν μεταβλητό αριθμό ομάδων ΟΗ που σχετίζονται με το τιτάνιο. Λαμβάνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, το TiO 2 xnH 2 O (άλφα μορφή) διαλύεται καλά σε αραιά ορυκτά και ισχυρά οργανικά οξέα, αλλά πρακτικά δεν διαλύεται σε αλκαλικά διαλύματα, πεπτοποιείται εύκολα με το σχηματισμό σταθερών κολλοειδών διαλυμάτων. Μετά την ξήρανση στον αέρα, σχηματίζει μια λευκή σκόνη με πυκνότητα 2,6 g/cm³, πλησιάζοντας σε σύνθεση τον τύπο TiO 2 x2H 2 O (μετατατανικό οξύ).
Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται ευρέως ως λευκή χρωστική ουσία στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών, στη βιομηχανία χαρτοπολτού και χαρτιού, στην παραγωγή συνθετικών ινών, πλαστικών, προϊόντων από καουτσούκ, στην παραγωγή κεραμικών διηλεκτρικών, ανθεκτικών στη θερμότητα και οπτικού γυαλιού, λευκό σμάλτο, ως συστατικό ηλεκτροδίων επίστρωσης για ηλεκτροσυγκόλληση και επιστρώσεις, καλούπια χυτηρίου.
Το σημείο τήξης για το ρουτίλιο είναι 1870° C (σύμφωνα με άλλες πηγές - 1850° C, 1855° C).
Το σημείο βρασμού για το ρουτίλιο είναι 2500°C.
Πυκνότητα στους 20°C:
για ρουτίλιο 4,235 g/cm³;
για ανατάση 4,05 g/cm³ (3,95 g/cm³);
για brookite 4,1 g/cm³.
Η θερμοκρασία αποσύνθεσης για το ρουτίλιο είναι 2900°C.
Η θερμοκρασία τήξης, βρασμού και αποσύνθεσης για άλλες τροποποιήσεις δεν υποδεικνύεται, επειδή. μεταβαίνουν σε μορφή ρουτιλίου όταν θερμαίνονται (βλ. παραπάνω).

Μέση ισοβαρική θερμοχωρητικότητα C p (J/mol.K) Θερμοδυναμικές ιδιότητες

Λόγω της πυκνότερης συσσώρευσης ιόντων σε έναν κρύσταλλο ρουτιλίου, η αμοιβαία έλξη τους αυξάνεται, η φωτοχημική δραστηριότητα μειώνεται, η σκληρότητα (απαλότητα), ο δείκτης διάθλασης (2,55 για την ανατάση και 2,7 για το ρουτίλιο) και η διηλεκτρική σταθερά αυξάνεται.

Χημικές ιδιότητες.

Το διοξείδιο του τιτανίου είναι αμφοτερικό, δηλαδή εμφανίζει τόσο βασικές όσο και όξινες ιδιότητες (αν και αντιδρά κυρίως με πυκνά οξέα).
Διαλύεται αργά σε πυκνό θειικό οξύ, σχηματίζοντας τα αντίστοιχα τετρασθενή άλατα τιτανίου:
TiO 2 + 2H 2 SO 4 → Ti(SO 4) 2 + 2H 2 O.
Σε συμπυκνωμένα διαλύματα αλκαλίων ή όταν συντήκονται με αυτά, σχηματίζονται τιτανικά άλατα - άλατα τιτανικού οξέος (αμφοτερικό υδροξείδιο του τιτανίου TiO (OH) 2):
TiO 2 + 2NaOH → Na 2 TiO 3 + H 2 O.
Το ίδιο συμβαίνει και σε συμπυκνωμένα διαλύματα ανθρακικών ή διττανθρακικών:
TiO 2 + K 2 CO 3 → K 2 TiO 3 + CO 2 TiO 2 + 2KHCO 3 → K 2 TiO 3 + 2CO 2 + H 2 O.
Με το υπεροξείδιο του υδρογόνου δίνει το ορθοτιτανικό οξύ:
TiO 2 + 2H 2 O 2 → H 4 TiO 4 + O 2.
Όταν θερμαίνεται με αμμωνία, δίνει νιτρίδιο τιτανίου:
2TiO 2 + 4NH 3 →(t) 4TiN + 6H 2 O + O 2 .
Όταν συντήκονται με οξείδια, υδροξείδια και ανθρακικά, σχηματίζονται τιτανικά και διπλά οξείδια:
TiO 2 + BaO → BaO.TiO 2
TiO 2 + BaCO 3 → BaO.TiO 2 + CO 2
TiO 2 + Ba(OH) 2 → BaO.TiO 2 + H 2 O.
Όταν θερμαίνεται, ανάγεται από άνθρακα και ενεργά μέταλλα (Mg, Ca, Na) σε χαμηλότερα οξείδια. Όταν θερμαίνεται με χλώριο παρουσία αναγωγικών παραγόντων (άνθρακας), σχηματίζει τετραχλωριούχο τιτάνιο. Η θέρμανση στους 2200° C έχει ως αποτέλεσμα πρώτα την αποβολή οξυγόνου για να σχηματιστεί μπλε Ti 3 O 5 (δηλαδή TiO 2 .Ti 2 O 3 ) και μετά σκούρο μωβ Ti 2 O 3 .
Ενυδατωμένο διοξείδιο TiO 2 nH 2 O [υδροξείδιο τιτανίου(IV), οξοένυδρο τιτάνιο, οξοϋδροξείδιο του τιτανίου], ανάλογα με τις συνθήκες παρασκευής, μπορεί να περιέχει μεταβλητές ποσότητες ομάδων ΟΗ με δεσμούς Ti, δομικό νερό, όξινα υπολείμματα και προσροφημένα κατιόντα. Το πρόσφατα κατακρημνισμένο TiO 2 .nH 2 O που λαμβάνεται εν ψυχρώ είναι εύκολα διαλυτό σε αραιά ορυκτά και ισχυρά οργανικά οξέα, αλλά σχεδόν αδιάλυτο σε αλκαλικά διαλύματα. Πεπτοποιείται εύκολα με το σχηματισμό σταθερών κολλοειδών διαλυμάτων. Όταν στεγνώσει στον αέρα, σχηματίζει μια ογκώδη λευκή σκόνη με πυκνότητα 2,6 g/cm³, πλησιάζοντας σε σύνθεση τον τύπο TiO 2 .2H 2 O (ορθοτιτανικό οξύ). Όταν θερμαίνεται και στεγνώνει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε κενό, σταδιακά αφυδατώνεται, πλησιάζοντας σε σύνθεση τον τύπο TiO 2 H 2 O (μετατατανικό οξύ). Τα ιζήματα αυτής της σύνθεσης λαμβάνονται κατά την καθίζηση από θερμά διαλύματα, κατά την αλληλεπίδραση μεταλλικού τιτανίου με HNO 3, κ.λπ. Η πυκνότητά τους είναι ~ 3,2 g / cm³ και μεγαλύτερη. Πρακτικά δεν διαλύονται σε αραιά οξέα, δεν μπορούν να πεπτοποιηθούν.
Καθώς το ίζημα γερνάει, το TiO 2 .nH 2 O μετατρέπεται σταδιακά σε άνυδρο διοξείδιο, το οποίο διατηρεί τα προσροφημένα κατιόντα και τα ανιόντα σε δεσμευμένη κατάσταση. Η γήρανση επιταχύνεται με βρασμό του εναιωρήματος με νερό. Η δομή του TiO 2 που σχηματίζεται κατά τη γήρανση καθορίζεται από τις συνθήκες εναπόθεσης. Κατά την καθίζηση με αμμωνία από διαλύματα υδροχλωρικού οξέος σε pH

