Arkema разработала частичный заменитель диоксида титана

Диоксид титана – свойства и область применения

Arkema разработала частичный заменитель диоксида титана

Синонимы:
Титана двуокись, Титана (IV) оксид, Титановый ангидрид, Титана (IV) окись,  Titanium dioxide, CI 77891, Pigment white 6, Titanic acid anhydride, Titanium oxide

Высший оксид титана – диоксид – в природе встречается в трех модификациях – минералы рутил, анатаз и брукит, отличающиеся различным кристаллическим строением.

Методы получения разработаны только для диоксида титана со структурой рутила и анатаза.

Диоксид титана – вещество белого цвета, с температурой плавления 1870 °С, не растворим в воде и кислотах. При нагревании окрашивается в желтый цвет, исчезающий после охлаждения.

Основные свойства диоксида титана: 

  •  высокая разбеливающая способность;
  •  хорошая совместимость с любым пленкообразователем;
  •  хорошая укрывистость;
  •  высокая атмосферо- и влагостойкость;
  •  нетоксичность;
  •  химическая стойкость.

Эти свойства обусловили сферы его основного применения.

Основные области применения диоксида титана:

  • производство лакокрасочных материалов;
  • производство пластмасс;
  • производство резино-технических изделий (РТИ);
  • производство бумаги;
  • производство химических волокон и другое.

Большая часть производимого в мире диоксида титана (59%) используется при получении лакокрасочной продукции. Это основной белый пигмент, позволяющий не только получать покрытия разнообразной цветовой гаммы, но и значительно улучшать их свойства.

По своим свойствам в качестве пигмента и наполнителя диоксид титана значительно превосходит цинковые белила, сульфид цинка, литопон. Поэтому среди общего ассортимента применяемых пигментов на его долю приходится 90%.

Диоксид титана довольно дорог и его доля в общей стоимости лакокрасочных материалов (ЛКМ) достигает 10-25%. Поэтому все изготовители лакокрасочной продукции стремятся по возможности сократить использование диоксида титана в рецептурах ЛКМ путем его частичной замены более дешевыми аналогами.

Однако диоксид титана не имеет альтернативы в потреблении этого важнейшего компонента лакокрасочных рецептур.

Диоксид титана является наиболее распространенным белым пигментом в лакокрасочной промышленности.

Он находит широкое применение в производстве полиграфических красок, пластических масс, линолеума, резины и других материалов; используется для матирования синтетических и искусственных волокон, в радиотехнической и электронной промышленности, а также во многих других областях народного хозяйства.

Непигментные сорта диоксида титана, содержащие незначительное количество примесей и для которых не существенны пигментные свойства, применяются в производстве различных титансодержащих сплавов (марки «специальная» и «легированная»), электродов (марки Т-Э), силикатных эмалей (марки ТСЭ), специальных сортов стекол (марки А-Н).

Нанодиоксид титана

Последние годы отмечены быстро растущим спросом на новый вид продукции — высокочистый нанодиоксид титана, который обладает уникальными фотокаталитическими свойствами и имеет широкие возможности применения в солнечных батареях.

Использование нанопорошков диоксида титана снижает стоимость 1 кВт•ч в 5 раз по сравнению с аналогами на основе кремниевых полупроводниковых материалов.

Кроме того, нанодиоксид применяют в космической отрасли и производстве специальных пластмасс для защиты от ультрафиолетового излучения, при изготовлении самоочищающихся стекол, фотокатализаторов, электрохромных дисплеев.

Способ получения нанодисперсного диоксида титана основан на низкотемпературном (200–500 °С) сжигании очищенного тетрахлорида титана в присутствии катализатора в паровой фазе. В зависимости от условий процесса получают рентгеноаморфный, анатазный или рутильный TiO2. Экспериментальные образцы такого продукта имеют частицы размером от 10 до 20 нм.

Цветные титановые пигменты

Цветные титановые пигменты являются новым продуктом на рынке титановой продукции, однако благодаря своим высокотехнологичным свойствам для данного вида пигментов имеется достаточно устойчивый и широкий рынок.

Пигмент отличается высокими показателями укрывистости, атмосферостойкости, цветостойкости, имеет устойчивую окраску светло-кирпичных, коричневато-желтых и бежевых тонов, не содержит токсичных компонентов, может полностью или частично заменить диоксид титана в масляных красках и эмалях соответствующих цветов или использоваться в качестве самостоятельного пигмента-наполнителя.

Двуокись титана пигментная

Пигментная двуокись титана (ГОСТ 9808-84) – синтетический неорганический пигмент белого цвета, анатазной и рутильной форм, получаемый гидролизом растворов сернокислого титана с последующим прокаливанием гидратированной двуокиси титана.

Формула: TiO2.

