TITANIUM DIOXIDE ( TTANYUM DOKST)

TITANIUM DIOXIDE/ TTANYUM DOKST

Synonyms:

TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; oxyde de titane (IV), TiO2; TiO2; cas 13463-67-7; Cas no:13463-67-7; Titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; OXYDE DE TTANE (IV), TO2; TO2; CAS 13463-67-7; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; OXYDE DE TTANE (IV), TO2; TO2; CAS 13463-67-7; CAS NO:13463-67-7; TTANUM DOXDE (RUTLE); TTANUM DOXDE; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TTANUM DOXDE RUTLE; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Oxyde De Titane (Iv), Tio2; Tio2; Cas 13463-67-7; Cas No:13463-67-7; Titanium Dioxide (Rutile); Titanium Dioxide; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Titanium Dioxide Rutile; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; oxyde de titane (v), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7; titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxde ; Dioxide de titane ;TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; oxyde de titane (IV), TiO2; TiO2; cas 13463-67-7; Cas no:13463-67-7; Titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; OXYDE DE TTANE (IV), TO2; TO2; CAS 13463-67-7; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; OXYDE DE TTANE (IV), TO2; TO2; CAS 13463-67-7; CAS NO:13463-67-7; TTANUM DOXDE (RUTLE); TTANUM DOXDE; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TTANUM DOXDE RUTLE; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Oxyde De Titane (Iv), Tio2; Tio2; Cas 13463-67-7; Cas No:13463-67-7; Titanium Dioxide (Rutile); Titanium Dioxide; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Titanium Dioxide Rutile; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; oxyde de titane (v), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7; titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2; CAS NO:13463-67-7; TTANUM DOXDE (RUTLE); TTANUM DOXDE; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TTANUM DOXDE RUTLE; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Oxyde De Titane (Iv), Tio2; Tio2; Cas 13463-67-7; Cas No:13463-67-7; Titanium Dioxide (Rutile); Titanium Dioxide; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Titanium Dioxide Rutile; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; oxyde de titane (v), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7; titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2 ; Titanyum dioksit anastaz ; Titanium dioksit anastaz ; Titanyum dioksyt anastaz ; Titanyum dioksit ; di oxyde de titane ; Dioxide de titane; Dioxide de titan ; Di Oxyde de titane ; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2; CAS NO:13463-67-7; TTANUM DOXDE (RUTLE); TTANUM DOXDE; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TITANIUM DIOXIDE ; Dioxide DE TITANE ; TTANUM DOXIDE ; DOXYDE DE TTANE ; TTANUM DOXDE RUTLE; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Oxyde De Titane (Iv), Tio2; Tio2; Cas 13463-67-7; Cas No:13463-67-7; Titanium Dioxide (Rutile); Titanium Dioxide; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Ttanum Doxde ; Doxyde De Ttane ; Titanium Dioxde ; Dioxide De Titane ; Titanium Dioxide Rutile; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; oxyde de titane (v), tio2; tio2; cas 13463-67-7; cas no:13463-67-7; titanium dioxide (rutile); titanium dioxide; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; ttanum doxde ; doxyde de ttane ; titanium dioxde ; Dioxide de titane ; titanium dioxide rutile; TiO2; TiO2 ; Titanyum dioksit anastaz ; Titanium dioksit anastaz ; Titanyum dioksyt anastaz ; Titanyum dioksit ; di oxyde de titane ; Dioxide de titane; Dioxide de titan ; Di Oxyde de titane ; Dioxyde de titane; dioxyde de titan; Titanyum Dioksit; Titanium Dioksit; Titanyum Diyoksit

Titanium dioxide

Titanium(IV) oxide

The unit cell of rutile

Names

IUPAC names

Titanium dioxide

Titanium(IV) oxide

Other names

Titania

Rutile

Brookite

Identifiers

CAS Number

13463-67-7 ☑

3D model (JSmol)

Interactive image

ChEBI

CHEBI:32234 ☑

ChEMBL

ChEMBL1201136 ☒

ChemSpider

24256 ☑

ECHA InfoCard 100.033.327

E number E171 (colours)

KEGG

C13409 ☒

PubChem CID

26042

RTECS number

XR2775000

UNII

15FIX9V2JP ☑

CompTox Dashboard (EPA)

DTXSID3021352 Edit this at Wikidata

InChI[show]

SMILES[show]

Properties

Chemical formula TiO

Molar mass 79.866 g/mol

Appearance White solid

Odor Odorless

Density

4.23 g/cm3 (rutile)

3.78 g/cm3 ( )

Melting point 1,843 °C (3,349 °F; 2,116 K)

Boiling point 2,972 °C (5,382 °F; 3,245 K)

Solubility in water Insoluble

Band gap 3.05 eV (rutile)[1]

Magnetic susceptibility (χ) +5.9·10-6 cm3/mol

Refractive index (nD)

2.488 ( )

2.583 (brookite)

2.609 (rutile)

Thermochemistry

Std molar

entropy (So298) 50 J·mol-1·K-1[2]

Std enthalpy of

formation (ΔfH⦵298) -945 kJ·mol-1[2]

Hazards

Safety data sheet ICSC 0338

EU classification (DSD) (outdated) Not listed

NFPA 704 (fire diamond)

NFPA 704 four-colored diamond

010

Flash point Non-flammable

NIOSH (US health exposure limits):

PEL (Permissible) TWA 15 mg/m3[3]

REL (Recommended) Ca[3]

IDLH (Immediate danger) Ca [5000 mg/m3][3]

Related compounds

Other cations Zirconium dioxide

Hafnium dioxide

Related Titanium oxides Titanium(II) oxide

Titanium(III) oxide

Titanium(III,IV) oxide

Related compounds Titanic acid

Except where otherwise noted, data are given for materials in their standard state (at 25 °C [77 °F], 100 kPa).

