Диоксид титана: свойства и использование

Диоксидом титана (химическая формула TiO2) называют белый неорганический порошок. Вот уже более ста лет он производится в промышленных масштабах и используется в самых разных отраслях.

Благодаря нетоксичным свойствам, способности рассеивать свет, стойкости к ультрафиолету и ультра-белому цвету, диоксид титана применяется в тысяче различных изделий и продуктов, ведь он повышает белизну, яркость и привлекательность продукции.

В природе диоксид титана встречается в виде минералов рутила, анатаза и брукита. В мире непреклонно растет производство TiO2, так как потребности в нем постоянно увеличиваются.

Добывают диоксид титана в нескольких странах из титаносодержащего сырья, в основном для этого используется ильменитовая руда, содержание в которой TiO2 достигает 60%. Следует заметить, что на производство чистого титана идет всего 5% сырья, а остальное – на получение его оксидов.

В настоящее время наибольшее распространение нашли два метода промышленного получения TiO2: из ильменитового концентрата и из тетрахлорида титана. Но месторождений ильменитовой руды в мире не так много, поэтому для покрытия всех нужд промышленности, производители все чаще переходят на получение TiO2 из тетрахлорида титана.

Физические свойства TiO2

В чистом виде диоксид титана представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, которое при нагревании начинает желтеть. Кристаллы не растворяются в водной среде, в минеральных кислотах может раствориться только в плавиковой кислоте. В промышленности используется в виде белого порошка, который получают дроблением кристаллов.

Диоксид титана является обладателем некоторых свойств, которые и сделали его таким востребованным в различных отраслях промышленности, основные из которых:

  • чрезвычайно высокая температура плавления – около 1800°С;
  • температура кипения – около 3000°С. Такие физические свойства характеризуют его как весьма твердое вещество, ведь в природе оно встречается только в твердом виде;
  • ультра-белый цвет. Если возьмете другие вещества белого цвета и сравните с диоксидом титана, то сразу бросится в глаза его белизна, а другие вещества будут выглядеть желтоватыми на его фоне;
  • нетоксичен. Это свойство позволяет применять его даже в пищевой промышленности;
  • очень высокий показатель преломления. По этому показателю TiO2 превосходит даже алмаз. Это свойство делает диоксид титана незаменимым веществом для эстетических целей.

Использование диоксида титана

Благодаря своим достоинствам TiO2 широко применяется в самых различных отраслях промышленности. В основном, диоксид титана используется из-за своей белизны, высокой преломляющей способности и стойкости к ультрафиолету. Зайдя в любой супермаркет, мы, даже не догадываясь, увидим десятки продуктов и промышленных изделий, при изготовлении которых применялся диоксид титана.

Различные красящие вещества, каталитические покрытия, всевозможные пластмассовые изделия, бумага, упаковка, фармацевтические препараты и косметические средства, зубные пасты и продукты питания – далеко не полный перечень продукции, в которых используется TiO2.

Красящие вещества, различные покрытия и пластмассы

Более половины всего производимого диоксида титана в мире используется в качестве красителя или пигмента, для различных покрытий и пластмасс. Его используют в большинстве красок в качестве основы, ведь этому способствуют высокие показатели преломления, так как он может рассеивать видимый световой поток. Нанесение TiO2 вместе с краской или использование его в составе изделия приведет к созданию яркой, насыщенной и отражающей поверхности.

Продукты питания

В пищевой промышленности диоксид титана применяется в качестве пищевого красителя, на упаковке указывается как E171. Наряду с использованием его как пигмента, в некоторых продуктах он применяется в качестве отбеливателя, усилителя цвета, текстуры.

Косметические средства

В косметических средствах и в средствах по уходу за кожей TiO2 применяется, в основном, в качестве красителя, а в кремах его используют как загуститель. Широкое применение диоксид титана нашел в производстве средств для защиты кожи от воздействия солнечных лучей и для загара. В этом случае используется его прозрачность и способность поглощать ультрафиолетовые лучи.

Диоксид титана используется в производстве настолько широко, что в наше время сложно представить себе жизнь без этого вещества. И хотя диоксид титана повсеместно нас окружает, многие обыватели не только не видели его в глаза, но и не слышали о его существовании.

Вот уже более ста лет человечество только наращивает производство TiO2 и важность этого вещества только будет усиливаться, вместе с увеличением покупательской способности растущего населения нашей планеты.