В зависимости от кристаллической структуры выпускают две формы двуокиси титана: Р – рутильная и А – анатазная. При наличии поверхностной обработки в условной обозначение марки добавляется индекс «0».

В зависимости от области применения двуокись титана изготовляют следующих марок: Р-1, Р-02, Р-03, Р-04, Р-05; А-1, А-2, А-01, А-02.

Пигментная двуокись титана марки Р-02 предназначается для производства лакокрасочных материалов, в том числе вододисперсионных, с хорошей атмосферостойкостью; пластмасс; искусственных кож; пленочных метериалов.

Пигментная двуокись титана пожаро- и взрывобезопасна, по степени воздействия на организм относится к веществам 4-го класса опасности.

Пигментную двуокись титана хранят в закрытых складских помещениях при температуре окружающей среды от минус 40 до плюс 40 °С. Не допускается хранение в упакованном виде на площадках или под навесом.

Допускается хранение продукта, упакованного в мягкие специализированные контейнеры, на открытых площадках. При хранении тару укладывают в штабели высотой не более 3 м на подкладки или деревянные поддоны.

Высокочистый диоксид титана используется в электронной промышленности для производства титанитов ультравысокого качества для поглощения ультрафиолетовых лучей, светочувствительный диоксид титана — для цветного копирования.

Области применения диоксида титана (включая нанодиоксид титана и цветные титановые пигменты)

Наиболее важное значение из всех неорганических пигментов имеют белые. За рубежом основным белым пигментом является диоксид титана. По оценкам зарубежных экспертов, в настоящее время его доля в суммарном потреблении неорганических пигментов составляет 65-70%, а в потреблении белых пигментов – более 90%.

Ведущая роль диоксида титана в группе белых пигментов обусловлена высоким уровнем свойств, характеризующих этот продукт, – способность диспергироваться, тепло- и химическая стойкость, разбеливающая способность, атмосферостойкость, коэффициент преломления и др.

В качестве пигмента диоксид титана используется в лакокрасочной и целлюлозно-бумажной отраслях промышленности, в производствах пластмасс и резинотехнических изделий.

Диоксид титана – универсальный отбеливатель для применения в пищевой, косметической и фармацевтической промышленности.

Применение в пищевой промышленности: для отбеливания всех сортов рыбного фарша, филе, полуфабрикатов, сурими, паштетов и других продуктов. Диоксид титана так же широко применяется в кондитерской промышленности для придания белизны сахарной глазури, конфетам.

Перечень других областей применения приведен ниже:

  • непрозрачный агент;
  • косметическое производство;
  • радиоактивное обезвреживание кожи;
  • производство стекла и керамики;
  • эмалевые фритты;
  • матирование синтетических волокон;
  • печатные краски;
  • сварочные стержни;
  • высокотемпературные датчики (единичные кристаллы TiO2).

В косметическом производстве используется высокоочищенный и тонкодисперсный диоксид титана, обладающий способностью отражать УФ-лучи.

Относится к неорганическим УФ-фильтрам. Такие УФ-фильтры не вызывают аллергию и не раздражают кожу, однако в составе солнцезащитных средств они могут окрашивать её в белый цвет. Для того чтобы физические УФ-фильтры не были видны на коже, частицы диоксида титана стараются сделать более мелкими.

Однако здесь есть свой предел – очень мелкие частицы диоксида титана могут играть роль фотокатализатора, то есть вещества, усиливающего повреждающее действие УФ-излучения. Также, слишком мелкие частички диоксида титана способны накапливаться в кожном покрове.

В зависимости от конкретных условий его применяют как наполнитель, как белый пигмент, как фотозащитную добавку в различных изделиях – пудре, тенях для век, губной помаде, антиперспирантах, защитных кремах, На основе диоксида титана получают более совершенные виды косметического сырья, например, перламутровый пигмент (титанированную слюду).

Пигментный диоксид титана является одним из важнейших промышленных неорганических материалов, по уровню потребления которого можно судить об экономическом, научно-техническом потенциале государства и качестве жизни населения.

Спрос на него обусловлен ростом объемов строительства, производства товаров народного потребления, развитием машиностроения и других отраслей экономики, в т. ч.

и тех, продукция которых требует нанесения стойких покрытий. В экономически развитых странах на эти цели расходуется до 90-95% TiO2.

Потребление пигментного диоксида титана составляет 2-4 кг на душу населения, в России же — только 0,3 кг, причем преимущественно за счет импорта.

В ближайшие годы наиболее высокими темпами будет расти потребление TiO2 в производстве ламинированной бумаги (на 4–6% в год) и пластмасс (4% в год), в лакокрасочной же промышленности — не более 2% в год.

Тем не менее, по оценкам европейских экспертов, при изготовлении ЛКМ используется 58–62% мирового выпуска диоксида титана.

