Qu'est-ce que le dioxyde de titane ?
Le dioxyde de titane est principalement composé de TiO₂, un pigment chimique inorganique important qui se présente sous forme de solide blanc ou de poudre. Non toxique, il offre une blancheur et une brillance exceptionnelles et est considéré comme le meilleur pigment blanc 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 de valeur de l'industrie du dioxyde de titane :
(1）La partie amont de la chaîne industrielle du dioxyde de titane comprend des matières premières, notamment l’ilménite, le concentré de titane, le rutile, etc.
(2Le terme « intermédiaire » désigne les produits à base de dioxyde de titane.
(3) Le domaine d'application du dioxyde de titane est l'aval.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 un type de composé polymorphe, qui présente dans la nature trois formes cristallines courantes : l’anatase, le rutile et la brookite.
Le rutile et l'anatase appartiennent tous deux au système cristallin tétragonal, qui est stable à température ambiante ; la brookite appartient au système cristallin orthorhombique, avec une structure cristalline instable, ce qui explique sa faible valeur pratique actuelle dans l'industrie.
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 occupent le centre du réseau cristallin, tandis que six atomes d'oxygène se situent aux sommets de l'octaèdre titane-oxygène. Chaque octaèdre est lié à dix autres octaèdres (dont huit partagent un sommet et deux une arête), et deux molécules de TiO₂ forment une maille élémentaire.
Schéma d'une cellule cristalline de dioxyde de titane en phase rutile (à gauche)
Méthode de connexion de l'octaèdre d'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 partageant des arêtes et 4 partageant des sommets), et 4 molécules de TiO2 forment une cellule unitaire.
Schéma d'une cellule cristalline de dioxyde de titane en phase rutile (à gauche)
Méthode de connexion de l'octaèdre d'oxyde de titane (à droite)
III. Méthodes de préparation du dioxyde de titane :
Le procédé de production du dioxyde de titane comprend principalement un procédé à l'acide sulfurique et un procédé de chloration.
(1) Procédé à l'acide sulfurique
Le procédé de production de dioxyde de titane par l'acide sulfurique consiste en une réaction d'acidolyse de poudre de fer et de titane avec de l'acide sulfurique concentré pour former du sulfate de titane, lequel est ensuite hydrolysé en acide métatitanique. Après calcination et broyage, on obtient le dioxyde de titane. Ce procédé permet de produire du dioxyde de titane anatase et rutile.
(2) Procédé de chloration
Le procédé de chloration pour la production de dioxyde de titane consiste à mélanger de la poudre de rutile ou de scories riches en titane avec du coke, puis à procéder à 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. Ce procédé de chloration ne permet d'obtenir 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 dioxyde de titane est plus rugueux.
(2)En rinçant à l'eau, si vous vous mettez du dioxyde de titane sur la main, la contrefaçon s'enlève facilement, tandis que l'authentique est plus difficile à enlever.
(3)Prenez un verre d'eau propre et déposez-y des gouttes de dioxyde de titane. Celles qui flottent à la surface sont authentiques, tandis que celles qui se déposent au fond sont contrefaites (cette méthode peut ne pas fonctionner avec 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 spécifiquement conçu pour les plastiques, les encres et de 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 bruit de grincement, accompagnée 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 de la lithopone est ajoutée : L'ajout d'acide sulfurique dilué ou d'acide chlorhydrique produira une odeur d'œuf pourri.
(3) Si l'échantillon est hydrophobe, l'ajout d'acide chlorhydrique ne provoquera aucune réaction. Cependant, après humidification à l'éthanol puis ajout d'acide chlorhydrique, la formation de bulles indique la présence de poudre de carbonate de calcium enrobée dans l'échantillon.
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, par exemple de l'ABS transparent contenant 0,5 % de poudre de dioxyde de titane. Mesurez sa transmittance lumineuse. Plus la transmittance est faible, plus la poudre de dioxyde de titane est authentique.
Date de publication : 31 mai 2024
