نام شیمیایی :
نام لاتین :
نام های دیگر محصول :
فرمول شیمیایی :
شکل و حالت فیزیکی :
دی اکسید تیتانیوم
Titanium dioxide
تیتانیا
TiO2
پودر سفید رنگ
دی اکسید تیتانیوم چیست ؟
تیتان ماده ای معدنی است که از زمین استخراج می شود؛ در حالت طبیعی به اشکال مختلف کریستالی مانند آناتاز و روتیل وجود دارد و پس از فرآوری بصورت پودری سفید رنگ است. این ماده معدنی در صنایع مختلفی مانند رنگ و رزین، دارو سازی، غذایی، آرایشی و بهداشتی و… مورد استفاده قرار میگیرد.
دی اکسید تیتانیوم ( تیتانیوم (۴) اکسید ) و یا تیتانیا ، پدیداریِ طبیعی اکسید تیتانیوم با فرمول شیمیایی TiO2 است . هنگامی که به عنوان رنگدانه استفاده میشود، به نام‌های تیتانیوم سفید، رنگدانه سفید۶ (PW6)، یا CI 77891 خوانده میشود. به‌طور کلی منبع آن از ایلمنیت، روتیل و آناتاز تأمین میشود. کاربردهای وسیعی از جمله ساخت رنگ ، کرم‌های ضدآفتاب و رنگ‌های خوراکی ( با عدد ئی 171 ) دارد.
دی اکسید تیتانیوم یا همان تیتان از دارای اهمیت ویژه ای در صنایع تولید محصولات پلیمری مخصوصا PVC می باشد. چون که تیتان مهم ترین رنگ دهنده یا رنگدانه سفیدی می باشد که علاوه بر رنگ کردن ذرات PVC باعث ایجاد اثر حفاظتی در مقابل اشعه UV نیز میشود.
تیتانیوم دی اکسید یا تیتانیا (Titanium Dioxide) یکی از اکسیدهای مهم تیتانیوم می باشد که در صنعت استفاده می شود و در طبیعت به دو صورت آناتاز و روتایل موجود است. تنها حدود ۵ % تولید سالانه جهانی تیتانیوم صرف تولید فلز تیتانیوم می شود و ۹۵% باقیمانده در تولید ماده رنگ دی اکسید تیتانیوم استفاده می شود.
ساختار دی اکسید تیتانیوم :
دی اکسید تیتانیوم در طبیعت به صورت مواد معدنی شناخته شده روتیل، آناتاز و بروکیت پدید می‌آید، و علاوه بر آن به دو شکل فشار بالا، به فرم دستگاه بلوری مونوکلینیک بادلییت و دستگاه بلوری اورتورومبیک دی‌اکسید سرب، پدید می‌آید که هر دو به تازگی در بایرن پیدا شده‌است. یکی از این موارد آکاوگیت بوده که یک ماده معدنی بسیار نادر است و عمدتاً در سنگ معدن ایلمنیت یافت میشود. این فراوان ترین سنگ معدن تیتانیم دی اکسید در سراسر جهان است . پس از آن سنگ معدنی روتیل بیشترین فراوانی را دارد که حدود ۹۸ درصد آن را دی اکسید تیتانیوم تشکیل داده است.
دی اکسید تیتانیوم دارای هشت حالت اکسایش است از جمله: روتیل، آناتاز و بروکیت - سه فاز شبه پایدار که می‌توان به‌طور مصنوعی تولید شود (مونوکلینیک، تتراگونال و دستگاه بلوری تتراگونال) - و پنج شکل فشار بالا (ساختارهایی شبیه به دی‌اکسید سرب، OI، بادلییت قائم الزاویه، کتونیت) و فازهای مکعبی) است .روتایل از شبکة بلوری با تراکم زیادتر نسبت به آناتاز تشکیل شده است و چگال‌تر بوده و ضریب شکست بالاتری را داراست.
