دی اکسید تیتانیوم (Titanium dioxide) که با عنوان تیتانیوم IV اکسید یا تیتانیا نیز شناخته میشود، ماده‌ای مهم در صنعت است که هم در رنگ پذیری پلیمرها و هم در افزایش مقاومت محصولات در برابر اشعه‌های خورشیدی، موثر می‌باشد. تولید دی اکسید تیتانیوم از طریق سه منبع ممکن می‌باشد. اما بیاد داشته باشید که غالباَ این ماده در اثر فرآیندهای طبیعی، قابل تولید خواهد بود.

فارغ از کاربردهای ذکرشده، طیف گسترده ای از صنایع بهداشتی- آرایشی و غذایی نیز تیتانیوم دی اکسیدها (فرمول شیمیایی: TiO2) برای تولیدات خود استفاده میکنند. رنگ سفید ویژه‌ی این ماده، موجب شده تا در قالب رنگدانه، کارایی‌های زیادی در صنعت داشته باشد. بطوریکه پودر رنگدانه‌ی تیتانیوم سفید (PW6) از تقاضای بسیار زیادی در سطح جهان برخوردار است. لازم به ذکر است که رعایت نکات ایمنی در برخورد و مصرف این موارد، بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

مشخصات فنی تیتانیوم دی اکسید

جدول مشخصات فنی دی اکسید تیتانیوم در زیر قرار گرفته است. اگرچه که بایستی بدانید که این ماده، یک ترکیب غیرآلی سفید است که در فرآیند ساخت بسیاری از محصولات، بکار گرفته میشود. ویژگی‌ها و خواص فیزیکی و شیمیایی تیتانیوم دی اکسید به شرح زیر می‌باشد:

لازم به‌ذکر است که فقط حدود پنج درصد از تولیدات هر ساله تیتانیوم دنیا، یه تولید فلز تیتانیوم اختصاص می‌یابد. بدین معنی که 95 درصد باقیمانده در تولید ماده رنگ دی اکسید تیتانیوم استفاده می‌شود.

دی اکسید تیتانیوم چیست؟

تیتان دی‌اکساید یا «تیتانیوم دی اکسید»، ماده ای معدنی است که از زمین استخراج می‌شود. اینگونه عناصر در حالت طبیعی، به اشکال مختلف کریستالی مانند آناتاز و روتیل وجود دارند و پس از فرآوری بصورت پودر سفید رنگی مشاهده میشوند. این ماده معدنی در صنایع مختلفی مانند رنگ و رزین، دارو سازی، غذایی، آرایشی و بهداشتی و… مورد استفاده قرار گرفته و آنها را ضمن سفیدتر و شفاف‌تر نشان دادن، در برابر نور ماورا بنفش محافظت می‌نماید. تیتانیوم دی اکسید مهمترین رنگ دهنده یا رنگدانه سفیدی می‌باشد که در صنعت مورد بهره قرار میگیرد. چراکه از یکسو در رنگ کردن ذرات، نقش ویژه‌ای دارد. و از سوی دیگر موجب ایجاد نوعی اثر حفاظتی در برابراشعه های فرابنفش خورشید میگردد. بدلیل داشتن مزایایی همچون:

• رنگ سفید درخشان،
• رنگدهی فوق‌العاده و عدم آزادسازی گازهای مضر در هنگام ترکیب با پلیمرها،
• ضریب شکست بالا (۴۹/۲- ۹۰/۲ )،
• درخشندگی عالی،
• بی‌اثری (خنثی بودن)،
• ایستادگی سایشی چشمگیر،
• تقابل مثمرثمر با دماهای بالا،
• درجه دیرگدازی بالا
• و توان زیاد در توزیع و انتشار یکنواخت در دیگر ترکیبات،

به‌عنوان محبوبترین و البته پر استفاده‌ترین ماده‌ی اولیه رنگ سفید در صنایع شناخته می‌شود .

دی اکسید تیتانیوم آناتاز

تیتانیوم دی اکسید آناتاز در ابتدا و بصورت طبیعی، دارای ماهیت سفیدگونه و حتی بدون‌رنگ می‌باشد. اما با وجود ناخالصی‌های متعدد در درون ساختار آن، به رنگهای زرد تا طیف آبی دیده میشود. ماده دی اکسید تیتانیوم آناتاز اگرچه بصورت طبیعی (در قالب یک ماده‌ی معدنی با استراکچر جامد) یافت میشود. ولی بمنظور تولید عناصر نیمه‌هادی، قابلیت تولید آنها بصورت مصنوعی/کارخانه‌ای نیز وجود دارد. آناتاز تیتانیوم قادر است که با توجه به رنگ و ساختار خود، نورهای وارده به خود را در رنگهای مختلف:

• مشکی،
• قهوه‌ای تند،
• جگری و طیف رنگی متشکل از قهوه‌ای+قرمز
• نارنجی
• لیمویی/نخودی کمرنگ

ساطع کند.

تیتانیوم دی اکسید روتایل

گونه‌ای دیگر از انواع TiO2 ها هستند که بدلیل تولید زیاد در طبیعت، بیشتر از آناتازها در دسترس هستند. جالب است بدانید که:

حال شاید این پرسش در ذهنتان مطرح شود که روتایل ها چگونه بدست می‌آیند؟ دی اکسید تیتانیوم روتایل در پی حرارت پذیری قابل توجه سنگهای آذرین و دگرگونی، بدست می‌آیند. البته گاها به جای گرمای زیاد، فشار بسیار قابل توجهی نیز به این سنگ‌ها وارد آمده و در پی آن روتایلها شکل میگیرند.

تفاوت روتایل و آناتاز

در باب تفاوت های مهم دی اکسید تیتانیوم آناتاز و روتایل (روتیل)، میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

• روتایل از شبکه بلوری با تراکم زیادتر نسبت به آناتاز تشکیل شده است. بنابراین دارای چگالی بیشتری بوده و از ضریب شکست بیشتری بهره میبرد.
• هردوی این ماده‌ها، دارای ساختاری کریستالی هستند. با این تفاوت که گستردگی، ترتیب و تعدد ساختارها در تیتانیوم دی اکسید روتیل، بیشتر از آناتازها است.
• روتیل‌ها به لحاظ نوری، مثبت محسوب میشوند. درسوی مقابل تیتانیوم آناتاز به لحاظ نوری، نگاتیو می‌باشد.
• طبق گفته‌های پیشین، آناتازها یا بدون رنگ هستند؛ و یا با وجود ناخالصی‌ها، در طیف رنگی آبی تا زرد دیده میشوند. روتایل ها اما بارنگ قرمز نافذ، یافت خواهند شد.
• دسترسی به دی اکسید تیتانیوم روتیل (بدلیل فراوانی طبیعی)، بسیار آسانتر از گونه‌های آناتاز است.