Titanoxid / Weiß
Die hervorragende Eignung von Titandioxid als weißes Pigment wurde 1908 in Norwegen und den USA entdeckt. Ab 1916 wurde das Pigment bereits unter der Bezeichnung Kronos Titan White kommerziell hergestellt. In Deutschland begann die Produktion im Jahr 1924 zunächst unter dem Namen Degea-Titanweiß. Bis 1938 wurde das Titanweiß nur in der Anatasform hergestellt, dann aber zunehmend in der Rutilform, die sich als stabiler gegenüber Ölbindemitteln und organischen Farbstoffen erwies. Es wurde daher auch als Rutilweiß bezeichnet.
Im Jahr 2008 betrug die weltweite Produktionsmenge 4,7 Millionen Tonnen, ein Rückgang gegenüber 2007 um 4,9%. Mehr als die Hälfte dieser Menge wird in Beschichtungsstoffen eingesetzt. 70% der Gesamtproduktion werden von fünf Herstellern produziert, wobei neben Kronos und Marktführer DuPont (USA) noch die Unternehmen Cristal (Saudi-Arabien), Tronox (USA) und Huntsman (USA) zu den weltweit größten Produzenten gezählt werden. Die Regionen, die am meisten Titandioxid verbrauchen, sind Nordamerika, Europa und China. Die größten Wachstumsmärkte sind China und Indien.
Der Schmelzpunkt von Titandioxid liegt bei 1855 °C. Es ist thermisch stabil, beständig, hat einen hohen Brechungsindex (2,8) und daher ein großes Färbe- und Deckvermögen. Titandioxid ist chemisch sehr inert. Es ist lichtbeständig, preiswert, bisherigen Untersuchungen zu Folge ungiftig und daher das bedeutendste Weißpigment. Aus koloristischer Sicht hat Titandioxid das höchste Deckvermögen aller Weißpigmente und gleichzeitig ein hervorragendes Aufhellungsvermögen.
Verwendung:
Titandioxid findet überwiegend als weißes Pigment Verwendung und ist im Colour Index unter C.I. Pigment White 6 bzw. C.I. 77891 aufgeführt.
Es ist chemisch stabil, ungiftig und unter der Kennzeichnung E 171 als Lebensmittelzusatzstoff beispielsweise in Zahnpasta und Hustenbonbons anzutreffen, sowie unter CI 77891 als Pigment in Kosmetika. Auch in der Ölmalerei findet es teilweise Verwendung. Im technischen Bereich findet es Verwendung in Farben und Lacken, Textilien, in Papier, sowie als UV-Blocker in Sonnencremes und Aufheller in Arzneimitteln (Tabletten).
Auf den Halbleitereigenschaften des Titandioxids basiert die Farbstoffsolarzelle (Grätzel-Zelle). Mit Hilfe von Titandioxid gelang die Herstellung von Memristoren.
Titandioxid wird ebenfalls als Hauptbestandteil des Keramik-Dielektrikums in Klasse 1 Keramikkondensatoren eingesetzt.
Titandioxid in der Anatas-Modifikation ist Hauptbestandteil der Katalysatoren, die für die industrielle Entstickung von Rauchgasen nach dem SCR-Verfahren eingesetzt werden.
Titandioxid wird auch im Bereich der Veredlung von Fliesen oder in Putzen verwendet, was dazu führt, dass die damit behandelten Oberflächen schmutzabweisend werden.
Der photokatalytische Effekt von TiO2-Nanopartikeln wird in Verbindung mit der UV-Aktivität für „selbstreinigende“ Oberflächen genutzt (photokatalytische Selbstreinigung). In einer speziellen Einarbeitung in Farben soll das Titandioxid bei Lichteinfall aktiv bleiben. Damit dient der photokatalytische Mechanismus des Ti(III)O+/Ti(IV)O2 neben der Oberflächenreinigung auch der Luftreinhaltung. So kann in belasteter Zimmerluft oder an vielbefahrenen Straßen durch Schadstoffzersetzung eine geringfügige Verbesserung der Atemluft erreicht werden.
Eine Möglichkeit, Fasern aus Wolle, Baumwolle oder Hanf mit dieser Reinigungswirkung zu versehen, wurde durch die Kopplung über Carboxyl-Gruppen erreicht. Somit ist es möglich, Textilien durch Hydroxyl-Radikale gegen Flecke und gegen Krankheitskeime zu schützen. Im Experiment der australischen Forscher waren selbst Rotweinflecke nach 20 Stunden Sonnenlicht beseitigt.