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Infobox references

Titanium dioxide, also known as titanium(IV) oxide or titania /taɪˈteɪniə/, is the naturally occurring oxide of titanium, chemical formula TiO

2. When used as a pigment, it is called titanium white, Pigment White 6 (PW6), or CI 77891. Generally, it is sourced from ilmenite, rutile, and . It has a wide range of applications, including paint, sunscreen, and food coloring. When used as a food coloring, it has E number E171. World production in 2014 exceeded 9 million tonnes.[4][5][6] It has been estimated that titanium dioxide is used in two-thirds of all pigments, and pigments based on the oxide have been valued at $13.2 billion.[7]

Occurrence

Titanium dioxide occurs in nature as the minerals rutile and . Additionally two high-pressure forms are known minerals: a monoclinic baddeleyite-like form known as akaogiite, and the other is an orthorhombic α-PbO2-like form known as brookite, both of which can be found at the Ries crater in Bavaria.[8][9][10] It is mainly sourced from ilmenite ore. This is the most widespread form of titanium dioxide-bearing ore around the world. Rutile is the next most abundant and contains around 98% titanium dioxide in the ore. The metastable and brookite phases convert irreversibly to the equilibrium rutile phase upon heating above temperatures in the range 600-800 °C (1,110-1,470 °F).[11]

Titanium dioxide has eight modifications – in addition to rutile, , akaogiite, and brookite, three metastable phases can be produced synthetically (monoclinic, tetragonal, and orthorombic), and five high-pressure forms (α-PbO2-like, baddeleyite-like, cotunnite-like, orthorhombic OI, and cubic phases) also exist:

Form Crystal system Synthesis

Rutile Tetragonal

Tetragonal

Brookite Orthorhombic

TiO2(B)[12] Monoclinic Hydrolysis of K2Ti4O9 followed by heating

TiO2(H), hollandite-like form[13] Tetragonal Oxidation of the related potassium titanate bronze, K0.25TiO2

TiO2(R), ramsdellite-like form[14] Orthorhombic Oxidation of the related lithium titanate bronze Li0.5TiO2

TiO2(II)-(α-PbO2-like form)[15] Orthorhombic

Akaogiite (baddeleyite-like form, 7 coordinated Ti)[16] Monoclinic

TiO2 -OI[17] Orthorhombic

Cubic form[18] Cubic P > 40 GPa, T > 1600 °C

TiO2 -OII, cotunnite(PbCl2)-like[19] Orthorhombic P > 40 GPa, T > 700 °C

The cotunnite-type phase was claimed by L. Dubrovinsky and co-authors to be the hardest known oxide with the Vickers hardness of 38 GPa and the bulk modulus of 431 GPa (i.e. close to diamond’s value of 446 GPa) at atmospheric pressure.[19] However, later studies came to different conclusions with much lower values for both the hardness (7-20 GPa, which makes it softer than common oxides like corundum Al2O3 and rutile TiO2)[20] and bulk modulus (~300 GPa).[21][22]

The oxides are commercially important ores of titanium. The metal is also be mined from other ores such as ilmenite or leucoxene, or one of the purest forms, rutile beach sand. Star sapphires and rubies get their asterism from rutile impurities present.[23]

Titanium dioxide (B) is found as a mineral in magmatic rocks and hydrothermal veins, as well as weathering rims on perovskite. TiO2 also forms lamellae in other minerals.[24]

Molten titanium dioxide has a local structure in which each Ti is coordinated to, on average, about 5 oxygen atoms.[25] This is distinct from the crystalline forms in which Ti coordinates to 6 oxygen atoms.

A ball-and-stick chemical model of an crystal

Structure of . Together with rutile and brookite, one of the three major polymorphs of TiO2.

Production

Evolution of the global production of titanium dioxide according to process

The production method depends on the feedstock. The most common mineral source is ilmenite. The abundant rutile mineral sand can also be purified with the chloride process or other processes. Ilmenite is converted into pigment grade titanium dioxide via either the sulfate process or the chloride process. Both sulfate and chloride processes produce the titanium dioxide pigment in the rutile crystal form, but the Sulfate Process can be adjusted to produce the form. , being softer, is used in fiber and paper applications. The Sulfate Process is run as a batch process; the Chloride Process is run as a continuous process.[26]

Plants using the Sulfate Process require ilmenite concentrate (45-60% TiO2) or pretreated feedstocks as suitable source of titanium.[27] In the sulfate process, ilmenite is treated with sulfuric acid to extract iron(II) sulfate pentahydrate. The resulting synthetic rutile is further processed according to the specifications of the end user, i.e. pigment grade or otherwise.[28] In another method for the production of synthetic rutile from ilmenite the Becher Process first oxidizes the ilmenite as a means to separate the iron component.

An alternative process, known as the chloride process converts ilmenite or other titanium sources to titanium tetrachloride via reaction with elemental chlorine, which is then purified by distillation, and reacted with oxygen to regenerate chlorine and produce the titanium dioxide. Titanium dioxide pigment can also be produced from higher titanium content feedstocks such as upgraded slag, rutile, and leucoxene via a chloride acid process.

