Qu'est-ce que le dioxyde de titane ?
Le principal composant du dioxyde de titane est le TIO2, un pigment chimique inorganique important se présentant sous forme de solide ou de poudre blanche. Non toxique, il présente une blancheur et une brillance élevées et est considéré comme le pigment blanc idéal pour améliorer la blancheur des matériaux. Il est largement utilisé dans des industries telles que les revêtements, les plastiques, le caoutchouc, le papier, l'encre, la céramique, le verre, etc.
Ⅰ.Diagramme de la chaîne industrielle du dioxyde de titane :
（1）L'amont de la chaîne industrielle du dioxyde de titane est constitué de matières premières, notamment l'ilménite, le concentré de titane, le rutile, etc.
（2）Le milieu de gamme fait référence aux produits à base de dioxyde de titane.
（3）L'aval est le domaine d'application du dioxyde de titane.Le dioxyde de titane est largement utilisé dans divers domaines tels que les revêtements, les plastiques, la fabrication du papier, l'encre, le caoutchouc, etc.
Ⅱ.La structure cristalline du dioxyde de titane :
Le dioxyde de titane est une sorte de composé polymorphe, qui possède trois formes cristallines courantes dans la nature, à savoir l'anatase, le rutile et la brookite.
Le rutile et l'anatase appartiennent tous deux au système cristallin tétragonal, qui sont stables à température normale ; la brookite appartient au système cristallin orthorhombique, avec une structure cristalline instable, elle a donc peu de valeur pratique dans l'industrie à l'heure actuelle.
Parmi les trois structures, la phase rutile est la plus stable. La phase anatase se transforme irréversiblement en phase rutile au-dessus de 900 °C, tandis que la phase brookite se transforme irréversiblement en phase rutile au-dessus de 650 °C.
（1）Dioxyde de titane en phase rutile
Dans le dioxyde de titane en phase rutile, les atomes de Ti sont situés au centre du réseau cristallin et six atomes d'oxygène aux angles de l'octaèdre titane-oxygène. Chaque octaèdre est relié à dix octaèdres environnants (dont huit sommets et deux arêtes communs), et deux molécules de TiO2 forment une maille élémentaire.
Schéma de la cellule cristalline du dioxyde de titane en phase rutile (à gauche)
La méthode de connexion de l'octaèdre en oxyde de titane (à droite)
（2）Dioxyde de titane en phase anatase
Dans le dioxyde de titane en phase anatase, chaque octaèdre titane-oxygène est connecté à 8 octaèdres environnants (4 arêtes et 4 sommets partagés), et 4 molécules de TiO2 forment une cellule unitaire.
Schéma de la cellule cristalline du dioxyde de titane en phase rutile (à gauche)
La méthode de connexion de l'octaèdre en oxyde de titane (à droite)
Ⅲ.Méthodes de préparation du dioxyde de titane :
Le processus de production de dioxyde de titane comprend principalement le processus d'acide sulfurique et le processus de chloration.
（1）Procédé à l'acide sulfurique
Le procédé de production de dioxyde de titane par l'acide sulfurique implique la réaction d'acidolyse de poudre de fer-titane avec de l'acide sulfurique concentré pour produire du sulfate de titane, lequel est ensuite hydrolysé pour produire de l'acide métatitanique. Après calcination et broyage, on obtient du dioxyde de titane. Cette méthode permet de produire du dioxyde de titane anatase et rutile.
（2）Processus de chloration
Le procédé de chloration pour la production de dioxyde de titane consiste à mélanger du rutile ou de la poudre de laitier à haute teneur en titane avec du coke, puis à effectuer une chloration à haute température pour produire du tétrachlorure de titane. Après oxydation à haute température, le dioxyde de titane est obtenu par filtration, lavage à l'eau, séchage et broyage. Le procédé de chloration pour la production de dioxyde de titane ne permet de produire que du rutile.
Comment distinguer l’authenticité du dioxyde de titane ?
I. Méthodes physiques :
（1）La méthode la plus simple consiste à comparer la texture au toucher. Le faux dioxyde de titane est plus lisse, tandis que le véritable est plus rugueux.
（2）En rinçant à l'eau, si vous mettez du dioxyde de titane sur votre main, le faux est facile à laver, tandis que le vrai n'est pas facile à laver.
（3）Prenez une tasse d'eau propre et versez-y du dioxyde de titane. Celui qui flotte à la surface est authentique, tandis que celui qui se dépose au fond est un faux (cette méthode peut ne pas fonctionner pour les produits activés ou modifiés).
（4）Vérifiez sa solubilité dans l'eau. En général, le dioxyde de titane est soluble dans l'eau (à l'exception du dioxyde de titane spécialement conçu pour les plastiques, les encres et certains dioxydes de titane synthétiques, qui sont insolubles dans l'eau).
II. Méthodes chimiques :
(1) Si de la poudre de calcium est ajoutée : L'ajout d'acide chlorhydrique provoquera une réaction vigoureuse avec un grincement, accompagné de la production d'un grand nombre de bulles (car le carbonate de calcium réagit avec l'acide pour produire du dioxyde de carbone).
(2) Si du lithopone est ajouté : L'ajout d'acide sulfurique ou d'acide chlorhydrique dilué produira une odeur d'œuf pourri.
(3) Si l'échantillon est hydrophobe, l'ajout d'acide chlorhydrique ne provoquera pas de réaction. Cependant, si des bulles apparaissent après humidification avec de l'éthanol puis ajout d'acide chlorhydrique, cela prouve que l'échantillon contient de la poudre de carbonate de calcium enrobée.
III. Il existe également deux autres bonnes méthodes :
(1) En utilisant la même formule de PP + 30 % GF + 5 % PP-G-MAH + 0,5 % de poudre de dioxyde de titane, plus la résistance du matériau résultant est faible, plus le dioxyde de titane (rutile) est authentique.
(2) Choisissez une résine transparente, comme de l'ABS transparent additionné de 0,5 % de poudre de dioxyde de titane. Mesurez sa transmittance lumineuse. Plus la transmittance lumineuse est faible, plus la poudre de dioxyde de titane est authentique.
Date de publication : 31 mai 2024
