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Titandioxid - Wichtiges Weißpigment für eine Vielzahl von Produkten

Titandioxid - Weisspigmente

Was den chemischen Stoff Titandioxid so besonders macht, ist seine ultraweiße Farbe. So kann TiO2 Licht streuen und reflektieren, ist beständig gegen UV-Licht und kann dieses gleichzeitig absorbieren. Damit hat sich Titanoxid als Zusatzstoff für zahlreiche Produkte gewährt, die im täglichen Gebrauch nicht mehr wegzudenken sind und einen erheblichen Beitrag zu Lebensqualität und wirtschaftlichem Wachstum bieten. 

Titandioxid, auch bekannt als Zusatzstoff E 171, ist eine Sauerstoff-Verbindung des Metalls Titan. Der in Wasser unlösliche Stoff hat einen extrem hohen Schmelz- (1843 Grad Celsius) und Siedepunkt (2972 Grad Celsius). 

Titandioxid ist das hellste Pigment, was es gibt. Doch dies ist nicht das einige Charakteristikum, was es so vielseitig macht. Normalerweise erscheinen weiße Pigmente im Licht etwas gelblich. Titandioxid absorbiert die UV-Strahlung jedoch so stark, dass es als reines Weiß erscheint. Dabei wirkt es gleichzeitig als Photokatalysator, der Schadstoffe aus der Umwelt minimiert.

Der Brechungsindex von TiO2 ist höher als der von Diamanten, was den Stoff so beliebt in der Produktion von Kosmetika oder anderen ästhetischen Bereichen macht. TiO2 kann sowohl als Pigment als auch als Nanopartikel produziert werden. Beide Formen sind geschmacks- und geruchsneutral und nicht in Wasser löslich.

Titandioxid kann in der Natur in drei verschiedenen Modifikationen vorkommen. Jedes der Polymorphen weist dabei eine andere Kristallstruktur und Dichte  auf. Bei diesen drei Modifikationen handelt es sich um Rutil, Anatas und Brookit. 

Neben diesen drei natürlichen Formen kann Titandioxid jedoch auch auf acht unterschiedliche Arten synthetisch hergestellt werden. 

Metallisches Titan kommt in der Natur nur sehr selten vor und die Herstellung aus Ilmenit (Eisenerz) oder Rutil ist kostenintensiv und aufwendig. Aus diesem Grund wird die Verwendung von Titandioxid vorgezogen.

Um reines Titandioxid zu extrahieren, kann ein Sulfat- oder ein Chloridverfahren angewendet werden. Dabei wird ein Ilmenit-Erz oder das Derivat "Titanschlacke" durch eines der Verfahren zu reinem TiO2.

Dieses besteht aus einem Titanatom und zwei Sauerstoffatomen. Als chemisch inert angesehener Stoff, handelt es sich bei Titandioxid um eine chemisch stabile, preiswerte und vielseitige Substanz. Dadurch ist es bis heute das bedeutendste Weißpigment, welches auch für Lebensmittel zugelassen, in nahezu allen Farben und Lacken enthalten ist und uns damit in unserem alltäglichen Leben begleitet. 

Anwendungsgebiete

Titanoxid findet seine Anwendung in Lebensmitteln, die durch Zugabe des Zusatzstoffes eine strahlend weiße Farbe erlangen - wie beispielsweise Kaugummis oder Dragees. Ausgewiesen wird er als Lebensmittelzusatzstoff E 171.

Außerdem ist TiO2 häufig ein Bestandteil der Zahnpasta, die durch die Titandioxid-Partikel zwar keine weißen Zähne verursacht, aber der Zahncreme eine weiße Farbe verleiht. Zusätzlich hat der Stoff durch seine feinen Nanopartikel eine scheuernde Wirkung, die Ablagerungen und Zahnstein entfernt.

Auch in zahlreichen Kosmetika, Papier, Arzneimitteln und Sonnencremes findet Titandioxid seine Verwendung. Meist wird es dabei als UV-Blocker oder Aufheller eingesetzt. 

Als relevantes Weißpigment ist TiO2 jedoch ein wichtiger Bestandteil von Farben, Lacken. Natürlich ist der Stoff hier als das "perfekte Weiß" bekannt, bildet jedoch auch Grundlage für viele andere Farben. Dabei ist es unter dem Colour Index C.I. Pigment White 6 oder C.I. 77891 erkennbar. Der hohe Brechungsindex macht es möglich, dass das Farbpigment das Licht streut und so für eine leuchtende, deckende und reflektierende Qualität bei Farben und Lacken sorgt.

Auch in Kunststoffen und Beschichtungen kommt Titandioxid zum Einsatz. So fungiert er bei Fensterrahmen aus Kunststoff beispielsweise als idealer UV-Filter. Weiterhin wirkt TiO2 als Photokatalysator, der Schadstoffe aus der Luft unwirksam macht und daher als Beschichtung bei Solarpanelen oder Windturbinen eingesetzt wird. 

Die Vorteile sind vielfältig:

  • hohe Leuchtkraft
  • hohe Deckkraft
  • Beständigkeit gegenüber Hitze, Licht und Witterung
  • UV-Schutz

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