Οπτικές ιδιότητες.

Η κύρια ιδιότητα του τιτανίου ως χρωστικής ουσίας είναι να δίνει ένα φωτεινό λευκό χρώμα στον φορέα όπου εφαρμόζεται. Το χρώμα ορίζεται στο σύστημα χρωμάτων Lab, όπου L είναι η φωτεινότητα του χρώματος, a είναι κόκκινο/πράσινο, b είναι κίτρινο/μπλε. Σε αυτό το σύστημα, μπορείτε να ορίσετε οποιοδήποτε χρώμα. Δεδομένου ότι το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια λευκή ή λευκοκίτρινη χρωστική ουσία, συνήθως υποδεικνύονται μόνο οι συντεταγμένες L και b. Εκτός από τις κύριες παραμέτρους καθαρισμού, το χρώμα του τελικού προϊόντος επηρεάζεται και από το μέγεθος των σωματιδίων. Έτσι, για παράδειγμα, τα μεσαίου και μεγάλου μεγέθους διοξείδια του τιτανίου (από 25 nm) παρουσιάζουν υψηλή ισχύ απόκρυψης και ισχύς απόκρυψης με περιεκτικότητα χρωστικής στο συνδετικό υλικό 15-30%. Αυτή η συγκέντρωση είναι η τυπική τιμή για τα περισσότερα χρώματα. Σε συγκέντρωση χρωστικής 10%, όπως στα πλαστικά, τα λεπτά σωματίδια διοξειδίου του τιτανίου παρέχουν καλή δύναμη απόκρυψης και αδιαφάνεια.
Επιστημονική τεκμηρίωση του φαινομένου.
Δεδομένου ότι οι χρωστικές ρουτιλίου απορροφούν ακτινοβολία στις περιοχές του φωτός υπεριώδους και μικρού μήκους κύματος, υπάρχει μια ελαφρά έλλειψη ανακλώμενου μπλε φωτός μικρού μήκους κύματος, με αποτέλεσμα μια ελαφρά κίτρινη απόχρωση. Μετατοπίζοντας την κοκκομετρική σύνθεση της χρωστικής προς μικρότερα σωματίδια, αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να αντισταθμιστεί. Είναι επίσης δυνατό να επιτευχθεί μια γαλαζωπή απόχρωση σε γκρι και χρωματιστά χρώματα δημιουργώντας ένα στενότερο εύρος μεγεθών σωματιδίων.

Τοξικές ιδιότητες και φυσιολογική δράση.

TLV (Όριο κατωφλίου ΗΠΑ): Ως TWA (Shift Average, ΗΠΑ) 10 mg/m³ A4 (ACGIH 2001).

ΟΗΕ - 2546.
Όντας χημικά αδρανές, το διοξείδιο του τιτανίου είναι μια ουσία χαμηλού κινδύνου. Μπορεί να εισέλθει στο σώμα με τη μορφή αερολύματος με εισπνοή ή κατάποση.
MPC στον αέρα της περιοχής εργασίας - 10 mg / m³ (1998).
Μοριακό βάρος: 79,9.

Είδη κινδύνου	Συμπτώματα	Μια προειδοποίηση	Πρώτες βοήθειες
κίνδυνος πυρκαγιάς	Οχι καυτό.		Σε περίπτωση πυρκαγιάς στον περιβάλλοντα χώρο: επιτρέπονται όλοι οι πυροσβεστήρες.
Εκρηκτικότητα		Αποτρέψτε τη διασπορά της σκόνης!	Διαβροχή επιφάνειας.
Με εισπνοή	Δυσάρεστες αισθήσεις.	Τοπικός εξαερισμός ή αναπνευστική προστασία (αναπνευστική συσκευή φίλτρου P1).	Καθαρός αέρας, ειρήνη.
Επαφή δέρματος			Ξεπλύνετε και στη συνέχεια πλύνετε το δέρμα με σαπούνι και νερό.
Σε περίπτωση επαφής με τα μάτια	Ερυθρότητα.	Προστατευτικά γυαλιά	Ξεπλύνετε πρώτα με άφθονο νερό για αρκετά λεπτά (αφαιρέστε τους φακούς επαφής αν δεν είναι δύσκολο), μετά πηγαίνετε σε γιατρό.
Σε περίπτωση κατάποσης		Μην τρώτε, πίνετε ή καπνίζετε ενώ εργάζεστε.	Ξεπλύνετε το στόμα σας.