Как следствие, из производства постепенно вытесняются краски на основе цинка, бария и свинца, среднее содержание в красках которого составляет 25%.

Следует отметить новую и быстро растущую область потребления двуокиси титана – применение его в виде микрочастиц в нанотехнологии, хотя современный мировой объем потребления этих частиц еще не превышает 2 тыс. т.

Принимая во внимание значительные резервы увеличения емкости рынка пигментного TiO2 в Азиатско-Тихоокеанском регионе, а также возможности развития новых областей использования продукта, можно заключить, что этот сегмент мирового рынка имеет хорошие перспективы.

Мировое потребление нанодиоксида титана оценивается в 2400 т в год, 50% из которых идёт на производство косметики.

Пигмент-наполнитель

Arkema разработала частичный заменитель диоксида титана

\ Пигмент-наполнитель “Прокаль”

+7 (812) 309-84-73

Наш Адрес

«Прокаль» – универсальный пигмент наполнитель, производимый на основе оксигидроксида алюминия, который одновременно является и частичным заменителем диоксида (двуокиси) титана. Нерастворимый в воде белый мелкокристаллический порошок получают посредством частичной дегидратации и последующей классификации тригидратов алюминия.

Универсальный состав

Материал, обладающий высокой поверхностной активностью, представляет собой комбинированную многофазную систему, включающую в себя различные виды оксигидроксидов алюминия. Практичный пигмент-наполнитель обладает ценными преимуществами:

  • Равномерное распределение;
  • Улучшение степени текучести;
  • Гарантированная равномерность нанесения состава.

Тонкодисперсный пигмент с низкой маслоемкостью востребован в производстве пластмасс, сухих строительных смесей и различных лакокрасочных материалов.

Качество и практичность

Практичный состав, частично заменяющий двуокись титана, производится из специального высококачественного сырья, обладающего стабильными характеристиками. Технологическое оборудование, используемое в производстве, обеспечивает стабильность и равномерность гранулометрического состава продукции. Качество сырья обеспечивается тщательным входным контролем.

Модифицирующая добавка позволяет значительно снизить итоговую стоимость ЛКМ при одновременном улучшении потребительских характеристик продукции. Улучшение белизны и чистоты тона за счет использования состава позволяет применять относительно недорогие пигменты с гарантированным соответствием получаемого оттенка таблице RAL.

  • ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ Широко используется:
    • как частичный заменитель TiO2  (двуокись титана)
    • как модифицирующая добавка во всех типах органо- и водоосновных красок
    • для использования в лакокрасочной, целлюлозно-бумажной промышленности и строительных материалов в качестве пигмента-наполнителя.

    За счет возможности частичной (до 30%) замены TiO2  (двуокись титана),пигмент-наполнитель «Прокаль» обладает одним из неоспоримых преимуществ – позволяет снизить себестоимостьЛКМ

    Пигмент-наполнитель «Прокаль» обладает способностью хорошо распределяться в связующем и их структурировать, обеспечивая при этом дополнительные степени свободы внутри связующего, что приводит к повышению:

    • адгезии
    • атмосферостойкости
    • текучести красок
    • улучшению равномерности нанесения красок

    Высокая белизна и повышенный коэффициент преломления света позволяют повысить:

    • белизну
    • чистоту тона
    • укрывистость в ЛКМ

    Данное свойство позволяет производителям применять в своих композициях менее дорогие белые и цветные пигменты с сохранением цветности по RAL.

    «Прокаль» обладает способностью хорошо распределяться  в полимерных композициях и в некоторой степени их структурировать, обеспечивая при этом дополнительные степени свободы внутри полимера, что приводит:

    • к повышению текучести полимерной композиции
    • улучшению  равномерности нанесения ЛКМ
  • РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

    Следует вводить пигмент-наполнитель «Прокаль» в рецептуру краски в количестве не более 30%от объема TiO2 (по ОКП), иначе может произойти коагуляция покрытия с отрывом от подложки. Вследствие щелочного характера поверхности пигмента-наполнителя его введение может вызвать сдвиг рН краски и потребовать корректировки рецептуры.

    При введении более 15% от объема TiO2 (по ОКП), следует учитывать загущающий эффект пигмента-наполнителя «Прокаль» на краску.

    За счет высокоразвитой поверхности частиц, пигмент-наполнитель придает краскам эффект «тиксотропии».

    При большом количестве загустителей, загущение может принять необратимый характер и привести даже к гелеобразованию.

  • ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
    НаименованиеПигмент-наполнитель «Прокаль»
    Химический составОксигидроксид алюминия AlООН
    Внешний видМелкокристаллический порошок белого цвета, нерастворимый в воде
    Массовая доля воды, %, не более0,1
    Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более0,5
    Потери массы при прокаливании, %12
    Массовая доля Fe2O3, %, не более0,01
    рН водной суспензии с массовой долей 10% ПРОКАЛЬ, ед., не более11
    Водоемкость, г Н2О/100г40
    Средний размер частиц, мкм2,8
    Удельный вес, плотность, г/см33,0
    Удельная поверхность, м2/г50
    Насыпной объем, см3/г1,33
    Маслоемкость г/100 г25-30
    Коэффициент преломления света1,8
    Теплопроводность Вт/м0,6-0,8
    Массовая доля частиц фракций минус 20 мкм, %, не менее99
    Белизна, у.е., не менее95
    Условия хранения, годностьВ исходной упаковке и сухих условиях гарантийный срок хранения не менее 3 лет.
    Меры безопасностиНе токсичен, не радиоактивен, пожаро- и взрывобезопасен, по степени воздействия на организм относится к веществам IV класса опасности по ГОСТ 12.1.005-88. Следует избегать попадания в глаза и на слизистые оболочки.
    Фасовка25 кг
  • ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

    Пигмент-наполнитель «Прокаль» является экологически безопасным веществом, не содержит примесей тяжелых металлов.

  • ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ НАУЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Скачать техническое описание 

Диоксид титана

Arkema разработала частичный заменитель диоксида титана

Перевод: Татьяна Архарова.

Источник: https://www.hellonaturalliving.com/titanium-dioxide-is-it-safe-or-should-you-avoid-it/.

Вы, вероятно, замечали диоксид титана в составе солнцезащитного крема или косметики. Но знаете ли вы, что он также содержится в пончиках, краске и резине? Некоторые исследования показывают, что диоксид титана (TiO2) может вызывать рак, в то время как другие говорят, что он совершенно безопасен. Так безопасен ли диоксид титана? Давайте разберемся.

Что такое диоксид титана и для чего он используется?

Диоксид титана или оксид титана IV – это белый порошок, который широко используется в качестве отбеливающего агента, УФ-фильтра и загустителя. Поскольку он имеет отражающий эффект, его добавляют в краски, пластик, зубные пасты, косметику и бумагу, чтобы cделать их «светлее».

TiO2 также является пищевой добавкой. Вы спросите, почему его добавляют в пищу? Он делает сахарную пудру, заправку для салата, леденцы, жевательную резинку, печенье, молочные продукты и многие другие продукты еще «белее».

Поскольку диоксид титана защищает кожу от ультрафиолетового излучения, на протяжении десятилетий он используется в солнцезащитных кремах. И поскольку он реже вызывает раздражения, чем другие поглощающие ультрафиолетовые лучи химические вещества, например оксибензон, он часто является активным ингредиентом солнцезащитных кремов для детей и людей с чувствительной кожей.

Есть лишь одна проблема: после использования солнцезащитного крема, в составе которого есть диоксид титана, на коже могут оставаться белые полосы. Решением этой проблемы стал диоксид титана в форме наночастиц. В таком виде он не оставляет белых следов на коже, вот почему люди стали чаще наносить такой солнцезащитный крем перед выходом на улицу.

В чем проблема?

Диоксид титана почти нетоксичен. Он плохо проникает в кожу, хотя его попадание в лёгкие может быть опасным. Вот почему я не советую распылять солнцезащитный спрей, ведь его очень легко вдохнуть.

Сам диоксид титана безопасно наносить на кожу, но наночастицы диоксида титана – это другой вопрос. Поскольку наночастицы имеют очень малый размер (меньше 100 нанометров), есть опасения, что они могут проникнуть в более глубокие слои кожи и попасть в кровоток, что создает потенциальную опасность для здоровья.

Некоторые исследования показали, что наночастицы могут оказывать токсическое воздействие на наши органы, особенно на мозг.

Есть также доказательства того, что наночастицы могут влиять на нашу иммунную систему, вызывать повреждение ДНК и вызывать некоторые виды рака. Недавнее исследование показало, что наночастицы титана являются канцерогенными для крыс и ослабляют их иммунную систему.

Неясно, применимо ли это исследование к людям, вот почему французское правительство решило выяснить, является ли добавка E171 безопасной.

Диоксид титана в косметике и солнцезащитном креме 

К счастью, исследования показывают, что наночастицы диоксида титана слишком велики, чтобы попасть в верхние слои кожи человека. Проблема скорее с диоксидом титана, который вдыхается или проглатывается.

Существуют доказательства того, что наночастицы диоксида титана могут вдыхаться и раздражать слизистую оболочку легких, причем, чем меньше частицы, тем они токсичнее.

В еде

Диоксид титана широко используется в пищевой промышленности, например, в таких продуктах, как соус для пасты, лимонная помадка, сыр, мороженое и йогурт.

