مقدمه و ویژگی های اصلی دی اکسید تیتانیوم

دی اکسید تیتانیوم (TiO2) یک محصول شیمیایی معدنی مهم است که کاربردهای مهمی در پوشش‌ها، جوهر، کاغذسازی، لاستیک پلاستیک، الیاف شیمیایی، سرامیک و سایر صنایع دارد. دی اکسید تیتانیوم (نام انگلیسی: titanium dioxide) یک رنگدانه سفید رنگ است که جزء اصلی آن دی اکسید تیتانیوم (TiO2) است. نام علمی تیتانیوم دی اکسید (دی اکسید تیتانیوم) و فرمول مولکولی آن TiO2 است. این یک ترکیب چند کریستالی است که ذرات آن به طور منظم مرتب شده اند و ساختار شبکه ای دارند. چگالی نسبی دی اکسید تیتانیوم کوچکترین است. فرآیند تولید دی اکسید تیتانیوم دو مسیر دارد: روش اسید سولفوریک و روش کلرزنی.

ویژگی های اصلی:
1) چگالی نسبی
در میان رنگدانه های سفید رایج، چگالی نسبی دی اکسید تیتانیوم کمترین است. در بین رنگدانه های سفید با همان کیفیت، مساحت سطح دی اکسید تیتانیوم بیشترین و حجم رنگدانه بیشترین است.
2) نقطه ذوب و نقطه جوش
از آنجایی که نوع آناتاز در دمای بالا به نوع روتیلی تبدیل می شود، نقطه ذوب و نقطه جوش دی اکسید تیتانیوم آناتاز در واقع وجود ندارد. فقط دی اکسید تیتانیوم روتیل دارای نقطه ذوب و نقطه جوش است. نقطه ذوب دی اکسید تیتانیوم روتیل 1850 درجه سانتیگراد، نقطه ذوب در هوا (15 ± 1830) درجه سانتیگراد و نقطه ذوب در اکسیژن غنی 1879 درجه سانتیگراد است. نقطه ذوب مربوط به خلوص دی اکسید تیتانیوم است. . نقطه جوش دی اکسید تیتانیوم روتیل (300±3200) درجه سانتیگراد است و دی اکسید تیتانیوم در این دمای بالا کمی فرار است.
3) ثابت دی الکتریک
دی اکسید تیتانیوم به دلیل ثابت دی الکتریک بالا، خواص الکتریکی بسیار خوبی دارد. هنگام تعیین برخی از خواص فیزیکی دی اکسید تیتانیوم، جهت کریستالوگرافی کریستال های دی اکسید تیتانیوم باید در نظر گرفته شود. ثابت دی الکتریک دی اکسید تیتانیوم آناتاز نسبتا کم است، فقط 48.
4) رسانایی
دی اکسید تیتانیوم دارای خواص نیمه هادی است، رسانایی آن با دما به سرعت افزایش می یابد و همچنین به کمبود اکسیژن بسیار حساس است. ثابت دی الکتریک و خواص نیمه هادی دی اکسید تیتانیوم روتیل برای صنعت الکترونیک بسیار مهم است و می توان از این خواص برای تولید قطعات الکترونیکی مانند خازن های سرامیکی استفاده کرد.
5) سختی
با توجه به مقیاس سختی Mohs، دی اکسید تیتانیوم روتیل 6-6.5 و دی اکسید تیتانیوم آناتاز 5.5-6.0 است. بنابراین، در انقراض الیاف شیمیایی، از نوع آناتاز برای جلوگیری از ساییدگی سوراخ های اسپینر استفاده می شود.
6) هیگروسکوپی
اگرچه دی اکسید تیتانیوم آبدوست است، اما رطوبت سنجی آن چندان قوی نیست و نوع روتیل کوچکتر از نوع آناتاز است. هیگروسکوپی دی اکسید تیتانیوم با اندازه سطح آن رابطه مشخصی دارد. مساحت سطح زیاد و رطوبت سنجی بالا نیز به عملیات و خواص سطح مربوط می شود.
7) پایداری حرارتی
دی اکسید تیتانیوم ماده ای با پایداری حرارتی خوب است.
8) دانه بندی
توزیع اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم یک شاخص جامع است که به طور جدی بر عملکرد رنگدانه های دی اکسید تیتانیوم و عملکرد کاربرد محصول تأثیر می گذارد. بنابراین، بحث قدرت پوشش و پراکندگی را می توان به طور مستقیم از توزیع اندازه ذرات تحلیل کرد.
عوامل موثر بر توزیع اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم پیچیده هستند. اولی اندازه اندازه ذرات اصلی هیدرولیز است. با کنترل و تنظیم شرایط فرآیند هیدرولیز، اندازه ذرات اولیه در محدوده مشخصی قرار می گیرد. دوم دمای کلسیناسیون است. در طی کلسیناسیون متاتیتانیک اسید، ذرات تحت یک دوره تبدیل بلوری و یک دوره رشد قرار می گیرند و دمای مناسب برای ایجاد ذرات رشد در محدوده مشخصی کنترل می شود. آخرین مرحله پودر کردن محصول است. معمولاً برای کنترل کیفیت پودر شدن از اصلاح آسیاب ریموند و تنظیم سرعت آنالایزر استفاده می شود. در عین حال می توان از سایر تجهیزات پودرسازی مانند: پودر کننده پرسرعت، پودر جت و آسیاب چکشی استفاده کرد.