Диоксид титана — применение

Сферы применения диоксида титана

Диоксид титана (добавка E171) — вещество, используемое в качестве белого пигмента (титановые белила) в производстве красителей, пластика, бумаги, керамики, мыла, кремов, зубной пасты, в пищевой и фармакологической промышленности, а также в качестве фотокатализатора, так как диоксид титана является полупроводником.

Диоксид титана в производстве красителей
   57-60% производимого вещества приходится на лакокрасочную индустрию для изготовления красителей, лаков, красок, эмалей. Лакокрасочные материалы, выпускаемые на основе диоксида титана:

• Печатные краски
  
• Краски для архитектуры и декора
• Эмульсионные матовые покрытия
• Эмульсионные глянцевые краски
• Растворы для штукатурки
• Силикатные краски
• Краски для древесины
• Краски для дорожной разметки
• Краски для судовых покрытий

Диоксид титана существует в рутильной и анатазной формах. Краски, изготовленные из рутильной формы двуокиси титана, обладают лучшим качеством. Их использование в ЛКМ обусловлено следующими физико-химическими свойствами диоксида титана:

• Химическая инертность (не реагирует с водой, большинством кислот и щелочей)
• Не токсичен
• Хорошо диспергируется (измельчается)
• Стойкий к УФ-излучению, атмосферным воздействиям и старению
• Способен рассеивать электромагнитное излучение
• Способен под действием УФ-излучения выполнять функции фотокатализатора

Чем выше степень дисперсности диоксида титана, тем лучше он проявляет отбеливающую способность, укрывистость, тем большим глянцевым блеском обладает поверхность (глянец объясняется способностью поверхности отражать свет). Эта характеристика также влияет на реологические свойства добавки и атмосферную устойчивость (если частицы диоксида титана слипаются в агломераты, то вещество слабо экранирует УФ-излучение).

                                                                                                                     
                                                       Краска с хорошо продиспергированным TiO₂                      Краска с плохо продиспергированным TiO₂

Диоксид титана в производстве полимеров

Около 20% производимого диоксида титана приходится на производство пластиков. Двуокись титана используют при изготовлении:

• Оконного пластика
• Деталей для автомобилей и различной техники
• Линолеума
• Резины
• Термо- и реактопластов
• Эластомеров
• Каучука
• Синтетических полимерные волокон

Двуокись титана в данном случае играет роль наполнителя и обеспечивает следующие свойства поверхности изделий: термическую устойчивость, механическую прочность, стойкость к старению (покрытие не желтеет) и разрушению под воздействиями окружающей среды.

Диоксид титана в пищевой промышленности

В пищевой промышленности вещество применяется для придания белого цвета продуктам питания и защиты их цвета от старения при долгом хранении и известно как добавка Е171. Она делает внешний вид продуктов более привлекательным, не влияя при этом на их вкус. Краситель в количестве не более 1 процента от общей массы содержится в следующих продуктах:

• жевательные резинки
• сахар
• полуфабрикаты
• сгущённое молоко
• мука
• соусы
• глазированные сырки
• конфеты и другие кондитерские изделия с глазурью

Добавка диоксида титана также защищает пластиковые упаковки продуктов от ультрафиолета. Использование добавки Е171 в пищевой индустрии считается относительно безопасным для организма при небольшом проценте его содержания в пище. Существуют исследования, подтверждающие, что диоксид титана может нарушать всасываемость кишечником полезных веществ и приводить к воспалениям при несоблюдении инструкции по содержанию вещества в продуктах.

Диоксид титана в производстве косметики

Добавка используется при производстве

• мыла
• зубной пасты
• кремов

Также входит в состав

• пудры
• губных помад
• теней для век, придавая им нужный оттенок.

Из-за своей способности экранировать УФ-излучение диоксид титана в составе крема от загара защищает кожу от ультрафиолета, обеспечивая SPF-защиту от примерно 25% УФ-излучения. В составе других кремов он помогает достичь равномерного распределения загара. Краситель, содержащийся в косметических средствах, при добавлении его в изделия согласно инструкции, не проникает в критических количествах в организм и не наносит вред здоровью человека.

Диоксид титана в фармацевтической промышленности

Применение пигмента в фармпроизводстве также обусловлено его отбеливающей и защитной способностью. В таблетки, суппозитории, пасты она добавляется с целью обеспечения презентабельного внешнего вида и защиты от старения для продления срока хранения. Диоксид титана не взаимодействует с компонентами лекарственных изделий и при соблюдении инструкции по его допустимому содержанию в препарате не оказывает негативного влияния на здоровье человека.

Диоксид титана в производстве бумаги

Добавка в бумажном производстве используется для того, чтобы придать бумаге, обоям, картону чистый белый цвет. Также двуокись титана выступает в роли наполнителя, обеспечивая гладкость и однородность изделий.

Диоксид титана в качестве фотокатализатора

Фотокаталитические свойства вещества впервые были обнаружены в 1972 году, через несколько лет с его помощью химики научились очищать воду от органических молекул. Сейчас при помощи фотокаталитических фильтров на основе TiO2 проводят очистку окружающей среды от органики, бактерий и загрязняющих веществ. Такие фильтры отличаются хорошей доступностью из-за дешевизны и распространённости действующего вещества, а также простоты в их эксплуатации, которая не требует очистки или замены после однократного использования.