이산화티타늄이란 무엇인가요?
이산화티타늄(TiO₂)의 주성분은 흰색 고체 또는 분말 형태의 중요한 무기화학 안료인 TIO₂입니다. 무독성이며 높은 백색도와 밝기를 지니고 있어 재료의 백색도를 향상시키는 데 가장 적합한 백색 안료로 여겨집니다. 코팅, 플라스틱, 고무, 종이, 잉크, 세라믹, 유리 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
Ⅰ.이산화티타늄 산업 공급망 다이어그램:
(1이산화티타늄 산업 사슬의 상류는 일메나이트, 티타늄 정광, 루틸 등을 포함한 원료로 구성됩니다.
(2중간 단계는 이산화티타늄 제품을 의미합니다.
(3) 하류는 이산화티타늄의 응용 분야입니다.이산화티타늄은 코팅, 플라스틱, 제지, 잉크, 고무 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
Ⅱ. 이산화티타늄의 결정 구조:
이산화티타늄은 다형성 화합물의 일종으로, 자연에서 흔히 볼 수 있는 결정 형태는 아나타제, 루틸, 브루카이트의 세 가지입니다.
루틸과 아나타제는 모두 상온에서 안정적인 정방정계 결정계에 속하지만, 브루카이트는 불안정한 결정 구조를 가진 사방정계 결정계에 속하므로 현재 산업적으로 실용적인 가치가 거의 없습니다.
세 가지 구조 중에서 루틸상이 가장 안정하다. 아나타제상은 900°C 이상에서 루틸상으로 비가역적으로 변환되고, 브루카이트상은 650°C 이상에서 루틸상으로 비가역적으로 변환된다.
(1) 루틸상 이산화티타늄
루틸상 이산화티타늄에서 Ti 원자는 결정 격자의 중심에 위치하고, 6개의 산소 원자는 티타늄-산소 팔면체의 꼭짓점에 위치합니다. 각 팔면체는 주변의 10개 팔면체와 연결되어 있으며(8개의 꼭짓점과 2개의 모서리를 공유함), 두 개의 TiO2 분자가 단위 격자를 형성합니다.
루틸상 이산화티타늄 결정 단위의 개략도 (왼쪽)
산화티타늄 팔면체의 연결 방법(오른쪽)
(2) 아나타제상 이산화티타늄
아나타제 상의 이산화티타늄에서 각 티타늄-산소 팔면체는 주변의 8개 팔면체(4개는 모서리를 공유하고 4개는 꼭짓점을 공유함)와 연결되어 있으며, 4개의 TiO2 분자가 단위 격자를 형성합니다.
루틸상 이산화티타늄 결정 단위의 개략도 (왼쪽)
산화티타늄 팔면체의 연결 방법(오른쪽)
Ⅲ. 이산화티타늄의 제조 방법:
이산화티타늄의 생산 공정은 주로 황산 공정과 염소화 공정을 포함합니다.
(1) 황산 공정
황산법을 이용한 이산화티타늄 생산 공정은 티타늄 철 분말을 진한 황산과 산분해 반응시켜 황산티타늄을 생성하고, 이를 가수분해하여 메타티탄산을 얻는 과정으로 이루어집니다. 소성 및 분쇄 과정을 거치면 이산화티타늄 제품이 얻어집니다. 이 방법으로 아나타제형 및 루틸형 이산화티타늄을 생산할 수 있습니다.
(2) 염소 처리 공정
이산화티타늄 생산의 염소화 공정은 루틸 또는 고티타늄 슬래그 분말을 코크스와 혼합한 후 고온 염소화 반응을 통해 사염화티타늄을 생성하는 과정입니다. 고온 산화 후, 여과, 수세, 건조 및 분쇄 과정을 거쳐 이산화티타늄 제품을 얻습니다. 이산화티타늄 생산의 염소화 공정에서는 루틸 생성물만 얻을 수 있습니다.
이산화티타늄의 진위 여부를 어떻게 구별할 수 있을까요?
I. 물리적 방법:
(1)가장 간단한 방법은 만져보고 질감을 비교하는 것입니다. 가짜 이산화티타늄은 더 매끄러운 반면, 진짜 이산화티타늄은 더 거칠게 느껴집니다.
(2)손에 이산화티타늄을 묻혔을 때 물로 헹구면 가짜는 쉽게 씻겨 나가지만, 진짜는 쉽게 씻겨 나가지 않습니다.
(3)깨끗한 물 한 컵에 이산화티타늄을 몇 방울 떨어뜨려 보세요. 물 위에 뜨는 것이 진짜 이산화티타늄이고, 바닥에 가라앉는 것은 가짜입니다 (활성화 또는 변형된 제품에는 이 방법이 통하지 않을 수 있습니다).
(4)물에 대한 용해도를 확인하십시오. 일반적으로 이산화티타늄은 물에 용해됩니다(단, 플라스틱, 잉크용으로 특별히 제조된 이산화티타늄 및 일부 합성 이산화티타늄은 물에 녹지 않습니다).
II. 화학적 방법:
(1) 칼슘 분말을 첨가하면 염산을 첨가하면 끽끽거리는 소리와 함께 많은 기포가 생성되는 격렬한 반응이 일어납니다(탄산칼슘이 산과 반응하여 이산화탄소를 생성하기 때문입니다).
(2) 리토폰을 첨가하면: 묽은 황산이나 염산을 첨가하면 썩은 달걀 냄새가 납니다.
(3) 시료가 소수성인 경우 염산을 첨가해도 반응이 일어나지 않습니다. 그러나 에탄올로 적신 후 염산을 첨가하면 기포가 발생하는데, 이는 시료에 코팅된 탄산칼슘 분말이 포함되어 있음을 증명합니다.
III. 그 외에도 두 가지 좋은 방법이 더 있습니다.
(1) PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% 이산화티타늄 분말의 동일한 배합을 사용하면 생성 재료의 강도가 낮을수록 이산화티타늄(루틸)의 진위성이 더 높아집니다.
(2) 이산화티타늄 분말 0.5%가 첨가된 투명 ABS와 같은 투명 수지를 선택하고 광투과율을 측정합니다. 광투과율이 낮을수록 이산화티타늄 분말의 진위성이 더 높습니다.
게시 시간: 2024년 5월 31일