Χρωστικές ρουτιλίου και ανατάσης διοξειδίου του τιτανίου.

Το TiO 2 είναι πολυμορφικό και εμφανίζεται σε τρεις κύριες κρυσταλλικές μορφές. Υπάρχουν τρεις μορφές, η ανατάση (οκταεδρίτης), το ρουτίλιο και ο βρουκίτης, ο τελευταίος είναι σπάνιος στη φύση του και παρόλο που αυτή η μορφή παρασκευάζεται σε εργαστήρια, δεν παρουσιάζει εμπορικό ενδιαφέρον.
Το διοξείδιο του ρουτιλίου είναι περίπου 30% καλύτερο στη σκέδαση του φωτός (ισχύς απόκρυψης) από την ανατάση, επομένως η τελευταία χρησιμοποιείται πολύ λιγότερο συχνά. Επιπλέον, η ανατάση είναι λιγότερο ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες από το ρουτίλιο.
Η ανατάση λειτουργεί πολύ χειρότερα στην προστασία του πολυμερούς (ακρυλικό, πλαστικό) από τις ακτίνες UV και οδηγεί σε φωτοκατάλυση και απώλεια ιδιοτήτων του πολυμερούς (καταστροφή, ξεθώριασμα, κιμωλίαση κ.λπ.).
Οι χρωστικές του διοξειδίου του τιτανίου παράγονται σύμφωνα με δύο τεχνολογικά σχήματα: μεθόδους θειικού και χλωρίου. Τόσο η ανατάση όσο και η μορφή ρουτιλίου του διοξειδίου του τιτανίου μπορούν να παραχθούν με οποιαδήποτε από τις μεθόδους.

Προδιαγραφές.
Η μέθοδος των θειικών εισήχθη στη βιομηχανία το 1931 για την παραγωγή της μορφής ανατάσης του διοξειδίου του τιτανίου και αργότερα, το 1941, της μορφής ρουτιλίου. Στη μέθοδο αυτή, ένα μετάλλευμα που περιέχει τιτάνιο (ιλμενίτης κ.λπ.) διαλύεται σε θειικό οξύ, σχηματίζοντας διαλύματα θειικών αλάτων τιτανίου, σιδήρου και άλλων μετάλλων. Στη συνέχεια, σε μια σειρά χημικών αντιδράσεων, συμπεριλαμβανομένης της χημικής αναγωγής, καθαρισμού, καθίζησης, πλύσης και φρύξης, σχηματίζοντας ένα βασικό διοξείδιο του τιτανίου με το απαιτούμενο μέγεθος σωματιδίων. Η δομή των κρυστάλλων (μορφή ανατάσης ή ρουτιλίου) ελέγχεται κατά τη διαδικασία πυρήνωσης και πύρωσης.
Η διεργασία του χλωρίου εφευρέθηκε το 1950 για να παράγει τη μορφή ρουτιλίου του διοξειδίου του τιτανίου. Το μετάλλευμα που φέρει τιτάνιο αντιδρά με το αέριο χλώριο υπό μειωμένη πίεση, με αποτέλεσμα το σχηματισμό τετραχλωριούχου τιτανίου TiCl4 και ακαθαρσίες χλωριδίων άλλων μετάλλων, τα οποία στη συνέχεια απομακρύνονται. Το TiCl4 υψηλής καθαρότητας στη συνέχεια οξειδώνεται σε υψηλή θερμοκρασία για να σχηματίσει διοξείδιο του τιτανίου.

Το διοξείδιο του τιτανίου ως χρωστική ουσία κελύφους.

Το αποτέλεσμα της λείανσης TiO 2 + πληρωτικό:

Το Shell pigment είναι ένα σύνθετο υλικό που αποτελείται από σωματίδια ενός οπτικά ουδέτερου πληρωτικού επικαλυμμένου με ένα στρώμα χρωστικής. Το στρώμα χρωστικής καλύπτεται συχνά με ένα προστατευτικό φιλμ για τη βελτίωση των φυσικών και χημικών χαρακτηριστικών.
Μπορεί να ληφθεί με επεξεργασία σωματιδίων πληρωτικού σε μηχανικούς ενεργοποιητές μαζί με χρωστική ουσία φορέα χρώματος, χημικούς τροποποιητές και επιφανειοδραστικές ουσίες.
Η σύνθεση της λευκής χρωστικής του κελύφους:
- πληρωτικά: ορυκτά φυσικής ή τεχνητής προέλευσης, για παράδειγμα - βολλαστονίτης, ασβεστίτης.
- χρωστική: οξείδιο τιτανίου.
- προστατευτικό στρώμα: οξείδια πυριτίου, αλουμινίου, ζιρκονίου, δημητρίου κ.λπ.
Εφαρμογή: Οι χρωστικές χρησιμοποιούνται σε βιομηχανίες χρωμάτων και βερνικιών, κατασκευών, πολυμερών, καουτσούκ και άλλες βιομηχανίες.

Τομείς χρήσης.