Больше всего диоксида титана можно найти в сладостях, леденцах и жевательной резинке – а значит, дети должны быть особенно подвержены действию этого вещества.

Некоторые данные свидетельствуют о том, что данные частицы могут проходить через кишечный барьер и попадать в другие органы.

В 2017 году французский Национальный институт сельскохозяйственных исследований показал, что попадание в организм наноразмерного диоксида титана может привести к нарушениям в иммунной системе, воспалениям кишечника и образованию рака. Исследование было проведено на крысах, и оно показало, что требуется лишь небольшое количество наночастиц TiO2, чтобы вызвать рак толстой кишки и другие проблемы со здоровьем.

Вот почему появились опасения, что воздействие на людей может быть аналогичным. Исследование было опубликовано и многие люди стали выступать за запрет использования диоксида титана в пищевой промышленности и медицине.

Некоторые компании уже отказались от использования диоксида титана в своих продуктах. Еще в 2015 году Dunkin Donuts убрали его из пудры для пончиков, а So Delicious стали использовать сливки, в составе которых его нет.

Dunkin Donuts перестали использовать сахарную пудру с диоксидом титана в 2015 году

Является ли диоксид титана вредным для окружающей среды?

Было проведено малое количество исследований того, как диоксид титана, содержащийся в еде и косметике, влияет на окружающую среду, долгосрочных исследований почти нет.

Неблагоприятное воздействие на окружающую среду можно наблюдать только в случаях очень большого содержания диоксида титана в природной среде, например, когда происходит утечка химикатов. Исследование показало, что наночастицы диоксида титана загрязняют пляжи.

Однако это уже не такая и проблема, так как был найден способ снижения потенциального вреда от диоксида титана в солнцезащитном креме.

Что эксперты говорят о диоксиде титана

С 1966 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США включило диоксид титана в список безопасных пищевых добавок при условии, что в продукте его будет не более 1 %. Также диоксид титана считается безопасным для использования в лекарствах, медицинских приборах и косметике.

FDA допускает попадание диоксида титана в лекарственные препараты, отпускаемые без рецепта, в концентрациях не более 25%. Международное агентство по исследованию рака в 2006 году отнесло диоксид титана к канцерогенам группы 2В или же «может быть канцерогенным для человека». Такие результаты были основаны на нескольких исследованиях.

Одно из них показало, что у животных, которые вдыхали высокие концентрации этого вещества, развивались опухоли легких. Другой показал «чуть более высокий» риск развития рака легких у работников производства, на котором используется диоксид титана.

В 2014 году Научный комитет ЕС по защите потребителей пришел к выводу, что наноразмерный диоксид титана безопасен для использования в косметике в концентрациях до 25%. Но это не относится к наночастицам диоксида титана в продуктах, которые могут вдыхаться (например, аэрозоли и порошки).

В Австралии Управление по контролю за изделиями медицинского назначения (TGA) отметило, что «подавляющее большинство» исследований показывают, что наночастицы диоксида титана не проникают в кожу и не достигают кровотока.

В отчете за 2017 год TGA сообщает, что «содержание диоксида титана в солнцезащитном креме имеет больше преимуществ, чем недостатков, особенно когда дело касается защиты кожи и предупреждения рака кожи». Рабочая группа по вопросам окружающей среды (EWG) ставит диоксид титана на шкалу опасности 1-3.

EWG отмечает, что данное вещество «почти не проникает в кожу, но попадает в организм при вдыхании». С 2011 года по стандарту ECOCERT сертифицируются косметические продукты, содержащие наночастицы диоксида титана. COSMOS также считает использование наночастиц диоксида титана безопасным.

Является ли наноразмерный диоксид титана безопасным?

До сих пор нет достаточных данных, чтобы сказать, действительно ли наночастицы диоксида титана представляют опасность для здоровья человека. Что мы действительно знаем, так это то, что (а) они представлены во многих продуктах, и (б) у нас нет четкого представления о том, как долгосрочное их воздействие на нас влияет.

В косметике и солнцезащитном креме

Исследования показали, что наноразмерный диоксид титана не может проникать в здоровую кожу. К сожалению, нет достаточных данных о том, может ли наноразмерный диоксид титана попадать в кожу при многократном и длительном воздействии, как, например, в случае, когда мы применяем

солнцезащитный крем ежедневно в течение многих лет. Также до сих пор неясно, как ультрафиолетовое излучение влияет на способность диоксида титана проникать в кожу. В связи с этим некоторые эксперты призвали ограничить использование наночастиц диоксида титана в солнцезащитных кремах до тех пор, пока долгосрочные исследования не подтвердят, что они действительно безвредны.