The five largest TiO

2 pigment processors are in 2019 Chemours, Cristal Global, Venator, Kronos, and Tronox, which is the largest one.[29][30] Major paint and coating company end users for pigment grade titanium dioxide include Akzo Nobel, PPG Industries, Sherwin Williams, BASF, Kansai Paints and Valspar.[31] Global TiO

2 pigment demand for 2010 was 5.3 Mt with annual growth expected to be about 3-4%.[32]

Specialized methods

For specialty applications, TiO2 films are prepared by various specialized chemistries.[33] Sol-gel routes involve the hydrolysis of titanium alkoxides, such as titanium ethoxide:

Ti(OEt)4 + 2 H2O → TiO2 + 4 EtOH

This technology is suited for the preparation of films. A related approach that also relies on molecular precursors involves chemical vapor deposition. In this application, the alkoxide is volatilized and then decomposed on contact with a hot surface:

Ti(OEt)4 → TiO2 + 2 Et2O

Applications

The most important application areas are paints and varnishes as well as paper and plastics, which account for about 80% of the world’s titanium dioxide consumption. Other pigment applications such as printing inks, fibers, rubber, cosmetic products, and food account for another 8%. The rest is used in other applications, for instance the production of technical pure titanium, glass and glass ceramics, electrical ceramics, metal patinas, catalysts, electric conductors, and chemical intermediates.[34]

Pigment

First mass-produced in 1916,[35] titanium dioxide is the most widely used white pigment because of its brightness and very high refractive index, in which it is surpassed only by a few other materials (see list of indices of refraction). Titanium dioxide crystal size is ideally around 220 nm (measured by electron microscope) to optimize the maximum reflection of visible light. The optical properties of the finished pigment are highly sensitive to purity. As little as a few parts per million (ppm) of certain metals (Cr, V, Cu, Fe, Nb) can disturb the crystal lattice so much that the effect can be detected in quality control.[36] Approximately 4.6 million tons of pigmentary TiO2 are used annually worldwide, and this number is expected to increase as use continues to rise.[37]

TiO2 is also an effective opacifier in powder form, where it is employed as a pigment to provide whiteness and opacity to products such as paints, coatings, plastics, papers, inks, foods, medicines (i.e. pills and tablets), and most toothpastes. In paint, it is often referred to offhandedly as “brilliant white”, “the perfect white”, “the whitest white”, or other similar terms. Opacity is improved by optimal sizing of the titanium dioxide particles.

TiO2 has been flagged as possibly carcinogenic. In 2019, it was present in two thirds of toothpastes on the French market. Bruno Le Maire, a minister in the Edouard Philippe government, promised in March 2019 to remove it from that and other alimentary uses.[38]

Thin films

When deposited as a thin film, its refractive index and colour make it an excellent reflective optical coating for dielectric mirrors; it is also used in generating decorative thin films such as found in “mystic fire topaz”.

Some grades of modified titanium based pigments as used in sparkly paints, plastics, finishes and cosmetics – these are man-made pigments whose particles have two or more layers of various oxides – often titanium dioxide, iron oxide or alumina – in order to have glittering, iridescent and or pearlescent effects similar to crushed mica or guanine-based products. In addition to these effects a limited colour change is possible in certain formulations depending on how and at which angle the finished product is illuminated and the thickness of the oxide layer in the pigment particle; one or more colours appear by reflection while the other tones appear due to interference of the transparent titanium dioxide layers.[39] In some products, the layer of titanium dioxide is grown in conjunction with iron oxide by calcination of titanium salts (sulfates, chlorates) around 800 °C[40] One example of a pearlescent pigment is Iriodin, based on mica coated with titanium dioxide or iron (III) oxide.[41]

The iridescent effect in these titanium oxide particles is unlike the opaque effect obtained with usual ground titanium oxide pigment obtained by mining, in which case only a certain diameter of the particle is considered and the effect is due only to scattering.

Sunscreen and UV blocking pigments

In cosmetic and skin care products, titanium dioxide is used as a pigment, sunscreen and a thickener. As a sunscreen, ultrafine TiO2 is used, which is notable in that combined with ultrafine zinc oxide, it is considered to be an effective sunscreen that is less harmful to coral reefs than sunscreens that include chemicals such as oxybenzone and octinoxate.

Nanosized titanium dioxide is found in the majority of physical sunscreens because of its strong UV light absorbing capabilities and its resistance to discolouration under ultraviolet light. This advantage enhances its stability and ability to protect the skin from ultraviolet light. Nano-scaled (particle size of 20-40 nm)[42] titanium dioxide particles are primarily used in sunscreen lotion because they scatter visible light much less than titanium dioxide pigments, and can give UV protection.[37] Sunscreens designed for infants or people with sensitive skin are often based on titanium dioxide and/or zinc oxide, as these mineral UV blockers are believed to cause less skin irritation than other UV absorbing chemicals. Nano-TiO2 blocks both UV-A and UV-B radiation, which is used in sunscreens and other cosmetic products. It is safe to use and it is better to environment than organic UV-absorbers.[43]

TiO

2 is used extensively in plastics and other applications as a white pigment or an opacifier and for its UV resistant properties where the powder disperses light – unlike organic UV absorbers – and reduces UV damage, due mostly to the particle’s high refractive index.[44]

Other uses of titanium dioxide

In ceramic glazes, titanium dioxide acts as an opacifier and seeds crystal formation.

It is used as a tattoo pigment and in styptic pencils. Titanium dioxide is produced in varying particle sizes, oil and water dispersible, and in certain grades for the cosmetic industry.