خواص دی اکسید تیتانیوم :
دمای ذوب آن 1.843 درجه سانتیگراد و نقطه جوش 2972 درجه سانتیگراد است ، بنابراین به طور طبیعی به صورت جامد است و حتی به شکل ذرات در آب نامحلول است. TiO2 همچنین یک عایق است.
برخلاف سایر مواد سفید که ممکن است در نور کمی زرد به نظر برسند ، به دلیل نحوه جذب نور ماورا بنفش TiO2 ، این ظاهر را ندارد و به عنوان سفید خالص ظاهر می شود.
TiO2 بسته به اینکه به عنوان درجه رنگدانه یا درجه نانو ماده تولید شود ، دارای کیفیت های مختلفی است. هر دو شکل بی مزه ، بدون بو هستند. ذرات TiO2 درجه رنگدانه تقریباً 200-350 نانومتر هستند.
نانو یا TiO2 فوق ریز از ذرات اولیه با اندازه کمتر از 100 نانومتر تشکیل شده است. در این گرید ، دی اکسید تیتانیوم شفاف (بی رنگ) است و دارای ویژگی های پراکندگی و جذب اشعه ماورا بنفش در مقایسه با TiO2 به اندازه ذرات بزرگتر و درجه رنگدانه است.
نکته مهم ، دی اکسید تیتانیوم همچنین دارای ضریب شکست بسیار بالا (توانایی پراکندگی نور) ، حتی بالاتر از الماس است. این ماده را به ماده ای فوق العاده روشن و ماده ای ایده آل برای استفاده از طراحی زیبایی تبدیل می کند. در درخشندگی ، قدرت رنگ مانند هیچ ماده دیگری نیست. پایداری در برابر گرما ، نور و هوا مقابل تخریب رنگ ، در فیلم ها و مواد پلاستیکی جلوگیری می کند .
توانایی پراکندگی و جذب اشعه ماورا بنفش ، TiO2 را به ماده مهمی برای ضد آفتاب تبدیل می کند و از پوست در برابر اشعه ماورا UV مضر و سرطان زا محافظت می کند.
کاربرد دی اکسید تیتانیوم
رنگ فوق العاده سفید، خاصیت انکسارپذیری و مقاوم در برابر اشعه ماورا UV بنفش ، باعث محبوبیت گسترده TiO2 در بخشهای صنعتی و مصرفی می شود و در ده ها کالایی که مردم روزانه از آنها استفاده می کنند ،دیده می شود.
در رنگها ، پوششهای کاتالیزوری، پلاستیک، کاغذ، داروها و ضد آفتاب و برخی از صنایع با کاربردهای کمتر بعنوان مثال بسته بندی ، جوهر چاپ تجاری ، سایر مواد آرایشی ، خمیر دندان و مواد غذایی استفاده می شود.
مصرف عمده دی اکسید تیتانیوم در صنایع رنگ سازی به عنوان رنگدانه است و همچنین این ماده در صنایع سمنت پلاست , سنگ مصنوعی , رنگ سازی , سرامیک، پلاستیک، کاغذ و الکترونیک دارای کاربرد می باشد.
این ماده دارای به دلیل داشتن دو شکل آلوتروپی روتیل و آناتاز در صنایع رنگ سازی ، کاغذسازی ، پلاستیک ، لاستیک و ... استفاده می گردد .
در ادامه بصورت مشروح در مودر کاربردهای وسیع دی اکسید تیتانیوم توضیح می دهیم .
- رنگ، پوشش و پلاستیک
- غذا
- آرایشی و بهداشتی و مراقبت از پوست
دی اکسید تیتانیوم گرید رنگدانه
از دی اکسید تیتانیوم گرید رنگدانه ای، در طیف وسیعی از کاربردها که به تیرگی و روشنایی بالایی نیاز دارند ، استفاده می شود. در حقیقت ، بیشتر سطوح و موارد سفید و پاستلی و حتی سایه های تیره رنگ حاوی دی اکسید تیتانیوم هستند.دی اکسید تیتانیوم رنگدانه ای در طیف وسیعی از برنامه ها استفاده می شود ، از جمله: