מהו טיטניום דיאוקסיד?
המרכיב העיקרי של טיטניום דיאוקסיד הוא TIO2, שהוא פיגמנט כימי אנאורגני חשוב בצורת מוצק לבן או אבקה. הוא אינו רעיל, בעל לובן ובהירות גבוהות, ונחשב לפיגמנט הלבן הטוב ביותר לשיפור לובן החומרים. הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות כגון ציפויים, פלסטיק, גומי, נייר, דיו, קרמיקה, זכוכית וכו'.
Ⅰ.דיאגרמת שרשרת תעשיית טיטניום דיאוקסיד:
(1）החלק העליון של שרשרת תעשיית הטיטניום דיאוקסיד מורכב מחומרי גלם, כולל אילמניט, תרכיז טיטניום, רוטיל וכו';
(2) הזרם האמצעי מתייחס למוצרי טיטניום דיאוקסיד.
(3) במורד הזרם נמצא תחום היישום של טיטניום דיאוקסיד.טיטניום דיאוקסיד נמצא בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון ציפויים, פלסטיק, ייצור נייר, דיו, גומי ועוד.
מבנה הגביש של טיטניום דיאוקסיד Ⅱ:
טיטניום דיאוקסיד הוא סוג של תרכובת פולימורפית, אשר יש לה שלוש צורות גביש נפוצות בטבע, כלומר אנאטאז, רוטיל וברוקיט.
גם רוטיל וגם אנאטאז שייכים למערכת גבישים טטרגונלית, שהיא יציבה בטמפרטורה רגילה; ברוקיט שייך למערכת גבישים אורתורומבית, בעלת מבנה גבישי לא יציב, ולכן אין לו ערך מעשי רב בתעשייה כיום.
מבין שלושת המבנים, פאזת הרוטיל היא היציבה ביותר. פאזת אנאטאז תהפוך באופן בלתי הפיך לפאזת רוטיל מעל 900 מעלות צלזיוס, בעוד שפאזת ברוקיט תהפוך באופן בלתי הפיך לפאזת רוטיל מעל 650 מעלות צלזיוס.
(1) טיטניום דיאוקסיד בפאזה רוטיל
בטיטניום דיאוקסיד בפאזה רוטילית, אטומי Ti ממוקמים במרכז סריג הגביש, ושישה אטומי חמצן ממוקמים בפינות האוקטהדרון טיטניום-חמצן. כל אוקטהדרון מחובר ל-10 אוקטהדרונים מסביב (כולל שמונה קודקודים משותפים ושני קצוות משותפים), ושתי מולקולות TiO2 יוצרות תא יחידה.
תרשים סכמטי של תא גבישי של טיטניום דיאוקסיד בשלב רוטיל (משמאל)
שיטת החיבור של אוקטהדרון תחמוצת טיטניום (מימין)
(2) טיטניום דיאוקסיד בפאזה אנאטאזית
בטיטניום דיאוקסיד בשלב אנאטאז, כל אוקטהדרון טיטניום-חמצן מחובר ל-8 אוקטהדרונים מסביב (4 קצוות משותפים ו-4 קודקודים משותפים), ו-4 מולקולות TiO2 יוצרות תא יחידה.
תרשים סכמטי של תא גבישי של טיטניום דיאוקסיד בשלב רוטיל (משמאל)
שיטת החיבור של אוקטהדרון תחמוצת טיטניום (מימין)
Ⅲ. שיטות הכנה של טיטניום דיאוקסיד:
תהליך הייצור של טיטניום דיאוקסיד כולל בעיקר תהליך חומצה גופרתית ותהליך כלור.
(1) תהליך חומצה גופרתית
תהליך ייצור טיטניום דו-חמצני באמצעות חומצה גופרתית כולל תגובת אסידוליזה של אבקת ברזל טיטניום עם חומצה גופרתית מרוכזת ליצירת טיטניום סולפט, אשר לאחר מכן עוברת הידרוליזה ליצירת חומצה מטאטיטנית. לאחר הקלצינציה והריסוק מתקבלים תוצרי טיטניום דו-חמצני. בשיטה זו ניתן לייצר אנאטאז וטיטניום דו-חמצני רוטיל.
(2) תהליך הכלור
תהליך הכלור בייצור טיטניום דיאוקסיד כרוך בערבוב אבקת רוטיל או סיגי טיטניום עתירי עם קוק ולאחר מכן ביצוע כלור בטמפרטורה גבוהה לייצור טיטניום טטרכלוריד. לאחר חמצון בטמפרטורה גבוהה, מתקבל תוצר טיטניום דיאוקסיד באמצעות סינון, שטיפה במים, ייבוש וריסוק. תהליך הכלור בייצור טיטניום דיאוקסיד יכול לייצר רק תוצרי רוטיל.
כיצד להבחין באותנטיות של טיטניום דיאוקסיד?
א. שיטות פיזיקליות:
(1）השיטה הפשוטה ביותר היא להשוות את המרקם באמצעות מגע. טיטניום דיאוקסיד מזויף מרגיש חלק יותר, בעוד שטיטניום דיאוקסיד אמיתי מרגיש מחוספס יותר.
(2）על ידי שטיפה במים, אם מורחים מעט טיטניום דיאוקסיד על היד, קל לשטוף את המזויף, בעוד שאת האמיתי לא קל לשטוף.
(3）קחו כוס מים נקיים וטפטפו לתוכם טיטניום דיאוקסיד. זה שצף אל פני השטח הוא אמיתי, בעוד שזה ששוקע לתחתית הוא מזויף (שיטה זו עשויה לא לעבוד עבור מוצרים מופעלים או שעברו שינוי).
(4）בדקו את מסיסותו במים. באופן כללי, טיטניום דיאוקסיד מסיס במים (למעט טיטניום דיאוקסיד שתוכנן במיוחד עבור פלסטיק, דיו, וחלק מטיטניום דיאוקסיד סינתטי, שאינו מסיס במים).
II. שיטות כימיות:
(1) אם מוסיפים אבקת סידן: הוספת חומצה הידרוכלורית תגרום לתגובה נמרצת עם צליל חריקה, המלווה בייצור מספר רב של בועות (מכיוון שסידן פחמתי מגיב עם חומצה ליצירת פחמן דו-חמצני).
(2) אם מוסיפים ליתופון: הוספת חומצה גופרתית מדוללת או חומצה הידרוכלורית תגרום לריח של ביצה רקובה.
(3) אם הדגימה הידרופובית, הוספת חומצה הידרוכלורית לא תגרום לתגובה. עם זאת, לאחר הרטבתה באתנול ולאחר מכן הוספת חומצה הידרוכלורית, אם נוצרות בועות, זה מוכיח שהדגימה מכילה אבקת סידן פחמתי מצופה.
ג. ישנן גם שתי שיטות טובות נוספות:
(1) באמצעות אותה נוסחה של PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% אבקת טיטניום דיאוקסיד, ככל שחוזק החומר המתקבל נמוך יותר, כך טיטניום דיאוקסיד (רוטיל) אותנטי יותר.
(2) בחרו שרף שקוף, כגון ABS שקוף עם תוספת של 0.5% אבקת טיטניום דיאוקסיד. מדדו את העברת האור שלו. ככל שהעברת האור נמוכה יותר, כך אבקת הטיטניום דיאוקסיד אותנטית יותר.
זמן פרסום: 31 במאי 2024