Research

Photocatalyst

Nanosized titanium dioxide, particularly in the form, exhibits photocatalytic activity under ultraviolet (UV) irradiation. This photoactivity is reportedly most pronounced at the {001} planes of ,[45][46] although the {101} planes are thermodynamically more stable and thus more prominent in most synthesised and natural ,[47] as evident by the often observed tetragonal dipyramidal growth habit. Interfaces between rutile and are further considered to improve photocatalytic activity by facilitating charge carrier separation and as a result, biphasic titanium dioxide is often considered to possess enhanced functionality as a photocatalyst.[48] It has been reported that titanium dioxide, when doped with nitrogen ions or doped with metal oxide like tungsten trioxide, exhibits excitation also under visible light.[49] The strong oxidative potential of the positive holes oxidizes water to create hydroxyl radicals. It can also oxidize oxygen or organic materials directly. Hence, in addition to its use as a pigment, titanium dioxide can be added to paints, cements, windows, tiles, or other products for its sterilizing, deodorizing, and anti-fouling properties, and is used as a hydrolysis catalyst. It is also used in dye-sensitized solar cells, which are a type of chemical solar cell (also known as a Graetzel cell).

The photocatalytic properties of nanosized titanium dioxide were discovered by Akira Fujishima in 1967[50] and published in 1972.[51] The process on the surface of the titanium dioxide was called the Honda-Fujishima effect (ja:本多-藤嶋効果).[50] Titanium dioxide, in thin film and nanoparticle form has potential for use in energy production: as a photocatalyst, it can break water into hydrogen and oxygen. With the hydrogen collected, it could be used as a fuel. The efficiency of this process can be greatly improved by doping the oxide with carbon.[52] Further efficiency and durability has been obtained by introducing disorder to the lattice structure of the surface layer of titanium dioxide nanocrystals, permitting infrared absorption.[53] Visible-light-active nanosized and rutile has been developed for photocatalytic applications.[54][55]

In 1995 Fujishima and his group discovered the superhydrophilicity phenomenon for titanium dioxide coated glass exposed to sun light.[50] This resulted in the development of self-cleaning glass and anti-fogging coatings.

Nanosized TiO2 incorporated into outdoor building materials, such as paving stones in noxer blocks[56] or paints, can substantially reduce concentrations of airborne pollutants such as volatile organic compounds and nitrogen oxides.[57] A cement that uses titanium dioxide as a photocatalytic component, produced by Italcementi Group, was included in Time Magazine’s Top 50 Inventions of 2008.[58]

Attempts have been made to photocatalytically mineralize pollutants (to convert into CO2 and H2O) in waste water.[59] TiO2 offers great potential as an industrial technology for detoxification or remediation of wastewater due to several factors:[60]

The process uses natural oxygen and sunlight and thus occurs under ambient conditions; it is wavelength selective and is accelerated by UV light.

The photocatalyst is inexpensive, readily available, non-toxic, chemically and mechanically stable, and has a high turnover.

The formation of photocyclized intermediate products, unlike direct photolysis techniques, is avoided.

Oxidation of the substrates to CO2 is complete.

TiO2 can be supported as thin films on suitable reactor substrates, which can be readily separated from treated water.[61]

The photocatalytic destruction of organic matter is also exploited in photocatalytic antimicrobial coatings,[62] which are typically thin films applied to furniture in hospitals and other surfaces susceptible to be contaminated with bacteria, fungi, and viruses.

Hydroxyl radical formation

Although nanosized TiO2 does not absorb visible light, it does strongly absorb ultraviolet (UV) radiation (hv), leading to the formation of hydroxyl radicals.[63] This occurs when photo-induced valence bond holes (h+vb) are trapped at the surface of TiO2 leading to the formation of trapped holes (h+tr) that cannot oxidize water.[64]

TiO2 + hv → e- + h+vb

h+vb → h+tr

O2 + e- → O2•-

O2•- + O2•-+ 2 H+ → H2O2 + O2

O2•- + h+vb → O2

O2•- + h+tr → O2

OH- + h+vb → HO•

e- + h+tr → recombination

Note: Wavelength (λ)= 387 nm[64] This reaction has been found to mineralize and decompose undesirable compounds in the environment, specifically the air and in wastewater.[64]

Synthetic single crystals of TiO2, ca. 2-3 mm in size, cut from a larger plate.

Nanotubes

Titanium oxide nanotubes, SEM image

Nanotubes of titanium dioxide (TiO2-Nt) obtained by electrochemical synthesis. The SEM image shows an array of vertical self-ordered TiO2-Nt with closed bottom ends of tubes.

can be converted into inorganic nanotubes and nanowires.[65] Hollow TiO2 nanofibers can be also prepared by coating carbon nanofibers by first applying titanium butoxide.[66]

SEM (top) and TEM (bottom) images of chiral TiO2 nanofibers.[66]

Health and safety

Titanium dioxide is incompatible with strong reducing agents and strong acids.[67] Violent or incandescent reactions occur with molten metals that are electropositive, e.g. aluminium, calcium, magnesium, potassium, sodium, zinc and lithium.[68]

Many sunscreens use nanoparticle titanium dioxide (along with nanoparticle zinc oxide) which, despite reports of potential health risks,[69] is not actually absorbed through the skin.[70] Other effects of titanium dioxide nanoparticles on human health are not well understood.[71]

