Диоксид титана: что это такое, особенности применения и влияние на организм

Диоксид титана – что это? Если говорить о химическом определении, то это бесцветные кристаллы вещества, формула которого TiO₂. Говоря о бесцветности данного соединения, стоит обговорить тот факт, что если соединение хорошо очищено, то оно практически не способно поглощать свет, который на него попадает. Это означает, что этот свет будет либо преломлен, либо отражен от поверхности кристаллов. Это свойство диоксида титана используется в промышленности при изготовлении белого пигмента.

Коротко о соединении

У этого соединения также есть и другое название, которое используется в пищевой промышленности, и звучит оно как Е171. В редких случаях, но на некоторых продуктах можно обнаружить такую запись: titanium dioxide. Это все тот же TiO₂. Заводы закупают данное соединение в порошкообразном виде. В дальнейшем краситель диоксид титана используется производителями как белый, из-за своей способности отражать свет. В настоящее время вещество часто применяется в изготовлении пищевой продукции, фармакологической, также используется в производстве лаков, красок и косметики. При таком широком применении стоит обратить особое внимание на то, какое влияние диоксид титана оказывает на организм человека.

Химические и физические свойства

Стоит отметить, что диоксид титана - это одно из самых стабильных веществ, которые используются в качестве белого красителя. Соединение отличается своей устойчивостью к кислотам и щелочам при нормальных условиях. Но главной особенностью является то, что оно инертно к токсичным веществам, которые могут находиться в воздухе. По причине того, что диоксид титана является таким устойчивым веществом, он не токсичен и считается безопасным.

Основные формы существования соединения

Диоксид титана может существовать в трех различных кристаллических модификациях.

Первая из них – брукит. Данную форму редко можно встретить в природном сырье, в основном, ее готовят в лабораторных условиях. Но она не используется в промышленности.

Вторая – рутил. Данная форма на 30 % эффективнее способна рассеивать световые потоки, чем третья – анатаз. В производстве чаще всего используется именно рутильный диоксид, так как он имеет ряд преимуществ. Отмечено, что анатаз плохо справляется с защитой полимерных веществ от УФ-света, за счет чего изделия могу терять свои свойства.

Где применяется?

Что это - диоксид титана, и где он находит применение? В первую очередь, это краситель, который находит широкое применение в различных областях. Это обусловлено тем, что существует возможность изменять форму и размер кристаллов, что является важным параметром для каждого производства. В частности, диоксид титана используется на предприятиях, которые специализируются на лакокрасочной продукции. Основным преимуществом краски с добавлением TiO₂ является то, что изделия, покрытые ей, будут дольше сохранять свой белый цвет, не будут выцветать и повреждаться. Помимо краски, соединение добавляют и в пластиковые предметы, которые также устойчивы к УФ излучению и не будут желтеть со временем. Это могут быть предметы бытовой техники, различные детали, используемые в машиностроении, пластиковые окна и т. д. Краситель часто применяется в пищевой промышленности.

Также свое применение диоксид титана находит в книгопечатании. Добавление этого вещества способствует тому, что печатная краска становится более устойчивой. Помимо этого, TiO₂ используется в качестве катализатора, это позволяет уже готовым к эксплуатации продуктам использоваться при высокой температуре.

Влияние на организм

Стоит подробнее разобраться в том, приносит ли диоксид титана вред организму. Жевательные резинки, крабовые палочки, крем для кекса, некоторые виды печенья – во всех них, скорее всего, будет содержаться TiO₂. Если в продуктовом магазине есть продукция белого цвета, то, без сомнений, можно говорить о том, что в составе есть добавка Е171. В 9 из 10 товаров этого цвета будет содержаться именно данное соединение, потому что диоксид титана - это краситель, который дает белое окрашивание продукции.

Специалистами было доказано, что TiO₂ является инертным веществом, а значит не может вступать в различные биохимические и химические реакции с другими веществами в человеческом организме. Но необходимо сказать, что окончательной точки в этом вопросе нет. До конца так и не исследована возможность диоксида титана вступать во взаимодействие на физико-механическом уровне. В настоящее время еще ведется изучение влияния этого соединения на организм.

Роберт Шистл занимался изучением данного вопроса. По его мнению, наночастицы диоксида титана, попадающие в организм, не выводятся полностью, а значит, они способны оседать в тканях. Это ведет к тому, что наносится механическое повреждение белковым цепям.

В 1997 году TiO₂ был внесен в список веществ, которые можно использовать в качестве красителя в пищевой промышленности. Разрешение было основано на исследование диоксида титана, где говорилось о том, что соединение является безопасным для человеческого организма.

Применение в косметических средствах

Диоксид титана используется в косметике для ухода и декоративной в виде мелкодисперсной пыли. Помимо маленького размера частиц, важно, чтобы соединение было хорошо очищено от всевозможных загрязнений. Чаще всего диоксид титана добавляют в различные кремы, тени, румяна и в другую косметическую продукцию. Это делают из-за того, что данное соединение способно защищать кожу человека от УФ-лучей.

Необходимо отметить, что вещество является антиаллергенным, так как обладает высокой химической инертностью. Означает, что диоксид титана - это вещество, которое не способно вступать в различные реакции с кожей, а также с другими кремами или косметикой.

Тем не менее, хоть и доказана безопасность этого соединения, стоит избегать его в косметических продуктах. Это связано с тем, что диоксид титана представлен в них в виде мелкодисперсной пыли, а это может привести к закупориванию пор. Эту проблему можно решить, если тщательно очищать кожу после косметических средств, которые содержат добавку titanium dioxide.

Также необходимо оберегать свою кожу от дешевых косметических средств с TiO₂, так как производитель может использовать недостаточно очищенный диоксид титана. Примеси могут быть вредными для кожи или способными вызывать аллергическую реакцию.

Производство диоксида титана

В качестве сырья в производстве TiO₂ используются различные титансодержащие руды. Наибольшее их содержание отмечается в таких странах как Австралия, Индия и США. Объем производства диоксида титана в качестве белого красителя превышает в два раза объемы абсолютно всех других цветных красителей. Сегодня лидерами по производству данного вещества являются Китай и США. Они по отдельности производят около 1,6 миллиона тонн в год TiO₂. Но методы получения диоксида титана различаются. В США в основном используется хлоридный метод, а в Китае – сульфатный.

Цена диоксид титана зависит от степени его измельченности и от чистоты. Нижний предел стоимость в настоящее время 150 рублей за один килограмм. Каждое промышленное предприятие выбирает самое оптимальное соотношение цены и качества этого вещества.