Известно, что наночастицы TiO2 могут вдыхаться и проглатываться. Также они могут накапливаться в легких и желудочно-кишечном тракте. Оттуда они могут попасть в кровоток и достичь других органов. Исследования на животных показали, что наноразмерный диоксид титана может привести к астме, аллергии, воспалениям и опухолям в легких. Неясно, однако, таков ли механизм воздействия на людей.

Как обезопасить себя от наночастиц диоксида титана

Так. Диоксид титана еще ничего, а вот наночастицы диоксида титана? Вот тут уже неясно. Не хотелось бы вам ими дышать.

Важно отметить, что бояться солнцезащитного крема не нужно. Рак кожи точно может вас убить, а вот насчет наночастиц никто точно не уверен.

Если сравнить диоксид титана с другими поглотителями ультрафиолета, он по-прежнему является одним из самых безопасных вариантов защиты от солнца.

Если вас очень волнуют наночастицы, то вместо спрея используйте крем, а вместо солнцезащитного стика используйте лосьоны.

Что касается косметики, имейте в виду, что компании не обязаны указывать размер частиц используемого диоксида титана. Это означает, что вам придется поискать бренды, которые по собственному желанию декларируют, что не используют наночастицы (например, Benecos, Hanami и Ere Perez). Это важно в случае продуктов, которые попадают в воздух, например румяна и пудра.

Наноразмерный диоксид титана содержится во многих пищевых продуктах, его практически невозможно избежать. Но если вы придерживаетесь здорового полноценного питания, то вы можете значительно снизить накопление наночастиц диоксида титана в вашем кишечнике.

Диоксид титана — влияние на организм человека

Arkema разработала частичный заменитель диоксида титана

Научный прогресс улучшает качество жизни, делает её более яркой, разнообразной, комфортной. Однако радикальные изменения привычного мира вокруг нас, вызывают у общества тревогу.

Одна из потенциальных опасностей, которая беспокоит учёных и медицинских специалистов — широкое применение пищевых добавок.

Так, недавние публикации о вреде диоксида титана для организма человека, породили множество вопросов.

Что это за вещество? Насколько хорошо изучен диоксид титана? Где он содержится и применяется? Почему учёное сообщество заговорило о нём именно сейчас? Есть ли риск навредить здоровью, используя продукты с его содержанием? Давайте разбираться.

Что такое диоксид титана

Другие названия этого вещества — оксид титана (IV), двуокись титана, титановые белила, титановый ангидрид, а также пищевой краситель E171. Это химическое соединение в виде мелкодисперсного кристаллического порошка белого цвета, не имеющего запаха. При нагревании диоксид титана меняет цвет на жёлтый. В воде, кислотах, щелочах не растворяется.

Формула диоксида титана — TiO2. В природе он находится в составе минералов — рутил, анатаз и брукит. На территории Российской Федерации самое крупное месторождение находится в Тамбовской области.

Физические свойства диоксида титана:

  • высокая способность отбеливания материалов различного происхождения;
  • влагостойкость, устойчивость к влиянию факторов внешней среды (ультрафиолету);
  • химическая стабильность соединения;
  • оптимальное взаимодействие с плёнкообразователями;
  • светорассеивающие свойства;
  • пожаровзрывобезопасный — не горит и не поддерживает огонь.

До недавнего времени специалисты оценивали токсичность диоксида титана как низкую. Инертность этого химического соединения препятствует выделению ядовитых веществ в окружающую среду, не оказывает вредного воздействия на человека при непосредственном контакте.

По степени влияния на организм диоксид титана относится к 4 классу опасности, то есть является малоопасным.

На основании приведённых данных, титановый ангидрид во всём мире используется в продукции, произведённой для людей, как безопасное соединение.

Влияние на организм человека

Российские эксперты оценивают вопрос об опасности диоксида титана, как требующий более систематических научных изысканий. Они сходятся во мнении, что пока не существует многоцентровых рандомизированных исследований, доказывающих опасность диоксида титана как канцерогена, способного вызывать развитие рака.

Благодаря своей химической инертности вещество не вступает во взаимодействие с желудочным соком. То есть диоксид титана не подвергается процессу пищеварения и в неизмененном виде выводится из организма. Его способность к биоаккумуляции (накапливанию в тканях) оценивается как слабая.

Согласно ДСТУ ГОСТ 30333:2009, в данных паспорта безопасности диоксида титана, отмечается отсутствие у него патологического действия:

  • сенсибилизирующего — вызывающего аллергическую реакцию;
  • эмбриотоксического — оказывающего влияние на плод при беременности;
  • гонадотоксического — способствующего половой дисфункции;
  • тератогенного — нарушающего развитие эмбриона.

Канцерогенное действие считается недоказанным по причине недостаточного количества данных.