Το διοξείδιο του τιτανίου χρησιμοποιείται στην παραγωγή μιας ευρείας γκάμας προϊόντων για διάφορους σκοπούς.
- Παραγωγή χρωμάτων και βερνικιών, συγκεκριμένα λευκού τιτανίου - 57% της συνολικής κατανάλωσης (το διοξείδιο του τιτανίου ρουτιλίου έχει υψηλότερες ιδιότητες χρωστικής - αντοχή στο φως, ικανότητα λεύκανσης κ.λπ.), αφού το διοξείδιο έχει εξαιρετικές χρωματικές ιδιότητες. Αυτά είναι: χρώματα (γυαλιστερά, ματ και ημί-γυαλιστερά, πυριτικά, οργανοπυρίτιο, σκόνη, γαλάκτωμα και με πληρωτικά για ποικίλες οικοδομικές, επισκευαστικές και βιομηχανικές εργασίες, εκτυπώσεις), βερνίκια και σμάλτα, μείγματα και διαλύματα για αστάρωμα, στόκος, σοβατίσματα , τσιμεντοποίηση, καθώς και πολυουρεθάνη και εποξειδικές επιστρώσεις, συμπεριλαμβανομένου του ξύλου. Το διοξείδιο, όπως και το μέταλλο, είναι λευκό, επομένως χρησιμοποιείται ως χρωστική ουσία. Το κύριο πλεονέκτημά του είναι η μη τοξικότητα και η αβλαβής. Επιπλέον, οι επικαλύψεις αποκτούν υψηλή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, δεν κιτρινίζουν και πρακτικά δεν γερνούν.
- Πάνω από το 20% της παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου καταναλώνεται για την κατασκευή πλαστικών και προϊόντων που βασίζονται σε αυτά με υψηλές θερμικές ιδιότητες (π.χ. πλαστικό παράθυρο, διάφορα έπιπλα, είδη οικιακής χρήσης, μέρη αυτοκινήτων, μηχανών και εξοπλισμού), όπως καθώς και καουτσούκ, λινέλαιο και καουτσούκ. Εδώ δρα ως πληρωτικό, διασφαλίζοντας την αντοχή των προϊόντων και των επιφανειών στις αλλαγές του φωτός, αντοχή σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα και προστασία από επιθετικούς παράγοντες.
- Περίπου το 14% χρησιμοποιείται στην παραγωγή χαρτιού (λευκού, έγχρωμου, εμποτισμένου), χαρτονιού, ταπετσαρίας. Το διοξείδιο του τιτανίου παίζει σημαντικό ρόλο στη μελάγχρωση. Για να προσδώσουν στο χαρτί απαλότητα, λευκότητα και υψηλές εκτυπωτικές ιδιότητες, εφαρμόζεται στην επιφάνεια διοξείδιο ή μείγματα του με άλλες χρωστικές ουσίες.
Σύμφωνα με διάφορες προβλέψεις, στο εγγύς μέλλον, η κατανάλωση διοξειδίου του τιτανίου για την παραγωγή πλαστικοποιημένου χαρτιού θα αυξηθεί με τον υψηλότερο ρυθμό - κατά περίπου 5-6% ετησίως και πλαστικών - 4%. Ταυτόχρονα, στην παραγωγή υλικών λάκας, αν και θα υπάρξει αύξηση, αλλά σε μικρότερο βαθμό - μόνο 1,8-2% ετησίως.

Άλλες εφαρμογές του διοξειδίου του τιτανίου:
- Συνθετικές ίνες και υφάσματα: για ψάθα στριφτών ινών.
- Καλλυντικά: για προστασία από την υπεριώδη ακτινοβολία στα αντηλιακά, για υψηλή λευκαντική και αποκρυπτική δράση σε οδοντόκρεμα, σαπούνι κ.λπ.
- Βιομηχανία τροφίμων: για να δώσει υψηλή λευκαντική και απόκρυψη στα προϊόντα, να προστατεύσει το χρώμα και τη συσκευασία (πλαστική) των προϊόντων από την υπεριώδη ακτινοβολία.
- Φαρμακευτική βιομηχανία: χρωστικό διοξείδιο του τιτανίου, υψηλής χημικής καθαρότητας, για να δώσει ένα υψηλό αποτέλεσμα λεύκανσης και απόκρυψης στη φαρμακοβιομηχανία.
- Μελάνι εκτύπωσης: για βελτίωση της αντοχής των επικαλύψεων στις καιρικές συνθήκες.
- Καταλύτης: Το διοξείδιο του τιτανίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καταλύτης, ως φωτοκαταλύτης και ως αδρανές κεραμικό υλικό βάσης για ενεργά συστατικά.
- Νανοτεχνολογίες: νανοσκόνες διοξειδίου του τιτανίου, χρήση διοξειδίου του τιτανίου για τον καθαρισμό του αέρα στις πόλεις, χαρτί νανοϊνών με βάση το διοξείδιο του τιτανίου, ενέργεια υδρογόνου κ.λπ.
- Στην παραγωγή προϊόντων από καουτσούκ, παραγωγή γυαλιού (ανθεκτικό στη θερμότητα και οπτικό γυαλί), ως πυρίμαχο (επίστρωση ηλεκτροδίων συγκόλλησης και επικαλύψεις καλουπιών), σε καλλυντικά (σαπούνια κ.λπ.), στη βιομηχανία τροφίμων (πρόσθετο τροφίμων E171) .
Το διοξείδιο του τιτανίου δρα ως πληρωτικό, διασφαλίζοντας την αντοχή των προϊόντων και των επιφανειών στις αλλαγές του φωτός, αντοχή σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα και προστασία από επιθετικούς παράγοντες.