Titanium dioxide dust, when inhaled, has been classified by the International Agency for Research on Cancer (IARC) as an IARC Group 2B carcinogen, meaning it is possibly carcinogenic to humans.[72][73] The findings of the IARC are based on the discovery that high concentrations of pigment-grade (powdered) and ultrafine titanium dioxide dust caused respiratory tract cancer in rats exposed by inhalation and intratracheal instillation.[74] The series of biological events or steps that produce the rat lung cancers (e.g. particle deposition, impaired lung clearance, cell injury, fibrosis, mutations and ultimately cancer) have also been seen in people working in dusty environments. Therefore, the observations of cancer in animals were considered, by IARC, as relevant to people doing jobs with exposures to titanium dioxide dust. For example, titanium dioxide production workers may be exposed to high dust concentrations during packing, milling, site cleaning and maintenance, if there are insufficient dust control measures in place. However, the human studies conducted so far do not suggest an association between occupational exposure to titanium dioxide and an increased risk for cancer. The safety of the use of nano-particle sized titanium dioxide, which can penetrate the body and reach internal organs, has been criticized.[75] Studies have also found that titanium dioxide nanoparticles cause inflammatory response and genetic damage in mice.[76][77] The mechanism by which TiO

2 may cause cancer is unclear. Molecular research suggests that cell cytotoxicity due to TiO

2 results from the interaction between TiO

2 nanoparticles and the lysosomal compartment, independently of the known apoptotic signalling pathways.[78]

The body of research regarding the carcinogenicity of different particle sizes of titanium dioxide has led the US National Institute for Occupational Safety and Health to recommend two separate exposure limits. NIOSH recommends that fine TiO

2 particles be set at an exposure limit of 2.4 mg/m3, while ultrafine TiO

2 be set at an exposure limit of 0.3 mg/m3, as time-weighted average concentrations up to 10 hours a day for a 40-hour work week.[79] These recommendations reflect the findings in the research literature that show smaller titanium dioxide particles are more likely to pose carcinogenic risk than the larger titanium dioxide particles.

There is some evidence the rare disease yellow nail syndrome may be caused by titanium, either implanted for medical reasons or through eating various foods containing titanium dioxide.[80]

Companies such as Mars and Dunkin’ Donuts dropped titanium dioxide from their merchandise in 2015 after public pressure.[81] However, Andrew Maynard, director of Risk Science Center at the University of Michigan, downplayed the supposed danger from use of titanium dioxide in food. He says that the titanium dioxide used by Dunkin’ Brands and many other food producers is not a new material, and it is not a nanomaterial either. Nanoparticles are typically smaller than 100 nanometres in diameter, yet most of the particles in food grade titanium dioxide are much larger.[82] Still, size distribution analyses showed that batches of food-grade TiO₂ always comprise a nano-sized fraction as inevitable byproduct of the manufacturing processes.[83]

Environmental waste introduction

Titanium dioxide (TiO₂) is mostly introduced into the environment as nanoparticles via wastewater treatment plants.[84] Cosmetic pigments including titanium dioxide enter the wastewater when the product is washed off into sinks after cosmetic use. Once in the sewage treatment plants, pigments separate into sewage sludge which can then be released into the soil when injected into the soil or distributed on its surface. 99% of these nanoparticles wind up on land rather than in aquatic environments due to their retention in sewage sludge.[84] In the environment, titanium dioxide nanoparticles have low to negligible solubility and have been shown to be stable once particle aggregates are formed in soil and water surroundings.[84] In the process of dissolution, water-soluble ions typically dissociate from the nanoparticle into solution when thermodynamically unstable. TiO2 dissolution increases when there are higher levels of dissolved organic matter and clay in the soil. However, aggregation is promoted by pH at the isoelectric point of TiO2 (pH= 5.8) which renders it neutral and solution ion concentrations above 4.5 mM.[85][86]

National bans on titanium dioxide as a food additive

In 2019, France banned the use of titanium dioxide in food from 2020 on.[87]

Trivia

The exterior of the Saturn V rocket was painted with titanium dioxide; this later allowed astronomers to determine that J002E3 was the S-IVB stage from Apollo 12 and not an asteroid.[88]

See also

Delustrant

Dye-sensitized solar cell

List of inorganic pigments

Noxer blocks, TiO2-coated pavers that remove NOx pollutants from the air

Suboxide

Surface properties of transition metal oxides

Titanium dioxide nanoparticle

Titanium Dioxide

Titanium, the ninth most common element in the Earth’s crust, is a metal commonly found in plants and animals. Titanium naturally interacts with oxygen to form titanium oxides, commonly found in ores, indigenous dusts, sands and soils.

What is Titanium Dioxide?

Many people are familiar with titanium dioxide as an active ingredient in sunscreen. Titanium dioxide works as a UV filtering ingredient in sunscreen – it helps protect a person’s skin by blocking absorption of the sun’s ultraviolet light that can cause sunburn and is also linked to skin cancer. Learn more about titanium dioxide and sunscreen.

Uses & Benefits

Pure titanium dioxide is a fine, white powder that provides a bright, white pigment. Titanium dioxide has been used for a century in a range of industrial and consumer products, including paints, coatings, adhesives, paper, plastics and rubber, printing inks, coated fabrics and textiles, as well as ceramics, floor coverings, roofing materials, cosmetics, toothpaste, soap, water treatment agents, pharmaceuticals, food colorants, automotive products, sunscreen and catalysts.

Titanium dioxide is produced in two main forms. The primary form, comprising over 98 percent of total production, is pigment grade titanium dioxide. The pigmentary form makes use of titanium dioxide’s excellent light-scattering properties in applications that require white opacity and brightness. The other form in which titanium dioxide is produced is as an ultrafine (nanomaterial) product. This form is selected when different properties, such as transparency and maximum ultraviolet light absorption, are required, such as in cosmetic sunscreens.

Pigment-grade Titanium Dioxide

Pigment-grade titanium dioxide is used in a range of applications that require high opacity and brightness. In fact, most surfaces and items that are white and pastel, and even dark shades of color, contain titanium dioxide. Pigment-grate titanium dioxide is used in a range of applications, including:

Paints and Coatings: Titanium dioxide provides opacity and durability, while helping to ensure the longevity of the paint and protection of the painted surface.

Plastics, Adhesives and Rubber: Titanium dioxide can help minimize the brittleness, fading and cracking that can occur in plastics and other materials as a result of light exposure.

Cosmetics: Pigment-grade titanium dioxide is use in some cosmetics to aid in hiding blemishes and brightening the skin. Titanium dioxide allows for the use of thinner coatings of make-up material for the same desired effect.

Paper: Titanium dioxide is used to coat paper, making it whiter, brighter and more opaque.

Food Contact Materials and Ingredients: The opacity to visible and ultraviolet light offered by titanium dioxide protects food, beverages, supplements and pharmaceuticals from premature degradation, enhancing the longevity of the product. Specific classes of high purity pigment-grade titanium dioxide are also used in drug tablets, capsule coatings and as a decorative aid in some foods.

Ultrafine-grade, or Nanoscale Titanium Dioxide

Ultrafine-grades of titanium dioxide are most commonly used in the following specialty applications:

Sunscreen: Nanoscale titanium dioxide becomes transparent to visible light while serving as an efficient UV light absorber. Because the particle size is so small, nano-titanium dioxide does not reflect visible light, but does absorb UV light, enabling a transparent barrier that protects the skin from the sun’s harmful rays. According to the Skin Cancer Foundation, using sunscreens containing titanium dioxide can help prevent the occurrence of skin cancer.

Catalysts: Nanoscale titanium dioxide is used as a support material for catalyst applications. Major uses include in the automotive industry to remove harmful exhaust gas emissions and in power stations to remove nitrous oxides.

Questions about sunscreen safety? Use this guide on chemical ingredients used in sunscreen.

Uses & BenefitsSafety Information

Safety Information

The U.S. Food and Drug Administration (FDA) has assessed the safety of titanium dioxide pigment as a color additive in food, drug and cosmetic applications. FDA had issued guidance clarifying the safe use of titanium dioxide pigment as a food colorant, and has stated that titanium dioxide may be safely used in cosmetics, including cosmetics intended for use around the eye. FDA also regulates the safety and effectiveness of sunscreens and their ingredients, including nanoscale titanium dioxide.

Get answers to frequently asked questions about sunscreen safety.

Workers at titanium dioxide manufacturing plants and downstream value-chain manufacturing plants where titanium dioxide is used can be exposed to titanium dioxide dust. The U.S. Department of Labor’s Occupational Safety and Health Administration (OSHA) has established a Permissible Exposure Limit (PEL) for titanium dioxide total dust and requires employers to control workplace exposure below that PEL.

Consumer exposure to titanium dioxide dust is presumed to be extremely low, because titanium dioxide is typically fully incorporated into the end product in which it is used

Is titanium dioxide safe?

The U.S. Food and Drug Administration (FDA) has assessed the safety of titanium dioxide pigment as a color additive in food, drug and cosmetic applications, and as an ingredient in sunscreen products. FDA has also issued guidance clarifying the safe use of titanium dioxide pigment as a food colorant, and has stated that titanium dioxide may be safely used in cosmetics, including cosmetics intended for use around the eye.

What is titanium dioxide used in sunscreen?

Titanium dioxide is included in FDA’s list of acceptable active ingredients in sunscreen products. According to FDA, active ingredients in sunscreen such as titanium dioxide protect your skin from the sun’s harmful UV rays. More questions about sunscreen safety? Use our safety resource on chemical ingredients used in sunscreen.

Are there any health concerns associated with exposure to titanium dioxide?

The International Agency for Research on Cancer (IARC) has classified titanium dioxide as “possibly carcinogenic to humans,” based on studies that showed increased lung tumors in rats associated with titanium dioxide inhalation. However, extensive studies on titanium dioxide industry workers do not suggest an association between occupational exposure to titanium dioxide and an increased risk for cancer in humans.

What are the differences between pigment-grade titanium dioxide and titanium dioxide nanomaterials?

Pigment-grade titanium dioxide is manufactured at a specific particle size distribution to optimize the scattering of visible light and enhance surface opacity. Titanium dioxide is produced primarily in the pigmentary form (over 98 percent of total production), which makes use of its excellent light-scattering properties for a range of applications that require opacity and brightness.

Titanium dioxide nanomaterials are purposefully made in a much smaller particle size distribution than pigmentary particles and are transparent and more effective as UV absorbers or photocatalysts. The transparency and UV absorbance allow for effective use as a protective ingredient for sunscreens.

Why is titanium dioxide used in toothpaste?

Titanium dioxide is often used to impart whiteness to food products, cosmetics and personal care items, like toothpaste. The U.S. Food and Drug Administration (FDA) has assessed the safety of titanium dioxide as a color additive and has issued regulations approving the ingredient for these purposes.

Titanyum Dioksit

Titanyum dioksit

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Kimyasal Ad Titanyum dioksit

Kimyasal formül TiO2

Molekül arl 79,87 g/mol

CAS numaras 13463-67-7

Younluk 4.23 g/cm³

Titanyum dioksit

Titanyum dioksit, oksijenle tepkimeye girmi titanyum elementidir. Bu bileiin en önemli kullanm alan güne pilleridir. Nano teknolojik boyalar özelliini titanyumdioksitten almaktadr. UVA ve UVB nlarn önler. Ayrca deerli bir madendir.

TiO2 (Titanyum dioksit) Nedir?

Titanyum dioksit E171 koduyla kullanlan bir gda katk maddesidir. Formülü ise TiO2‘dir. Bu madde gdalarda nem tutucu, renklendirici ve boyar madde olarak kullanlmaktadr. Titanyum dioksit nanoteknolojide kullanlan üç ana maddeden bir tanesidir. Nanoteknolojik boyalarda ve bütün tbbi ilaçlarda renklendirici ve koruyucu madde olarak titanyum dioksit kullanlmaktadr. Titanyum dioksit kimyasal kalc bir maddedir ve vücut tarafnda asla parçalanamaz. DNA’y etkiler ve deitirir. Kart maddeyi bölüp parçalayabilir. Hücrelerin yapsm deitirerek ileyiini kontrol altna alabilecek güçte bir tehlikedir.

I yanstclk, beyazlk ve kapatclk gibi özelliklere sahip olmasndan boya sanayinde ve beyazlatrc, kalnlatrc, güne n kesme özelliine sahip kozmetiklerde kullanlmaktadrlar.

Titanyum dioksit nano kristalleri fotokataliz özellik göstermektedir. Fotokataliz k ile baz reaksiyonlarn olumasn salayan maddedir. Yani vücutta temas ettii organik parçacklar yok ederek çalmaktadr. Titanyum dioksit havada, suda ve çeitli yüzeylerde organik maddeleri parçalayarak su ve karbondioksit oluturur. Kendini temizleyen boyalar ve kumalarda bu maddeden yaplmaktadr. Kuman veya boyann yüzeyi titanyum dioksit kristalleriyle kaplanmaktadr böylece buralara temas eden organik maddeler parçalanarak leke temizlenmektedir.

Titanyum Dioksit Nedir? Söylendii Gibi Kansere Neden Oluyor mu?

ddia

Titanyum dioksit hayatmzn her alannda bulunan ama aslnda kansere neden olan bir kimyasaldr. Fransa gibi Avrupa ülkeleri, milyonlarca dolarlk bir sektör olmasna ramen bu maddeyi tamamen ve katiyen yasakladlar, çünkü bu madde masum gibi gözükse de aslnda tam bir canavar. Hiçbir faydas yok ve hepimiz için tehlike arz ediyor.

Gerçek mi?

Kark

Gerçek Taraflar

Titanyum dioksit, insanlar için “kanserojen olabilir” kategorisinde bulunan bir kimyasal maddedir. Fransa, titanyum dioksitin kullanmn Ocak 2020’den itibaren yasaklama karar almtr (karar Ocak 2017’de ilan edilmitir).

Sahte Taraflar

Titanyum dioksitin insanlarda kansere neden olduu güvenilir bir ekilde gösterilememitir. Titanyum dioksitin büyük parçacklarna deri yoluyla temas etmek deil, nanoparçacklar halinde solunmasnn kansere neden olabilecei düünülmektedir. Yani bu maddeye sadece dokunmann kansere yol açacan gösteren hiçbir veri bulunmamaktadr.

Ayrca titanyum dioksidin kanser ile ilikisi büyük oranda hayvan deneylerine dayanmaktadr. Fransa’nn karar da, fareler üzerinde yaplan ve titanyum dioksidin fareler tarafndan solunmasn içeren bir deney sonucunda barsakta tümör-öncesi yaplar görülmesine dayanmaktadr.

Ayrca Fransa’daki yasak evrensel bir yasak deildir. Titanyum dioksitin ilaç, kozmetik ve di macunu sektörlerinde kullanm yasaklanmamtr. Titanyum dioksit, kanser tedavisi srasnda ilaçlarn kanserli dokulara ulatrlmas gibi önemli rollere sahiptir.

ddiann Kökeni

Her ne kadar titanyum dioksit hakkndaki tartmalar oldukça eskiye dayanyor olsa da, 2017 ylnda Fransa’nn ald karar konuyu yeniden gündeme getirmi, 2020 ylnda ise yasaklarn devreye giriyor olmas konuyu gündemde tutmutur.

Bilgiler

Titanyum dioksit (veya popüler ismiyle titanya), titanyum elementinin doada doal olarak bulunan oksitlemi formudur. nsanlar bu bileii yiyeceklere beyaz renk vermek için (E171 isimli pigment), duvar ve resim boyalarnda ve güne kremlerinde yaygn olarak kullanmaktadr; öyle ki, ilmenit, rutil ve anataz gibi mineral kayaçlardan her yl 9 milyon tondan fazla titanyum dioksit çkarlmaktadr ve var olan tüm pigmentlerin 3’te 2’si civar titanyum dioksit içermektedir. Bu pigmentlerin toplam deerinin 13.2 milyar dolar olduu tahmin edilmektedir.

