بررسی موارد کاربرد تیتانیوم دی اکسید (تیتان) در صنعت

دی اکسید تیتانیوم (TiO2) در صنایع تولید مواد غذایی به عنوان رنگ دهنده E171 شناخته می شود. ویژگی های این ماده همچنین کاربردهای فراوانی را در صنایع آرایشی و بهداشتی و رنگ سازی برای آن ایجاد کرده است.

تیتان یا دی اکسید تیتانیوم یک ماده معدنی بی بو و سفید رنگ است که به طور طبیعی در سطح زمین یافت می شود. رنگ روشن، ضریب شکست بالا، توانایی فیلتر کردن اشعه ماوراء بنفش و ماتی بسیار منحصربفرد، تیتان را به رنگدانه ای عالی تبدیل کرده اند. دی اکسید تیتانیوم را می توان بر اساس شکل به دو گونه آناتاز و روتیل تقسیم کرد. رنگدانه های دی اکسید تیتانیوم روتیل بر آناتاز ترجیح داده می شوند زیرا پایدارتر هستند و نور را به طور موثرتری پخش می کنند.

بازار دی اکسید تیتانیوم را می توان بر اساس کاربردهای آن به حوزه های مختلفی تقسیم نمود. این ترکیب در تولید محصولات آرایشی و بهداشتی مختلف مانند کرم ها، تونرها و … استفاده می شود. خاصیت انعکاس اشعه های UVA و UVB خورشید، دی اکسید تیتانیوم را به یک عنصر کلیدی برای لوسیون های ضد آفتاب تبدیل می کند.

تیتان در صنایع غذایی به عنوان یک افزودنی و رنگ غذا استفاده می ‌شود. همچنین ماندگاری محصولات غذایی مختلف حساس به اشعه ماوراء بنفش را افزایش می دهد. محصولات لبنی مانند مایونز، ماست و غیره نیز حاوی دی اکسید تیتانیوم هستند. از دیگر کاربردهای تیتانیوم دی اکسید می توان به تهیه جوهرهای چاپ، الیاف مصنوعی، لاستیک و نیمه هادی ها اشاره کرد.

کاربرد تیتان

در صنایع مواد غذایی و محصولاتی مانند خمیر دندان، دهانشویه و لوازم آرایشی از تیتان برای روشن کردن رنگ محصول و سفید تر و یا مات شدن آن استفاده نمود.

در کرم های ضد آفتاب ذرات دی اکسید تیتانیوم می توانند اشعه های مضر نور فرابنفش را مسدود کرده و از پوست در برابر سرطان، آسیب اشعه ماوراء بنفش، پیری و استرس اکسیداتیو محافظت کنند. به بیانی دیگر این ترکیب می تواند اشعه های UVA و UVB را از سطح پوست منعکس کند.

تیتانیوم دی اکسید در صنایع غذایی

در در صنایع غذایی، دی اکسید تیتانیوم به عنوان یک رنگ خوراکی (E171) و افزودنی غذایی استفاده می شود تا غذا از نظر بصری جذاب تر به نظر برسد. دسته های اصلی مواد غذایی که E171 در آنها استفاده می شود عبارتند از نان ها، شیرینی ها، سوپ ها، آبگوشت ها، سس ها و ساندویچ ها. همچنین در آجیل های فرآوری شده نیز از این افزودنی استفاده می شود.

تولیدکنندگان غذای حیوانات خانگی از این ترکیب برای سفید کردن محصولات مبتنی بر طیور یا ماهی استفاده می کنند. این ماده شیمیایی همچنین برای ایجاد ظاهری مانند استخوان یا شبیه سازی سنگ مرمر استفاده می شود.

دی اکسید تیتانیوم در صنایع دارویی

تیتان به عنوان یک ماده کمکی در محصولات دارویی، مثل قرص های پوشش داده شده با فیـلم، پلت ها و پوسته های کپسول استفاده می شود.

تیتان در محصولات آرایشی و بهداشتی

رنگدانه های روشن دی اکسید تیتانیوم پرتوهای نور را می شکنند. این خاصیت به مواد آرایشی کمک می کند تا لک ها را پنهان و پوست را درخشان تر کنند. در محصولات مخصوص پوست های حساس، دی اکسید تیتانیوم یک ماده معدنی بی اثر است و برای پوست ملتهب یا مستعد قرمزی، ملایم است. به همین دلیل، در بسیاری از محصولات مراقبت از پوست که برای پوست های حساس فرموله شده اند، از تیتان استفاده می شود.

تیتان در صنعت رنگ

تیتان همچنین پرمصرف ترین رنگدانه سفید در صنعت رنگ و پوشش است. این ترکیب به طور موثر نور مرئی را پراکنده می کند و هنگامی که به عنوان پوشش استفاده می شود سفیدی و درخشندگی چشمگیری ایجاد می کند.

صنعت رنگ و پوشش با رشد سریع صنایع مصرف کننده نهایی ساختمان، ساخت و ساز و خودرو در حال رونق است. توسعه های مختلف در صنعت رنگ و پوشش ممکن است بازار دی اکسید تیتانیوم را در سال های آینده به شدت افزایش دهد.

در بخش خودرو، از رنگ ها و پوشش های حاوی تیتان در قسمت های داخلی و خارجی خودرو استفاده می شود، زیرا باعث محافظت رنگ خودرو می شود. این ترکیب در قطعات فلزی و قطعات پلاستیکی وسایل نقلیه و خودروها نیز استفاده می شوند.

تولید دی اکسید تیتانیوم

تولید دی اکسید تیتانیوم یک فرآیند پیچیده و شامل چندین مرحله است. اولین مرحله استخراج سنگ معدن تیتانیوم است که سپس خالص شده و به کلرید تیتانیوم تبدیل می شود. در ادامه این ترکیب با اکسیژن واکنش داده و دی اکسید تیتانیوم تولید می کند.

 رنگدانه دی اکسید تیتانیوم به شکل کریستال روتیل از طریق روش های سولفات و کلرید تولید می شود، با این حال، روش سولفات را می توان برای تولید فرم آناتاز تغییر داد. آناتاز در تولید کاغذ و الیاف استفاده می شود زیرا نرم تر است. فرآیند کلرید به طور مداوم انجام می شود، در حالی که فرآیند سولفات به صورت دسته ای انجام می شود.

سنگ معدن ایلمنیت منبع طبیعی اصلی تیتان و حاوی ۴۵ تا ۶۰ درصد از این ترکیب است. تیتان خالص را می توان از این ماده یا از یک نسخه پیشرفته (معروف به سرباره تیتانیوم) با استفاده از فرآیندهای سولفات یا کلرید تولید کرد.

کلام پایانی

مانند زینک اکساید، دی اکسید تیتانیوم می تواند به طور موثر پرتوهای UV-B و موج کوتاه UV-A را مسدود کند. با این حال تیتان به اندازه زینک اکساید در جلوگیری از اشعه UV-A موثر نیست. دی اکسید تیتانیوم غیر کومدوژن است ولی افرادی که پوست حساس و مستعد آکنه دارند باید با احتیاط از آن استفاده کنند زیرا ممکن است پوست حساس را تحریک کرده و باعث جوش شود.