Titaandioxide

Diëlektrische constante

Vanwege zijn hoge diëlektrische constante heeft titaandioxidepigment uitstekende elektrische eigenschappen. Bij het bepalen van enkele fysische eigenschappen van titaandioxide moet rekening worden gehouden met de kristallisatierichting. De permittiviteit van rutieltype titaandioxidepigment varieert bijvoorbeeld met de richting van het kristal. Wanneer het evenwijdig is aan de C-as, is de gemeten diëlektrische constante 180 en is deze 90 wanneer het haaks op deze as staat. De gemiddelde waarde van het poeder is 114. De permittiviteit van het anataastype is relatief laag, namelijk slechts 48.

Geleidingsvermogen

Titaniumdioxide heeft de eigenschappen van een halfgeleider. En de geleidbaarheid neemt snel toe met de temperatuurstijging. Rutiel titaniumdioxidepigment is nog steeds een elektrische isolator bij 20℃. Maar wanneer het wordt verhit tot 420℃, neemt de elektrische geleidbaarheid toe met een factor 107. Een lichte verlaging van het zuurstofgehalte zal een speciaal effect hebben op de elektrische geleidbaarheid. De elektronica-industrie gebruikt de geleidbaarheidskenmerken om keramische condensatoren en andere elektronische componenten te produceren.

Hardheid

Volgens de Mohas-hardheidsschaal van 10 punten is het rutieltype 6 tot 6.5 en het anataastype 5.5 tot 6.0. Om slijtage van de spindop bij chemische vezelextinctie te voorkomen, wordt daarom het anataastype gebruikt.

Smeltpunt en kookpunt

Omdat zowel anataas als brookiet titaandioxide bij hoge temperaturen transformeren in rutiel type titaandioxide. Alleen rutiel type heeft een smeltpunt en kookpunt. Het smeltpunt van rutiel titaandioxide is 1850 ℃. Het smeltpunt is gerelateerd aan de zuiverheid van titaandioxide. Het kookpunt van rutiel titaandioxide is (3200 ± 300) K. Bij deze hoge temperatuur is titaandioxide licht vluchtig.

Hygroscopiciteit

Hoewel titaandioxide hydrofiel is, is de hygroscopiciteit niet erg sterk. De hygroscopiciteit van het rutieltype is kleiner dan die van het anataastype. De hygroscopiciteit heeft een bepaalde relatie met het oppervlak, hoe groter het oppervlak, hoe hoger de hygroscopiciteit. Ondertussen is het ook gerelateerd aan oppervlaktebehandeling en eigenschappen.

Thermische stabiliteit

Titaandioxidepigment is een stof met een goede thermische stabiliteit. De algemene dosering bedraagt ​​0.01% tot 0.12%.

De deeltjesgrootteverdeling van titaniumdioxide is c comprehensive index, wat de prestaties van titaniumdioxidepigment en producttoepassingsprestaties ernstig beïnvloedt. Daarom kan de discussie over het dekken van vermogen en dispersie direct worden geanalyseerd vanuit de deeltjesgrootteverdeling.
De factoren die de deeltjesgrootteverdeling van titaniumdioxidepoeder beïnvloeden, zijn ingewikkelder. De eerste is de grootte van de oorspronkelijke deeltjesgrootte van hydrolyse. Door de hydrolyseprocesomstandigheden te controleren en aan te passen, ligt de oorspronkelijke deeltjesgrootte binnen een bepaald bereik. De tweede is de calcinatietemperatuur. Tijdens de calcinatie van metatitaanzuur ondergaan de deeltjes een kristaltransformatieperiode en groeiperiode. De juiste temperatuur wordt gecontroleerd, zodat de groeiende deeltjes binnen een bepaald bereik vallen. De laatste is het breken van het product. De aanpassing van de Raymond-molen en de aanpassing van de snelheid van de analysator worden meestal gebruikt om de kwaliteit van het breken te controleren. Andere breekapparatuur kan ook worden gebruikt, zoals een universele molen, luchtstraalmolen en hamermolen.

Superhydrofiel oppervlak. Onderzoek suggereert dat de superhydrofiliteit van het TiO2-oppervlak het gevolg is van veranderingen in de oppervlaktestructuur onder lichtomstandigheden. Onder bestraling met ultraviolet licht zal TiO2 afzonderlijk positieve driewaardige titaniumionen en zuurstofvacatures vormen. Op dit moment worden de hydrolytische ionen in de lucht geabsorbeerd in de zuurstofvacature en worden ze chemisch geadsorbeerd water. Het chemisch geadsorbeerde water kan verder vocht in de lucht adsorberen om een ​​fysieke adsorptielaag te vormen.
Oppervlaktehydroxyl. Vergeleken met de metaaloxiden van andere semi-metalen materialen is de polariteit van Ti-O-bindingen in TiO2 relatief groot. Het water dat op het oppervlak is geadsorbeerd, dissocieert gemakkelijk en vormt hydroxylgroepen door polarisatie. Deze oppervlaktehydroxylgroep kan de prestaties van Tio2 als adsorbens en verschillende monomeren verbeteren en gemak bieden voor oppervlaktemodificatie.
Oppervlakte zuur-base-eigenschap. Wanneer TiO2 wordt gemodificeerd, worden er vaak oxiden zoals AI, Si en Zn toegevoegd. Wanneer de oxiden van AI of Si alleen bestaan, is er geen duidelijke zuurgraad of alkaliteit. Wanneer echter gecombineerd met Tio2, kan er vast superzuur worden bereid.
Elektrisch gedrag van het oppervlak. TiO2-deeltjes in een vloeistof, met name een polair medium, zullen tegengestelde ladingen adsorberen vanwege de lading op het oppervlak om een ​​gediffundeerde elektrische dubbellaag te vormen, wat de effectieve diameter van de deeltjes vergroot. Wanneer de deeltjes dicht bij elkaar zitten, worden ze afgestoten vanwege dezelfde lading. Het is gunstig voor de stabiliteit van het dispersiesysteem. Bijvoorbeeld, het oppervlak van Al2O3-gecoate TiO2 heeft een positieve lading, terwijl TiO2 behandeld met SiO2 een negatieve lading heeft.