По мнению экспертов, вредное влияние диоксида титана на здоровье, может быть только у сотрудников, которые заняты на производстве с использованием его сырья. Например, при вдыхании пыли, содержащей TiO2, раздражается слизистая дыхательных путей, что проявляется кашлем. Медицинские специалисты расценивают этот факт не как токсическое действие, а в качестве защитной реакции организма.

На промышленных объектах предусмотрены меры профилактики отравлений диоксидом титана. Для предохранения органов дыхания применяют противопылевые респираторы, маски. При производстве продукта в обязательном порядке используют защитные костюмы, рукавицы, каски, обувь, очки. Проводится регулярный контроль опасного воздействия.

Применение

О популярности диоксида титана говорит тот факт, что ежегодно в мире его производится более пяти миллионов тонн.

В пищевой промышленности

Международная классификации пищевых добавок определяет диоксид титана индексом E171. В России использование этих компонентов в производственном масштабе регламентируют Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1293–03 (с изменениями, внесёнными в 2010 году).

Для чего используется диоксид титана? В каких продуктах он содержится? Можно выделить несколько направлений.

Его применяют в качестве отбеливателя при изготовлении следующих блюд и компонентов:

  • продукты на основе молока — йогурт, кефир, сметана, майонез, сухое и сгущённое молоко, брынза, сыворотка, мороженое, молочные коктейли, смеси для детского питания;
  • сахар-рафинад;
  • джемы;
  • мука.

Из списка понятно, что диоксид титана активно используют в кулинарии. В кондитерской промышленности примером может служить сахарная глазурь, пудра, зефир, белый шоколад. Продолжают список:

  • жевательная резинка;
  • быстрые завтраки;
  • мясные продукты — курица, свиные и говяжьи языки, молочные поросята;
  • рыба и её полуфабрикаты — филе, фарш, тушки кальмаров, мясо криля, крабовые палочки, паштеты (сурими).

Е171 применяют как пищевой краситель. Для придания аппетитного цвета и вида его добавляют в мясной фарш. Жирорастворимый диоксид титана используют в качестве красителя для придания нужного оттенка шоколаду, глазури.

Кроме того, двуокись титана входит в состав упаковочной плёнки, которая защищает продукты от действия ультрафиолета. Это его качество называется укрывистость.

Е171 не привносит в состав продуктов полезные свойства. Назначение пищевой добавки — улучшить их внешний вид, сделать его более привлекательным, а значит востребованным.

В производстве косметики

В индустрии красоты применяют высокоочищенный диоксид титана мелкодисперсной структуры. Раздроблённый до мельчайших частиц порошок используют для изготовления защитных кремов, тональных основ, пудры. Свойство светонепроницаемости позволяет защитить кожу от агрессивного действия солнечных лучей.

Важна и визуальная функция вещества. В качестве пигмента диоксид титана входит в состав помады, придавая ей густоту, вязкость, а также пудры, обеспечивая осветляющий эффект и игру оттенков.

Диоксид титана химически инертен и не влияет на здоровье кожи. Кремы для лица и тональные основы с его содержанием — гипоаллергенные. Но, преимущество двуокиси титана в виде мелкодисперсности, может стать причиной поражения кожи. При низком качестве косметического продукта мелкие частицы способны сыграть роль фотокатализатора. Вместо защиты, они усиливают действие ультрафиолета на кожу.

Интересный факт — после нанесения солнцезащитного средства, неприятный эффект липкости объясняется присутствием в составе диоксида титана. В более качественных косметических средствах этот эффект нейтрализуется его применением в размельчённом состоянии до наночастиц.

Важно знать, что у людей с жирной и проблемной кожей, средства с диоксидом титана могут вызывать высыпание прыщей.

В производстве мыла E171 применяют для достижения эффекта белоснежности. Мелкодисперсные частицы не проникают внутрь кожных покровов и не задерживаются на её поверхности.

В зубной пасте

Диоксид титана в составе зубной пасты выполняет несколько функций:

  • обеспечивает эффект белоснежных зубов, не проникая внутрь эмали;
  • оказывает отбеливающее действие за счёт удаления пигментов с поверхностных слоёв эмали, мягкого зубного налёта (например, в зубной пасте Lacalut White немецкого производства или отечественной Splat White Plus).

Какая зубная паста не содержит диоксид титана? Например, Rembrandt «Антитабак и кофе», специально созданная для курильщиков и людей, которые часто употребляют крепкий чай и кофе.

В медицине

Диоксид титана использует в производстве витаминов, микроэлементных комплексов, таблетированных средств, добавляют мелкодисперсный порошок в состав кремов, суппозиториев, паст. Ничтожно малое количество вещества не влияет на структуру препарата, при этом придаёт ему белизну и продлевает срок действия.

Если есть показания во время беременности медицинские специалисты назначают витаминные комплексы, в составе которых также есть диоксид титана.

