تیتانیوم دی اکسید
تیتانیوم دی اکسید چیست؟
تیتانیوم دی اکسید (TiO₂) که در صنعت به نام های «تیتان» یا «پودر تیتانیوم» شناخته می شود، یکی از مهم ترین و پرکاربردترین اکسیدهای فلزی در جهان می باشد. این ماده به شکل پودری سفید، بی بو و بدون مزه است و به صورت مصنوعی تولید و یا به صورت طبیعی در معادن یافت می شود. حجم مصرف سالانه این ماده به بیش از چهار میلیون تن می رسد که آن را به پرمصرف ترین رنگدانه جهان تبدیل کرده است. از نظر خواص فیزیکی،تیتان دارای نقطه ذوب بسیار بالا حدود ۱۸۴۳ درجه سانتی‌گراد و نقطه جوش نزدیک به ۲۹۷۲ درجه سانتی‌گراد است. این ماده به دلیل پایداری شیمیایی، توانایی بازتاب نور بالا و مقاومت در برابر حرارت و اشعه ماوراء بنفش، کاربردهای گسترده‌ای در صنایع رنگسازی، پلاستیک، کاغذسازی، محصولات آرایشی و بهداشتی و غذایی دارد. همچنین باعث افزایش دوام، روشنایی و کیفیت محصولات می‌شود و نقش مهمی در توسعه صنایع مختلف ایفا می‌کند.
کانی های حاوی تیتانیوم دی اکسید
تیتانیوم یکی از عناصر فراوان در پوسته زمین است اما به دلیل واکنش پذیری زیاد، هرگز به صورت فلز خالص در طبیعت یافت نمی شود. این عنصر به صورت کانی وجود دارد: بروکیت (Brookite)، آناتاز (Anatase) و روتیل (Rutile)
• بروکیت: این کانی علاوه بر تیتانیوم، حاوی آهن و منیزیم است و سختی کمتری نسبت به 2 کانی دیگر دارد. ساختار لایه ای دارد و معمولاً در صنعت برای تولید رنگ و سرامیک استفاده می شود.
• آناتاز و روتیل: این دو کانی شکل خالص تری از تیتانیوم دی اکسید هستند و ساختار بلوری دارند اما آرایش اتمی متفاوتی دارند که باعث تفاوت در خواصشان می شود.
o آناتاز در تولید نانو ذرات، صنایع رنگسازی، پلاستیک و کاغذ سازی مورد استفاده قرار می گیرد.
o روتیل به دلیل خواص نوری بالای خود در صنایع غذایی ، محصولات آرایشی بهداشتی و تجهیزات اپتیک (نوری) کاربرد دارد.
روش تولید تیتانیوم دی اکسید
این ماده پس از استخراج از کانی ها به دو روش اصلی تصفیه می شود
1. روش سولفاته: در این روش، مواد معدنی حاوی تیتانیوم با اسید سولفوریک (H₂SO₄) واکنش می دهند. پس از چند مرحله تصفیه، پودر سفید رنگ TiO₂ تولید می شود. این روش ساده تر و اقتصادی تر است و برای کاربردهای صنعتی عمومی مانند تولید رنگ‌های ساختمانی، پلاستیک و سرامیک به کار می رود.
2. روش کلرینه: در این فرآیند، تیتانیوم با گاز کلر ترکیب شده و پس از جداسازی TiO₂ بسیار خالص تولید می شود. این روش کیفیت نوری و خلوص بیشتری دارد و برای کاربردهای حساس تر مثل صنایع غذایی و آرایشی بهداشتی ضروری است.
کاربرد تیتانیوم دی اکسید در صنایع مختلف
1. صنایع غذایی: این ترکیب شیمیایی به عنوان افزودنی غذایی با کد E171 در بسیاری از کشور ها به ویژه اتحادیه اروپا مجاز است. برای استفاده در صنایع غذایی، TiO₂ باید دارای خلوص بالا (حدود 99 درصد) و اندازه ذرات خاص (۲۰۰ تا ۳۰۰ نانومتر) باشد مناسب باشد.
