Диоксид титана (TiO₂) CAS: 13463-67-7
Диоксид титана (TiO₂)Диоксид титана, широко известный как титановые белила, — это высококачественный белый пигмент. Он высоко ценится за исключительную белизну, яркость, непрозрачность (укрывистость) и химическую стабильность. Диоксид титана в основном используется в красках и покрытиях, пластмассах, бумаге, чернилах и синтетических волокнах, что делает его важнейшим белым пигментом в современной промышленности. Он также обладает фотокаталитическими свойствами, что позволяет применять его в специализированных областях, таких как солнцезащитные кремы и экологически чистые покрытия (например, самоочищающиеся поверхности).
I. Обзор основных характеристик
Диоксид титана, широко известный как титановые белила, является самым совершенным из доступных в настоящее время белых пигментов, часто называемым «королем белых пигментов». Он обладает чрезвычайно стабильными химическими свойствами, нерастворим в воде, разбавленных кислотах и органических растворителях, а также высокой устойчивостью к свету, теплу и атмосферным воздействиям. Он обладает очень высоким показателем преломления (рутил: ~2,76, анатаз: ~2,55), превосходной белизной, непрозрачностью (укрывистостью) и красящей способностью. В физической форме он обычно представляет собой белый порошок. В зависимости от применения он классифицируется на два основных типа кристаллов: рутил (R-тип) и анатаз (A-тип), которые значительно различаются по атмосферостойкости, фотоактивности и областям применения. Диоксид титана является незаменимым ключевым сырьевым материалом в таких отраслях, как производство покрытий, пластмасс и бумаги.
II. Ключевые физико-химические свойства
| Свойство | Тип рутила | Тип Анатаза |
|---|---|---|
| Химическая формула | TiO₂ | TiO₂ |
| Номер CAS | 1317-80-2 (часто группируется под номерами 13463-67-7) | 1317-70-0 (Часто объединяется в группу 13463-67-7) |
| Кристаллическая структура | Тетрагональная плотная структура | Тетрагональная, относительно открытая структура |
| Плотность | ~4,26 г/см³ | ~3,90 г/см³ |
| Индекс преломления | ~2,76 | ~2,55 |
| Твердость по шкале Мооса | 6.0-7.0 | 5.5-6.0 |
| Диэлектрическая проницаемость | 114-117 (параллельно оси c) | 48 (вдоль оси а) |
| Устойчивость к погодным условиям | Превосходные характеристики, низкая фотоактивность, устойчивость к образованию мелового налета. | Более низкая фотоактивность, более высокая фотоактивность, склонность к образованию мелового налета. |
| УФ-защита | Сильный (поглощает преимущественно UVA/B) | Сильный (поглощает преимущественно УФВ-излучение) |
| Термическая стабильность | Очень стабильная температура плавления ~1855°C. | При температуре около 915 °C необратимо превращается в рутил. |
| Ключевые химические свойства | Химически инертный, нерастворим в воде и разбавленных кислотах/щелочах; растворим в сильных щелочах, фтористоводородной кислоте или горячей концентрированной серной кислоте при высоких температурах. |
III. Основные области применения
Лакокрасочная промышленность (крупнейший рынок): В качестве белого пигмента и матирующего агента это основное сырье для производства красок, латексных красок, автомобильных покрытий, промышленных отделочных материалов и порошковых покрытий. Рутиловый тип, благодаря своей превосходной атмосферостойкости, в основном используется для наружных покрытий; анатазовый тип часто используется для внутренних покрытий.
Пластмассовая промышленность: В качестве белого пигмента и УФ-фильтра используется в ПВХ, ПЭ, ПП и других пластмассовых изделиях для повышения белизны, яркости, атмосферостойкости и устойчивости к старению.
Бумажная промышленность: используется в качестве наполнителя и пигмента для покрытия, повышающего непрозрачность, белизну и блеск бумаги, улучшая ее печатные свойства.
Чернила: Используются в производстве различных белых и цветных чернил, обеспечивая высокую непрозрачность и яркие цвета.
Химическая волоконная промышленность: В качестве отбеливателя добавляется в вискозу, полиэстер и другие синтетические волокна для устранения резкого блеска и создания текстуры, более близкой к натуральным волокнам.
Другие передовые приложения:
Керамика и эмали: в качестве матирующего компонента в глазурях.
Косметика: Используется в тональных кремах, солнцезащитных кремах и т. д. (обычно с использованием наночастиц или специально покрытых ими компонентов).
Пищевая и фармацевтическая промышленность: в качестве пищевого красителя (CI 77891) и фармацевтического вспомогательного вещества (например, для покрытия таблеток), требующего соответствия строгим стандартам.
Катализ и защита окружающей среды: TiO₂ типа анатаза используется в фотокаталитических процессах для очистки воздуха, водоподготовки, создания самоочищающихся поверхностей и т. д.
IV. Хранение и обращение
Условия хранения: Хранить в прохладном, сухом и хорошо проветриваемом складском помещении. Необходимо строго избегать попадания влаги, чтобы предотвратить слипание. Беречь от легковоспламеняющихся материалов, кислот и щелочей.
Упаковка: Обычно упаковывается в тканые или бумажные мешки с внутренними пластиковыми вкладышами, либо в биг-бэги (FIBC), обеспечивающие влагонепроницаемую герметизацию.
Меры предосторожности при обращении:
Хотя пыль нетоксична, длительное вдыхание высоких концентраций пыли может вызвать пневмокониоз (титаноз). При работе с пылью следует использовать пылезащитную маску (N95 или выше), а при необходимости — защитные очки.
Для контроля запыленности используйте местную вытяжную вентиляцию. Избегайте образования пылевых облаков.
Поддерживайте чистоту на рабочем месте, чтобы предотвратить скопление пыли.
Действия при разливе: Соберите разлитое вещество с помощью искробезопасных инструментов и поместите его в герметичный контейнер. Очистите место разлива влажной тканью или специальным пылесосом (взрывозащищенным), чтобы избежать поднятия пыли. Тщательно промойте место разлива большим количеством воды.