Το διοξείδιο του τιτανίου (διοξείδιο) χρησιμοποιείται ευρέως ως χρωστική ουσία στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών (λευκό τιτάνιο), στην παραγωγή χαρτιού, συνθετικών ινών, πλαστικών, προϊόντων από καουτσούκ, κεραμικών διηλεκτρικών, λευκού σμάλτου, ανθεκτικού στη θερμότητα και οπτικού γυαλιού (συμπεριλαμβανομένου για οπτικές ίνες) , προϊόντα διατροφής, φάρμακα και καλλυντικά προϊόντα (κραγιόν, βερνίκι νυχιών, σκιές ματιών, κ.λπ.).
Το διοξείδιο του τιτανίου είναι συστατικό μαζών πορσελάνης, πυρίμαχων γυαλιών και κεραμικών υλικών με υψηλή διηλεκτρική σταθερά.
Το διοξείδιο του τιτανίου χημικής καθαρότητας 99,9998% χρησιμοποιείται στην παραγωγή προϊόντων οπτικών ινών, ιατρικού εξοπλισμού και στη βιομηχανία ραδιοηλεκτρονικών. Στην κατασκευή υπερκαθαρών γυαλιών, το διοξείδιο χρησιμεύει ως πρότυπο καθαρότητας. Είναι επίσης απαραίτητο για την παραγωγή θερμοανθεκτικού και οπτικού γυαλιού, ως πυρίμαχη προστατευτική επίστρωση για συγκόλληση. Στην παραγωγή κεραμικών, το διοξείδιο χρησιμοποιείται για να δώσει τη μέγιστη λευκότητα σε ένα θραύσμα ή σμάλτο (engobam).
Άλλες χρήσεις: συντήρηση ξύλου (βελτίωση της αντίστασης στις καιρικές συνθήκες με οπτικό φιλτράρισμα της ηλιακής ακτινοβολίας επιβλαβούς για το ξύλο), γεμιστικό καουτσούκ, σμάλτα γυαλιού, γυαλί και κεραμικά γυαλιού, ηλεκτροκεραμικά, καθαρισμός αέρα, ροές συγκόλλησης, σκληρά κράματα, χημικά ενδιάμεσα, υλικά που περιέχουν διοξείδιο του τιτανίου, κατάλληλο για χρήση σε υψηλές θερμοκρασίες (π.χ. πυροπροστασία κλιβάνων με εξαναγκασμένο ρεύμα), αναλυτική και πειραματική χρωματογραφία υγρών.
Ξεχωριστά, πρέπει να σημειωθεί το διοξείδιο του τιτανίου με καθαρότητα 99,999% βαθμού OSCH 7-5 (TU-b-09-01-640-84), το οποίο χρησιμοποιείται ως πρότυπο καθαρότητας στην παραγωγή οπτικά διαφανών γυαλιών, σε ίνες οπτικά, ραδιοηλεκτρονικά, για πιεζοκεραμική, στην ιατρική βιομηχανία κ.λπ. Πρόκειται για μια ιδιαίτερα καθαρή χημική ουσία που λαμβάνεται με θερμική υδρόλυση.
Για την κάλυψη των διαφόρων αναγκών που περιγράφονται παραπάνω, το TiO 2 χρησιμοποιείται σε διάφορα κλάσματα, των οποίων τα χαρακτηριστικά είναι ειδικά προσαρμοσμένα για την αντίστοιχη χρήση. Ανάλογα με την εφαρμογή, χρησιμοποιούνται κρύσταλλοι διαφόρων σχημάτων (ρουτίλιο και ανατάση), μεγέθους σωματιδίων, καθώς και μη ή/και οργανικές επιφανειακές επεξεργασίες.

Η χρήση του διοξειδίου του τιτανίου σε χρώματα και βερνίκια (LKM).

Λόγω της πολύ υψηλής λευκότητας του λεπτώς διασκορπισμένου διοξειδίου του τιτανίου, έχει βρει ευρεία εφαρμογή ως λευκή χρωστική στη βιομηχανία χρωμάτων και βερνικιών. Μεταξύ των πλεονεκτημάτων του: μη τοξικότητα, υψηλά οπτικά χαρακτηριστικά (ικανότητα διασποράς φωτός), διαθεσιμότητα, χημική αδράνεια, αντοχή στις καιρικές συνθήκες κ.λπ. Οι βαφές που παρασκευάζονται με λευκές χρωστικές που περιέχουν ψευδάργυρο ή μόλυβδο έχουν παραμείνει στο μακρινό παρελθόν.
Έτσι, η κύρια λειτουργία του διοξειδίου του τιτανίου στα χρώματα είναι να τους δίνει ένα λευκό χρώμα. Ωστόσο, το διοξείδιο του τιτανίου TiO 2 έχει επίσης ανταγωνιστές από αυτή την άποψη. Αυτά είναι, πρώτα απ 'όλα, η κιμωλία και ο ασβεστίτης από μάρμαρο (CaCO 3). Και οι δύο αυτές χρωστικές είναι επίσης λευκές και είναι πιο προσιτές από το διοξείδιο του τιτανίου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα περισσότερα χρώματα δεν περιέχουν μία χρωστική ουσία, αλλά ένα μείγμα αυτών.
Γενικά, όσο περισσότερο διοξείδιο του τιτανίου στη βαφή, τόσο πιο λευκό είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς της, αλλά, συνήθως, η τιμή είναι υψηλότερη σε σύγκριση με το χρώμα όπου υπάρχει περισσότερη κιμωλία ή μάρμαρο ασβεστίτης και λιγότερο διοξείδιο του τιτανίου. Στη σχετική βιβλιογραφία, μπορεί κανείς να βρει συστάσεις για τη μερική αντικατάσταση του διοξειδίου του τιτανίου με τάλκη και αλουμίνα. Ωστόσο, αυτές είναι επίσης συμβιβαστικές αποφάσεις που υπαγορεύονται από οικονομικούς λόγους.

Διοξείδιο του τιτανίου στη βιομηχανία τροφίμων.

Η χρήση του διοξειδίου του τιτανίου στη βιομηχανία τροφίμων είναι πολύ ευέλικτη. Το διοξείδιο του τιτανίου (E171) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σχεδόν σε οποιοδήποτε προϊόν που απαιτεί λευκό χρώμα για αισθητική εμφάνιση σε δόση 0,1 - 1%. Συχνά μαθαίνουμε για τομείς χρήσης από τους πελάτες μας. Ορίστε μερικά από αυτά: καραμέλα, τσίχλες, ζάχαρη άχνη και ραφιναρισμένη ζάχαρη, βατραχοπόδαρα, κοτόπουλο, χοιρινό και μοσχαρίσιο γλώσσες, γουρούνια θηλασμού, αλεύρι, ζύμη, ζάχαρη άχνη, μαρμελάδες, μιλκσέικ, τυρί φέτα, ορός γάλακτος, συμπυκνωμένο γάλα, οποιαδήποτε ψάρια και θαλασσινά κ.λπ.
Εφαρμογή στη βιομηχανία επεξεργασίας ψαριών: χρησιμοποιείται για τη λεύκανση όλων των τύπων κιμά, φιλέτα, ημικατεργασμένα προϊόντα, σουρίμι, πατέ και άλλα προϊόντα (για παράδειγμα, καλαμάρια, κρέας κριλ, απορρίμματα ψαριών, ραβδιά καβουριών κ.λπ.) σε δόση από 0,1 έως 1%, ανάλογα με το βαθμό λεύκανσης.
Χρωματισμός κιμά:
Εισάγεται στον κιμά στο αρχικό στάδιο, κατά προτίμηση ταυτόχρονα με φωσφορικά άλατα. Σε αυτή την περίπτωση, εκτός από τη λεύκανση, ο κιμάς θα διατηρήσει την υγρασία.
Χρώμα φιλέτου:
Για τη λεύκανση του φιλέτου, βυθίζεται σε υδατικό διάλυμα διοξειδίου του τιτανίου. Η δόση του διοξειδίου του τιτανίου είναι 25-50 g ανά 100 kg όγκου (νερό + πρώτες ύλες). Η σύνθεση της άλμης πρέπει να περιλαμβάνει αλάτι (σε ​​μικρή ποσότητα). Ο χρόνος έκθεσης στην άλμη είναι κατά μέσο όρο 20-30 λεπτά. Για πρώτες ύλες που είναι δύσκολο να λευκανθούν, αραιώστε το διοξείδιο του τιτανίου σε κατάλληλο δοχείο με μικρή ποσότητα νερού, ανακατέψτε καλά, αφήστε να σταθεί για 40-60 λεπτά και στραγγίστε την περίσσεια νερού. Βυθίστε το φιλέτο σε συμπυκνωμένη άλμη για 30-60 δευτερόλεπτα, αφήστε την περίσσεια του διαλύματος να στραγγίσει και ξεπλύνετε ελαφρά σε ένα δοχείο πλύσης. Το διάλυμα είναι κατάλληλο για επαναλαμβανόμενη χρήση για αρκετές ημέρες, υπό την προϋπόθεση ότι προστίθενται αντισηπτικά, αποτρέποντας την ανάπτυξη μικροχλωρίδας.

Τεχνολογίες για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου.

Ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες της δομής του κρυσταλλικού πλέγματος, το διοξείδιο του τιτανίου εμφανίζεται στη φύση με διάφορες τροποποιήσεις: κυβικό σύστημα (ρουτίλιο), τετραγωνικό σύστημα (ανατάση) και λιγότερο συχνά - ρομβικό σύστημα (brookite). Κατά την εξόρυξη, οι τροποποιήσεις ανατάσης και ρουτιλίου λαμβάνονται κυρίως με δύο μεθόδους: θειικό ή χλωρίδιο.
Το χρωματισμένο διοξείδιο του τιτανίου (TiO 2) παράγεται από συμπυκνώματα που περιέχουν τιτάνιο με μεθόδους χλωριούχου και θειικού. Σύμφωνα με τη μέθοδο του χλωρίου (52% της παγκόσμιας ικανότητας παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου), το ρουτίλιο (φυσικό ή συνθετικό και η λεγόμενη σκωρία «χλωριούχου») μετατρέπεται σε τετραχλωριούχο τιτάνιο TiCl 4 με χλωρίωση παρουσία πετρελαϊκού κοκ. Στη διαδικασία θειικού (48% της παγκόσμιας χωρητικότητας), το συμπύκνωμα ιλμενίτη ή η σκωρία τιτανίου αποσυντίθεται από θειικό οξύ. Η χρωστική ρουτιλίου μπορεί να παραχθεί με οποιαδήποτε διαδικασία, ενώ η χρωστική ανατάση μπορεί να παραχθεί μόνο με τη διαδικασία θειικού. Στη μέθοδο τετραχλωριδίου, το TiCl 4 είτε υδρολύεται προς υδροξείδιο στην υγρή φάση, ακολουθούμενη από θερμική επεξεργασία του ιζήματος που έχει αποτεθεί, είτε η υδρόλυση πραγματοποιείται σε υδρατμούς, είτε καίγεται σε ρεύμα οξυγόνου.
Η μέθοδος των χλωριδίων είναι απλούστερη από τη μέθοδο των θειικών. Υπάρχουν τρεις ποικιλίες της μεθόδου χλωρίου για την παραγωγή διοξειδίου. Το άλας τιτανίου υδρολύεται σε νερό και στη συνέχεια το αδιάλυτο ίζημα υδροξειδίου του τιτανίου υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία για να παραχθεί οξείδιο του τιτανίου. Είναι δυνατή η διεξαγωγή της αντίδρασης υδρόλυσης χρησιμοποιώντας υδρατμούς και ατμούς άλατος τετραχλωριούχου τιτανίου σε θερμοκρασία όχι χαμηλότερη από 1000 μοίρες, ενώ το διοξείδιο αποκτά τις ιδιότητες μιας χρωστικής.
Ο τρίτος τρόπος είναι η καύση του χλωριούχου τιτανίου σε μια ατμόσφαιρα οξυγόνου.
Τις περισσότερες φορές, η πρώτη ύλη για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου με τη μέθοδο του θειικού είναι ο ιλμενίτης, ένα φυσικό μείγμα διαφόρων οξειδίων, κυρίως τετρασθενούς τιτανίου και τρισθενούς σιδήρου. Στη μέθοδο χλωρίου, η πρώτη ύλη είναι το χλωριούχο άλας τετρασθενούς μεταλλικού τιτανίου. Αυτές οι δύο μέθοδοι καθιστούν δυνατή την εξαγωγή της χρωστικής διοξειδίου του τιτανίου και των δύο τροποποιήσεων.
Η μέθοδος ιλμενίτη συνίσταται στην επεξεργασία του συμπυκνώματος ιλμενίτη με θειικό οξύ. Το προκύπτον διάλυμα θειικού τιτανίου (IV) καθαρίζεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία με διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου, καταλήγοντας σε ένα ίζημα υδροξειδίου του τιτανίου (IV). Το ίζημα υποβάλλεται περαιτέρω σε θερμική επεξεργασία.
Η μέθοδος του θειικού άλατος εισήχθη στην παραγωγή το 1931, ξεκινώντας με την παραγωγή της μορφής ανατάσης του Ti02, και αργότερα (1941) η παραγωγή ρουτιλίου κατακτήθηκε. Με αυτήν την τεχνολογία, το μετάλλευμα που περιέχει τιτάνιο διαλύεται σε θειικό οξύ για να σχηματιστεί διάλυμα τιτανίου, σιδήρου και άλλων θειικών μετάλλων. Στη συνέχεια, ως αποτέλεσμα της εκτέλεσης μιας σειράς λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της χημικής αναγωγής, καθαρισμού, καθίζησης, πλύσης και φρύξης, λαμβάνονται κλάσματα TiO 2 σε μέγεθος ενδιάμεσου χρωστικής ουσίας. Η κρυσταλλική δομή - ανατάση ή ρουτίλιο - ελέγχεται στα στάδια του σχηματισμού των πυρήνων κρυστάλλωσης και της επακόλουθης πύρωσης.
FeTiO 3 + 2H 2 SO 4 → TiOSO 4 + FeSO 4 + 2H 2 O TiOSO 4 + H 2 O → TiO 2 + H 2 SO 4.
Η μέθοδος χλωρίου αναπτύχθηκε και εισήχθη στην παραγωγή από την DuPont το 1948, όταν ξεκίνησε η παραγωγή της τροποποίησης TiO 2 ρουτιλίου. Αυτή η τεχνολογική διαδικασία βασίζεται σε δύο αντιδράσεις άνυδρης φάσης ατμού υψηλής θερμοκρασίας. Υπό συνθήκες αναγωγής, το μετάλλευμα τιτανίου αντιδρά με το αέριο χλώριο για να παράγει χλωριούχο τιτάνιο και χλωριούχα υποπροϊόντα άλλων μετάλλων, τα οποία στη συνέχεια διαχωρίζονται. Στη συνέχεια, το λεπτώς καθαρισμένο TiCI 4 οξειδώνεται σε υψηλή θερμοκρασία για να ληφθεί ένα ενδιάμεσο υψηλής φωτεινότητας διοξείδιο του τιτανίου. Στο στάδιο της οξείδωσης εντός της χλωρίωσης, είναι δυνατός ο αυστηρός έλεγχος της κατανομής του μεγέθους των σωματιδίων, καθώς και του τύπου του κρυστάλλου, γεγονός που καθιστά δυνατή τη λήψη διοξειδίου του τιτανίου με εξαιρετικές ιδιότητες κάλυψης και αραίωσης.
2FeTiO 3 + 7CI 2 + 3C → 2TiCI 4 + 2FeCI 3 + 3CO 2 TiCI 4 + O 2 → TiO 2 + 2CI 2 .
Και στις δύο διεργασίες θειικού και χλωρίου, τα ενδιάμεσα προϊόντα είναι συστάδες κρυστάλλων TiO 2 μεγέθους χρωστικής ουσίας που πρέπει να διαχωριστούν (κονιοποιηθούν) για να επιτευχθεί η βέλτιστη οπτική απόδοση. Ανάλογα με τις απαιτήσεις του τελικού χρήστη, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι επεξεργασίας για την τροποποίηση του TiO 2, συμπεριλαμβανομένης της εναπόθεσης οξειδίων πυριτίου, αλουμινίου, ζιρκονίου ή ψευδαργύρου στην επιφάνεια των κλασμάτων χρωστικής. Προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η απόδοση για συγκεκριμένες εφαρμογές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ειδικές επεξεργασίες οξειδίων σε υδατικά ή άνυδρα μέσα, ή διάφοροι συνδυασμοί τους. Επιπλέον, τα οργανικά πρόσθετα μπορούν να εφαρμοστούν με διάφορες μεθόδους προκειμένου να βελτιωθούν τα μεμονωμένα χαρακτηριστικά της χρωστικής.
Η πιο σημαντική στιγμή για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου είναι η προμήθεια μεταλλεύματος τιτανίου. Αν και το τιτάνιο είναι ένα από τα δέκα πιο κοινά χημικά στοιχεία στη Γη, βρίσκεται στη φύση σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις. Έτσι, για να οργανωθεί μια αποτελεσματική προμήθεια μεταλλεύματος τιτανίου, που θα μπορούσε να ικανοποιήσει τις οικονομικές ανάγκες της παραγωγής TiO 2, είναι απαραίτητο να εισαχθούν ορθολογικές μέθοδοι εξόρυξης και εμπλουτισμού αυτού του ορυκτού.

Παραγωγή χλωρίου ή θειικών αλάτων;

Οι χρωστικές του διοξειδίου του τιτανίου παράγονται σύμφωνα με δύο τεχνολογικά σχήματα: μεθόδους θειικού και χλωρίου. Τόσο η ανατάση όσο και η μορφή ρουτιλίου του διοξειδίου του τιτανίου μπορούν να παραχθούν με οποιαδήποτε από τις μεθόδους. Η παγκόσμια ικανότητα παραγωγής διοξειδίου του τιτανίου με τη μέθοδο του χλωρίου υπερβαίνει την ικανότητα της μεθόδου θειικού και συνεχίζει να αυξάνεται. Οι διαφορές στην τεχνική διαδικασία έγκεινται στους διαφορετικούς τύπους παράγοντα διύλισης μεταλλεύματος τιτανίου. Κατά τον καθαρισμό με θειικό οξύ (διεργασία θειικού), σωματίδια ακαθαρσιών μεταλλεύματος τιτανίου σχηματίζουν άλατα με θειικό οξύ, τα οποία είναι δύσκολο να καθαριστούν αργότερα. Κατά τον καθαρισμό με χλώριο, συμβαίνει η καύση των ακαθαρσιών και το τελικό προϊόν αποδεικνύεται πιο λευκό, όλα τα άλλα είναι ίσα.

Παραγωγή από συμπύκνωμα ιλμενίτη.

Η πρώτη ύλη για την παραγωγή του διοξειδίου του τιτανίου είναι το συμπύκνωμα ιλμενίτη.Ο ιλμενίτης είναι μετάλλευμα που από χημική άποψη είναι ένα μείγμα οξειδίων, τα περισσότερα από τα οποία είναι οξείδια του τιτανίου και του σιδήρου. Η τεχνολογία θειικών για την παραγωγή διοξειδίου του τιτανίου βασίζεται στην επεξεργασία του ιλμενίτη με θειικό οξύ.
ένας). Ο ιλμενίτης συνθλίβεται, ξηραίνεται και στη συνέχεια αποσυντίθεται σε πυκνό θειικό οξύ. Το προκύπτον τήγμα θειικού τιτανυλίου ψύχεται και αραιώνεται με νερό σε μια ορισμένη συγκέντρωση. Στη συνέχεια, ο σίδηρος σιδήρου ανάγεται σε διάλυμα θειικού τιτανυλίου σε σίδηρο. Το προκύπτον διάλυμα κατακάθεται και τροφοδοτείται σε μαύρη διήθηση. Το βιτριόλιο σιδήρου κρυσταλλώνεται στο διηθημένο διάλυμα κατά την ψύξη και διαχωρίζεται από το μητρικό υγρό σε φυγοκεντρητές. Στη συνέχεια, το διάλυμα του θειικού τιτανυλίου εξατμίζεται σε τυπική συγκέντρωση και αποστέλλεται για υδρόλυση.
Κατά την επόμενη διαδικασία, υδρόλυση, απελευθερώνονται άμορφες νιφάδες ένυδρου διοξειδίου του τιτανίου. Ο προκύπτων πολτός ένυδρου διοξειδίου του τιτανίου υποβάλλεται σε διήθηση σε δύο στάδια, στα οποία πλένεται από ακαθαρσίες χρωμοφόρου και λευκαίνεται. Μετά την προσθήκη των απαραίτητων συστατικών, η πάστα ένυδρης διοξειδίου του τιτανίου πυρώνεται σε κλιβάνους φρύξης. Κατά τη διαδικασία της πύρωσης, η ενυδατωμένη υγρασία διασπάται και οι ιδιότητες χρωστικής προσδίδονται στο διοξείδιο του τιτανίου που προκύπτει. Το πυρωμένο προϊόν συνθλίβεται σε δύο στάδια και μεταφέρεται σε επιφανειακή επεξεργασία. Η επιφανειακή επεξεργασία πραγματοποιείται με ορισμένες χημικές ουσίες για να δώσει στη χρωστική ουσία διοξείδιο του τιτανίου ορισμένες ιδιότητες καταναλωτή. Η επεξεργασμένη χρωστική ουσία διοξειδίου του τιτανίου ξηραίνεται και μεταφέρεται σε μικρο-άλεση. Το θρυμματισμένο τελικό προϊόν συσκευάζεται και μεταφέρεται στην αποθήκη.
2). Η τεχνολογία παραγωγής αποτελείται από τρία στάδια:
- Λήψη διαλυμάτων θειικού τιτανίου (με επεξεργασία συμπυκνωμάτων ιλμενίτη με θειικό οξύ). Ως αποτέλεσμα, λαμβάνεται ένα μείγμα θειικού τιτανίου και θειικών αλάτων σιδήρου (II) και (III), το τελευταίο ανάγεται με μεταλλικό σίδηρο στην κατάσταση οξείδωσης του σιδήρου +2. Μετά την ανάκτηση σε φίλτρα κενού τυμπάνου, τα θειικά διαλύματα διαχωρίζονται από τη λάσπη. Ο θειικός σίδηρος (II) διαχωρίζεται σε κρυσταλλοποιητή κενού.
- Υδρόλυση διαλύματος θειικών αλάτων τιτανίου. Η υδρόλυση πραγματοποιείται με τη μέθοδο της εισαγωγής πυρήνων (παρασκευάζονται με καθίζηση Ti (OH) 4 από διαλύματα θειικού τιτανίου με υδροξείδιο του νατρίου). Στο στάδιο της υδρόλυσης, τα προκύπτοντα σωματίδια του προϊόντος υδρόλυσης (ένυδρα διοξείδιο του τιτανίου) έχουν υψηλή ικανότητα προσρόφησης, ειδικά σε σχέση με τα άλατα Fe3+, για το λόγο αυτό, στο προηγούμενο στάδιο, ο σίδηρος σιδήρου ανάγεται σε σίδηρο. Μεταβάλλοντας τις συνθήκες υδρόλυσης (συγκέντρωση, διάρκεια σταδίων, αριθμός πυρήνων, οξύτητα κ.λπ.), είναι δυνατό να επιτευχθεί η απόδοση σωματιδίων υδρόλυσης με επιθυμητές ιδιότητες, ανάλογα με την επιδιωκόμενη εφαρμογή.
- Θερμική επεξεργασία ένυδρων διοξειδίου του τιτανίου. Σε αυτό το στάδιο, μεταβάλλοντας τη θερμοκρασία ξήρανσης και χρησιμοποιώντας πρόσθετα (όπως οξείδιο ψευδαργύρου, χλωριούχο τιτάνιο και χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους, μπορεί να πραγματοποιηθεί ρουτιλοποίηση (δηλ. η μετατροπή του οξειδίου του τιτανίου σε τροποποίηση ρουτιλίου). Για θερμική επεξεργασία, περιστροφική Χρησιμοποιούνται κάμινοι τυμπάνου μήκους 40-60 m. Η θερμική επεξεργασία εξατμίζει το νερό (υδροξείδιο του τιτανίου και ένυδρα οξείδιο του τιτανίου μετατρέπονται σε μορφή διοξειδίου του τιτανίου), καθώς και διοξείδιο του θείου.