• این ماده، در صنایع لبنی و خامه سازی برای غلیظ کردن بافت محصولات کاربرد دارد.
• در محصولات قنادی، شکلات، آبنبات و آدامس برای افزایش سفیدی و بهبود ظاهر محصولات استفاده می شود.
• در بسته بندی مواد غذایی این ماده با کاهش تولید گاز اتیلن که فرآیند رسیدن میوه ها را تسریع می‌کند، باعث طولانی تر شدن عمر مفید میوه ها و سبزیجات می‌شود. علاوه بر این، با داشتن خاصیت ضد باکتریایی و توانایی در جذب و بازتاب اشعه فرابنفش، از رشد میکروب ها جلوگیری کرده و مواد غذایی را در برابر آسیب های نوری محافظت می‌کند.
2. صنایع آرایشی و بهداشتی: به عنوان تقویت کننده رنگ در رژلب، کرم ضد آفتاب، خمیر دندان و ... استفاده می شود. همچنین به دلیل مقاومت بالا در برابر اشعه ماورا بنفش(UV) ، پوست را در مقابل آسیب های ناشی از نور خورشید محافظت می کند. البته به دلیل حساسیت به نوری که دارد با پوشش سیلیس یا آلومینا برای ایمنی بیشتر و عدم ایجاد رادیکال آزاد همراه می شود.
3. صنایع رنگسازی و پوشش ها: تیتان علاوه بر رنگ سفید به دلیل قدرت پوشش دهی بالا و مقاومت در برابر شرایط محیطی سخت، یکی از مهم ترین پیگمنت ها در تولید رنگ های ساختمانی، صنعتی، خودرو و کشتی می باشد.
4. صنایع لاستیک و پلاستیک: برای ایجاد رنگ سفید، افزایش کدورت و بهبود مقاومت در برابر نور و حرارت استفاده می‌شود.
5. صنعت کاغذ: به منظور افزایش روشنایی، سفیدی و بهبود کیفیت چاپ روی کاغذ به کار می‌رود.
6. صنایع نانو و فناوری های نوین: در صنایع پیشرفته، از نانوذرات تیتانیوم دی اکسید برای کاربردهای خاص مانند فوتوکاتالیست‌ها (برای تصفیه آب و هوا)، تولید سلول‌های خورشیدی و حسگرهای زیستی استفاده می‌شود.
آیا این ماده ای ایمن است؟
• مصرف خوراکی: سازمان‌های بهداشتی معتبر مانند سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) و سازمان جهانی بهداشت (WHO) مصرف تیتانیوم دی اکسید به عنوان افزودنی غذایی را با محدودیت هایی مجاز اعلام کرده‌اند. معمولاً میزان مجاز آن در مواد غذایی حدود 1 درصد وزن کل محصول تعیین شده است.
• استنشاق و تماس پوستی: در حالت پودری و به خصوص در شکل نانوذرات، استنشاق ذرات TiO₂ می تواند مشکلات تنفسی و تحریک ریه ایجاد کند، بنابراین کارکنان در فرآیندهای تولید باید از تجهیزات حفاظتی مناسب استفاده کنند. تماس مستقیم با پوست معمولاً بی‌خطر است، اما در صورت وجود زخم یا حساسیت های پوستی ممکن است تحریک ایجاد کند.
تیتانیوم دی اکسید به عنوان یک ماده پایدار و نسبتاً ایمن در صنایع مختلف استفاده می‌شود که مانند همه مواد میزان مصرف مجاز دارد اما با این حال، توجه به نحوه استفاده، فرم ذرات و رعایت اصول ایمنی، بسیار مهم است تا از هرگونه خطر احتمالی جلوگیری شود. با رعایت این نکات، این ماده می تواند به صورت ایمن و موثر در محصولات مختلف مورد استفاده قرار گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر و تهیه تیتانیوم دی اکسید با کدهای متفاوت، می‌توانید به صفحه «ارتباط با ما» مراجعه کرده و یا با کارشناسان شرکت یکتا شیمی آزما تماس بگیرید. ما آماده ایم تا شما را در انتخاب و خرید بهترین محصول یاری کنیم.