В других отраслях промышленности

Двуокись титана называют чудо-материалом. Его применяют в различных отраслях производства многих стран. Мировой рынок титанового ангидрида в последние годы оценивался приблизительно в 5 млн тонн.

Основные области применения, следующие.

  1. Около 60% производимого диоксида титана используется для изготовления краски, эмали, лака и покрытий на их основе. К этой категории товаров относятся фасадные покрытия, цветные водно-дисперсионные краски, ремонтные автоэмали, средства для аэрокосмической промышленности.
  2. В производстве пластика используют свойство диоксида титана придавать изделиям белизну, укрывистость, защищать от ультрафиолетового облучения и появления желтизны. Это важно для изготовления пластиковых окон, садовой мебели, предметов быта, деталей для автомобилей.
  3. Полиграфическая промышленность использует TiO2 для производства печатной краски, бумаги, картона.
  4. Изготовление синтетических волокон и тканей.
  5. Производство стекла и керамики.
  6. Успешно применяют при окрашивании бетона и тротуарной плитки.
  7. Диоксид титана марки ОСЧ используют как эталон чистоты в производстве оптически прозрачных стёкол, в волоконной оптике, радиоэлектронике, медицинского оборудования.
  8. Новое слово в применении — титаноксидные наносистемы. Актуальны в альтернативной энергетике (солнечные батареи), производстве огнеупорных, высокотехнологичных керамических и оптических материалов.

В последнее время на рынке появился новый продукт — цветные титановые пигменты. Они не содержат диоксида титана, при этом сохраняют конкурентоспособность.

Последние исследования свойств диоксида титана

Стоит отметить, что исследования в области токсичности пищевых добавок, а именно в отношении E171, проводятся в США уже с 1969 года. Одно из последних опубликовано в выпуске EFSA Journal 28 июня 2016 г. Результат изучения подтвердил безопасность диоксида титана при текущем уровне потребления.

Однако есть и тревожные данные. Так, а 2015 году американские учёные опубликовали результаты экспериментов на лабораторных мышах — их поили специально приготовленной мелкодисперсной суспензией диоксида титана.

Итоги опытов таковы — поражение митохондрий в клетках головного мозга. Основная функция митохондрий — выработка энергии для поддержания клеточных процессов.

В результате — нарушения функций центральной нервной системы.

А также общественное мнение тревожно отреагировало на недавно опубликованные результаты опытов учёных INRA (Французский национальный институт сельскохозяйственных исследований).

Изыскания проводились на трёх группах крыс и морских свинок, которые получали пищевой краситель в воде. Доза соответствовала суточному потреблению E171 человеком. Длился эксперимент 100 дней.

Результаты исследования можно обобщить следующими фактами:

  • у крыс, имеющих предраковые заболевания кишечника, площадь поражения выросла на 20%;
  • у здоровых животных выявлены признаки озлокачествления в 40%;
  • в третьей группе, где животные не получали диоксида титана изменений не последовало.

Учёные на основании результатов сделали следующие выводы:

  • наночастицы E171 всасываются в кишечнике;
  • развивается поражение лимфатической системы с последующими нарушениями иммунной реакции;
  • образуются участки воспаления слизистой стенки кишечника с возможным озлокачествлением.

Ещё одно исследование — группа американских учёных из Калифорнийского университета в подобных опытах на крысах получили данные о деформации цепочек ДНК.

Токсикологи считают, что диоксид титана может оказывать канцерогенное действие, проникая через дыхательные пути. Особое беспокойство научного сообщества вызывает природа наночастиц. Учёные говорят о новом механизме проявления токсичности в виде физико-химической реакции. Это позволяет TiO2 накапливаться в различных тканях и вызывать окислительный стресс.

С другой стороны, статистические данные подтверждают быстрое увеличение темпов промышленности, основанной на применении наноразмерных систем. Предполагаемый рост расширения внутреннего рынка диоксида титана в ряде стран, в том числе и в России составляет от 4 до 9% ежегодно.

Какой можно сделать вывод? Диоксид титана — это химическое соединение, которое имеет уникальные свойства. Практически нет такой области, где бы вещество ни использовалось.

Медицинские специалисты различных стран уже более 50 лет проводят исследования на предмет выявления канцерогенного действия на организм человека. И не только тех людей, кто занят на производстве с использованием диоксида титана.

Ведь TiO2 входит в состав зубной пасты, косметических средств, лекарственных препаратов, используется как пищевая добавка E171. Однако пока нет однозначного вывода учёных о вреде этого химического соединения. Ведь результаты, полученные на крысах, нельзя однозначно экстраполировать на человека.

Они лишь указывают направление для дальнейших многоцентровых рандомизированных исследований. Точные ответы на тревожные вопросы можно получить, лишь объединив усилия мирового сообщества.

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.