Zwavelzuurmethode

Onderwerp ferro-titaniumpoeder en geconcentreerd zwavelzuur aan een zure hydrolysereactie om titanylsulfaat te produceren, dat wordt gehydrolyseerd om metatitaanzuur te produceren. En calcineer en verpulver vervolgens om een ​​titaandioxideproduct te verkrijgen. Deze methode kan zowel rutiel titaandioxide als anataas titaandioxidepigment produceren.

Voordelen.  Het neemt ilmeniet en zwavelzuur met de kenmerken van lage prijs en gemakkelijke beschikbaarheid als grondstoffen. De technologie is volwassen, de productie-apparatuur is eenvoudig en het anti-corrosie materiaal is gemakkelijk op te lossen.

Nadeel. Het proces is zo lang en kan alleen intermitterend worden uitgevoerd. Zwavelzuur en waterverbruik zijn hoog. Het geproduceerde afval en bijproducten zijn meer. En veroorzaken zo grote milieuvervuiling.

Chloreringsmethode

Gebruik materialen die titanium bevatten. Laat de gechloreerde hoog-titanium slak, of kunstmatige rutiel, of natuurlijke rutiel reageren met chloorgas om titaniumtetrachloride te genereren. Zuiver het door rectificatie en onderwerp het vervolgens aan gasfase-oxidatie. Na snelle afkoeling wordt TiO2 verkregen door gas-vaste scheiding. Omdat de TiO2 een bepaalde hoeveelheid chloor adsorbeert, moet het worden verwijderd door verhitting of stoombehandeling.

Het proces is eenvoudig, maar het wordt gechloreerd bij 1000℃ of hogere temperaturen. Er zijn veel chemische engineeringproblemen, zoals hoge corrosie van chloor, oxychloride en titaniumtetraloride die opgelost moeten worden. Bovendien zijn de gebruikte grondstoffen speciaal, wat duurder is dan de zwavelzuurmethode.

Chloreringsproductie is continue productie. De operationele flexibiliteit van de productieapparatuur is niet groot en het is niet eenvoudig om de start of stop van het proces en de productiebelasting aan te passen. De continue procesproductie is echter eenvoudig, de procescontrolepunten zijn beperkt en de productkwaliteit is eenvoudig om optimale controle te bereiken. Bovendien zijn de primaire TiO2-deeltjes eenvoudig te depolymeriseren zonder het sinterproces dat wordt gevormd door de calcinatie van de roterende oven. Blijkbaar zijn mensen dus gewend te geloven dat de kwaliteit van het gechloreerde titaniumdioxide veel beter is.

Voordelen. Kort proces, eenvoudige uitbreiding van de productiecapaciteit, hoge mate van continue automatisering, relatief laag energieverbruik, minder "drie verspillingen". Ondertussen kunnen er producten van hoge kwaliteit worden verkregen.

Nadelen. Grote investeringen, complexe apparatuurstructuur, hoge eisen aan materialen, hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid, moeilijk onderhoud van het apparaat en moeilijkheden bij onderzoek en ontwikkeling.

• Gebruikt in oplosmiddelhoudende coatings en watergedragen coatings, speelt titaniumdioxidepoeder niet alleen de rol van bedekking en decoratie. Het belangrijkste is dat het de fysieke en chemische eigenschappen van de coatings kan verbeteren, de chemische stabiliteit kan verbeteren, de dekkracht, ontkleuringskracht, corrosiebestendigheid, lichtbestendigheid en weersbestendigheid kan verbeteren. Ondertussen kan het de mechanische sterkte en hechting van de coatingfilm verbeteren, scheuren en afstoten voorkomen, de penetratie van ultraviolette stralen en vocht voorkomen en de levensduur van objecten verlengen.
• Vergeleken met andere veelgebruikte pigmenten, zoals zinkwit, zinkbariumwit, heeft titaandioxidepigment meer voordelen, omdat de deeltjes klein en uniform zijn met een hoge optische stabiliteit. Of het nu gaat om dekkracht of achromatisch vermogen, de prestaties van rutiel titaandioxide en anataas titaandioxide zijn veel beter dan zinkwit en zinkbariumwit.
• Gebruikt in plastic, heeft titaniumdioxide pigment de kenmerken van hoge witheid, groot achromatisch vermogen, goede opaciteit en chemische stabiliteit. Als het wordt gebruikt in plaats van lithopoon, kan het verbruik van wit pigment worden verminderd met 50% tot 70%.