ไททาเนียมไดออกไซด์คืออะไร?
ส่วนประกอบหลักของไทเทเนียมไดออกไซด์คือ TIO2 ซึ่งเป็นรงควัตถุเคมีอนินทรีย์ที่สำคัญในรูปแบบของแข็งหรือผงสีขาว ไททาเนียมไดออกไซด์ไม่เป็นพิษ มีความขาวและความสว่างสูง และถือเป็นรงควัตถุสีขาวที่ดีที่สุดสำหรับการปรับปรุงความขาวของวัสดุ ไททาเนียมไดออกไซด์ถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น สารเคลือบผิว พลาสติก ยาง กระดาษ หมึกพิมพ์ เซรามิก แก้ว และอื่นๆ
Ⅰ.แผนภาพห่วงโซ่อุตสาหกรรมไททาเนียมไดออกไซด์:
-1）อุตสาหกรรมต้นน้ำของห่วงโซ่อุปทานไททาเนียมไดออกไซด์ประกอบด้วยวัตถุดิบ เช่น อิลเมไนต์ ไทเทเนียมเข้มข้น รูไทล์ ฯลฯ
-2）ส่วนกลางหมายถึงผลิตภัณฑ์ไททาเนียมไดออกไซด์
（3）ปลายน้ำเป็นพื้นที่การประยุกต์ใช้ไททาเนียมไดออกไซด์ไททาเนียมไดออกไซด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา เช่น สารเคลือบ พลาสติก การทำกระดาษ หมึก ยาง เป็นต้น
Ⅱ โครงสร้างผลึกของไททาเนียมไดออกไซด์：
ไททาเนียมไดออกไซด์เป็นสารประกอบที่มีรูปร่างหลายแบบชนิดหนึ่ง ซึ่งมีผลึกอยู่ 3 รูปแบบทั่วไปในธรรมชาติ ได้แก่ อะนาเทส รูไทล์ และบรูไคต์
ทั้งรูไทล์และอะนาเทสต่างก็จัดอยู่ในระบบผลึกเตตระโกนัล ซึ่งมีความเสถียรภายใต้อุณหภูมิปกติ ในขณะที่บรูคไกต์จัดอยู่ในระบบผลึกออร์โธรอมบิก ซึ่งมีโครงสร้างผลึกที่ไม่เสถียร ดังนั้นจึงมีคุณค่าในทางปฏิบัติในอุตสาหกรรมไม่มากนักในปัจจุบัน
ในบรรดาโครงสร้างทั้งสามนี้ เฟสรูไทล์เป็นเฟสที่เสถียรที่สุด เฟสอะนาเทสจะเปลี่ยนเป็นเฟสรูไทล์อย่างถาวรที่อุณหภูมิสูงกว่า 900°C ในขณะที่เฟสบรูไคต์จะเปลี่ยนเป็นเฟสรูไทล์อย่างถาวรที่อุณหภูมิสูงกว่า 650°C
（1）ไททาเนียมไดออกไซด์เฟสรูไทล์
ในไทเทเนียมไดออกไซด์แบบรูไทล์ อะตอมของไทเทเนียมจะอยู่ที่จุดศูนย์กลางของโครงตาข่ายผลึก และอะตอมของออกซิเจนอีกหกอะตอมจะอยู่ที่มุมของออคตาฮีดรอนไทเทเนียม-ออกซิเจน ออคตาฮีดรอนแต่ละออคตาฮีดรอนเชื่อมต่อกับออคตาฮีดรอนโดยรอบ 10 อัน (ประกอบด้วยจุดยอดร่วมกันแปดจุดและขอบร่วมกันสองจุด) และโมเลกุลของไททาเนียมไดออกไซด์สองโมเลกุลจะรวมตัวกันเป็นเซลล์ยูนิต
แผนผังของเซลล์ผลึกของไททาเนียมไดออกไซด์เฟสรูไทล์ (ซ้าย)
วิธีการเชื่อมต่อของไททาเนียมออกไซด์แปดหน้า (ขวา)
（2）ไททาเนียมไดออกไซด์เฟสอะนาเทส
ในเฟสอะนาเทสไททาเนียมไดออกไซด์ อ็อกตาฮีดรอนไททาเนียม-ออกซิเจนแต่ละอันเชื่อมต่อกับอ็อกตาฮีดรอนโดยรอบ 8 อัน (มีขอบร่วมกัน 4 อันและจุดยอดร่วมกัน 4 อัน) และโมเลกุล TiO2 จำนวน 4 โมเลกุลจะก่อตัวเป็นเซลล์ยูนิต
แผนผังของเซลล์ผลึกของไททาเนียมไดออกไซด์เฟสรูไทล์ (ซ้าย)
วิธีการเชื่อมต่อของไททาเนียมออกไซด์แปดหน้า (ขวา)
Ⅲ.วิธีการเตรียมไททาเนียมไดออกไซด์:
กระบวนการผลิตไททาเนียมไดออกไซด์ประกอบด้วยกระบวนการกรดซัลฟิวริกและกระบวนการคลอรีนเป็นหลัก
（1）กระบวนการกรดซัลฟิวริก
กระบวนการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยกรดซัลฟิวริกนั้น เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาแอซิโดไลซิสของผงเหล็กไทเทเนียมกับกรดซัลฟิวริกเข้มข้น เพื่อผลิตไทเทเนียมซัลเฟต ซึ่งจะถูกไฮโดรไลซ์เพื่อผลิตกรดเมตาไททานิก หลังจากการเผาและการบด จะได้ผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมไดออกไซด์ วิธีการนี้สามารถผลิตอะนาเทสและไททาเนียมไดออกไซด์แบบรูไทล์ได้
（2）กระบวนการคลอรีน
กระบวนการคลอรีนของการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์ประกอบด้วยการผสมผงตะกรันรูไทล์หรือไททาเนียมสูงกับโค้ก จากนั้นจึงทำการคลอรีนที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ หลังจากกระบวนการออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมไดออกไซด์จะได้มาโดยการกรอง การล้างด้วยน้ำ การอบแห้ง และการบด กระบวนการคลอรีนของการผลิตไทเทเนียมไดออกไซด์สามารถผลิตได้เฉพาะผลิตภัณฑ์รูไทล์เท่านั้น
จะแยกแยะความถูกต้องของไททาเนียมไดออกไซด์ได้อย่างไร?
I. วิธีทางกายภาพ:
-1-วิธีที่ง่ายที่สุดคือการเปรียบเทียบเนื้อสัมผัสด้วยการสัมผัส ไทเทเนียมไดออกไซด์ปลอมให้ความรู้สึกเรียบเนียนกว่า ในขณะที่ไทเทเนียมไดออกไซด์แท้ให้ความรู้สึกหยาบกว่า
-2-ถ้าล้างด้วยน้ำแล้วทาไททาเนียมไดออกไซด์ลงบนมือ ของปลอมจะล้างออกง่าย ส่วนของแท้จะล้างออกยาก
-3-เติมน้ำสะอาดหนึ่งถ้วย แล้วหยดไทเทเนียมไดออกไซด์ลงไป ไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ลอยอยู่บนผิวน้ำเป็นของแท้ ส่วนไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ตกตะกอนอยู่ด้านล่างเป็นของปลอม (วิธีนี้อาจใช้ไม่ได้กับผลิตภัณฑ์ที่ผ่านการกระตุ้นหรือดัดแปลง)
-4-ตรวจสอบความสามารถในการละลายน้ำ โดยทั่วไปไทเทเนียมไดออกไซด์สามารถละลายน้ำได้ (ยกเว้นไทเทเนียมไดออกไซด์ที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับพลาสติก หมึกพิมพ์ และไทเทเนียมไดออกไซด์สังเคราะห์บางชนิด ซึ่งไม่ละลายน้ำ)
II. วิธีการทางเคมี:
(1) หากเติมผงแคลเซียม: การเติมกรดไฮโดรคลอริกจะทำให้เกิดปฏิกิริยารุนแรงพร้อมเสียงดังเอี๊ยดอ๊าด พร้อมกับการเกิดฟองอากาศจำนวนมาก (เนื่องจากแคลเซียมคาร์บอเนตทำปฏิกิริยากับกรดจนเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์)
(2) หากเติมลิโทโพน: การเติมกรดซัลฟิวริกเจือจางหรือกรดไฮโดรคลอริกจะทำให้มีกลิ่นเหมือนไข่เน่า
(3) หากตัวอย่างมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำ การเติมกรดไฮโดรคลอริกจะไม่ทำให้เกิดปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม หากเกิดฟองอากาศหลังจากทำให้ตัวอย่างเปียกด้วยเอทานอลแล้วเติมกรดไฮโดรคลอริก แสดงว่าตัวอย่างมีผงแคลเซียมคาร์บอเนตเคลือบอยู่
III. ยังมีวิธีที่ดีอีกสองวิธี:
(1) โดยใช้สูตรเดียวกันกับผงไททาเนียมไดออกไซด์ PP + 30% GF + 5% PP-G-MAH + 0.5% ยิ่งความแข็งแรงของวัสดุที่ได้ต่ำลง ไททาเนียมไดออกไซด์ (รูไทล์) ก็ยิ่งมีความแท้มากขึ้น
(2) เลือกเรซินโปร่งใส เช่น ABS โปร่งใสที่เติมผงไทเทเนียมไดออกไซด์ 0.5% วัดค่าการส่งผ่านแสง ยิ่งค่าการส่งผ่านแสงต่ำ ผงไทเทเนียมไดออกไซด์ก็จะยิ่งมีความเที่ยงตรงมากขึ้น
เวลาโพสต์: 31 พฤษภาคม 2567