Elbette her yaygn kimyasaln tatmak zorunda olduu kaderi titanyum dioksit de tatmaktadr: Bu bileiin aslnda “ölümcül bir canavar” olduu ve güçlü bir kanserojen olduu çeitli kaynaklarca dillendirilmektedir. Hele ki ismi “titanyum dioksit” gibi haval bir isim olunca, bu iddialar daha çabuk popülerlik kazanabilmektedir. Ancak titanyum dioksitin zararl olduunun belirtildii birçok yaznn varlna ramen, yaplan bilimsel aratrmalarda titanyum dioksit ile temasn ve hatta solunumunun insanlarda kansere sebep olduunu gösteren yeterli delil bulunamamtr.

Amerikan Yemek ve laç daresi’ne (FAD) göre titanyum dioksitin yiyeceklerde renklendirici olarak kullanmnda belirtilen kstlamalar haricinde bir problem olmayaca belirtilmitir. Bu kstlamalar ve yönergeler unlar içermektedir:

Yiyecek arlnn 1%’inden fazla titanyum dioksit bulunmamaldr.

Titanyum dioksit çözücüler ve datclar önceden onaylanm kimyasallara ek olarak olarak sadece silikon dioksit ve/veya alüminyum dioksit olabilir ve bunlarn miktar %2’yi aamaz.

Titanyum dioksit içeriinde 10 ppm (milyondaki parçack says) kurun, 1 ppm arsenik, 2 ppm antimon, 1 ppm cvadan fazla bulunmamaldr.

800 dereceden yüksek scaklkta stmalarda %0.5’ten fazla kayp olmamal, suda çözünebilir madde içerii %0.3’ü amamal, asitte çözünebilir madde içerii %0.5’i amamaldr.

105 derecede 3 saat kurutulduunda %99’dan az titanyum dioksit kalmamaldr.

Titanyum Dioksit Hangi Durumlarda Tehlikeli?

Titanyum dioksit o kadar yaygn bir maddedir ki, hakknda birçok akademik makale bulmak mümkündür. Burada kritik nokta, titanyum dioksit ile ne yolla etkileime geçildii ve parçack büyüklüüdür.

Titanyum dioksition 100 nanometreden büyük parçacklarna “normal parçack” denmektedir. 100 nanometreden küçük parçacklara ise “nanoparçack” ad verilmektedir. Normal titanyum dioksit parçacklar, hayatlarmzda yaygn olarak görülen parçack türüdür ve bununla genellikle deri temas yoluyla etkileime geçmekteyiz. Örnein güne kremlerinde titanyum dioksit deriye krem ile birlikte sürülmektedir; ancak bu yolla titanyum dioksitin insanlarda herhangi bir kansere sebebiyet verdiini gösteren hiçbir çalma bulunmamaktadr.

Öte yandan duvar boyalar gibi boyalar içinde eer nanoparçack halinde bulunacak olursa, boyalama ilemi srasnda bu parçacklar havaya karp solunum yollarndan vücuda girebilir. te tehlikeli olma potansiyeli olan etkileim türü budur. Ama bu bile titanyum dioksiti “canavar” olarak nitelendirmek için yeterli deildir ve yanltc olabilir; çünkü titanyum dioksit nanoparçacklar, u anda kanser tedavisinde ilaçlar kanserli bölgeye ulatrmakta kullanlmaktadr! Yani bu parçacklarn nasl ve ne yöntemlerle kullanld, insanlarn bununla nasl etkiletii tam olarak tanmlanmadan fayda/zarar analizi yapmak çok zordur.

Titanyum Dioksit Aratrmalar

nsan Deneyleri ve Meta-Analizler

Avrupa Kimyasal Ajans’nn risk analiz raporunda ise titanyum dioksitin parçack boyutu hakknda bilgi verilmemi; buna ramen titanyum dioksitin, solunum yoluyla insanlarda kansere neden olabileceini gösteren kategoriye (CLP Kategori-2) alnmas gerektii sonucuna varlmtr. 2019 ylnda Nature’da yaynlanan bir makalede titanyum dioksitin insanlar üzerindeki etkilerini aratran makaleler bir bütün olarak deerlendirilmi (meta-analiz yaplm) ve titanyum dioksitin parçack boyutunun insan sal üzerindeki etkileri deitirdii gösterilmi, dolaysyla Avrupa’daki yasa yapclarn bunu dikkate almalar gerektii vurgulanmtr.

Alt farkl Avrupa ülkesinde titanyum dioksit endüstri içilerinin bulunduu risk faktörleri ve sala etkilerin aratrld ve u ana kadar yaplm en kapsaml çalmada, üretim endüstrisinde çalanlarn, genel popülasyona kyasla akcier kanserinde düük bir oranda artrlm risk bulunduu (yani kanser riskinin az miktarda artt) gösterildi; fakat bir neden-sonuç ilikisi kurulamad. Ayn çalmada titanyum dioksitin böbrek kanseriyle herhangi bir ilikisi bulunamad.

Amerika ve Montreal, Kanada’da yürütülen dier çalmalarda ise titanyum dioksitin, akcier ve böbrek üzerine artrlm bir risk kanseri bulunmad kaydedildi.

Özetle, Uluslararas Kanser Aratrma Ajans (IARC) tarafndan, titanyum dioksit solunumunun insanlarda kansere sebebiyet vermesinin mümkün olduu belirtilmi; ancak titanyum dioksitin kansere yol açt yönünde yeterli bir kant bulunmadnn alt çizilmitir.

Hayvan Deneyleri

Bununla birlikte, hayvanlar üzerinde yaplan bir çalmada, ar doz titanyum dioksit solunumuna maruz braklan farelerde iyi ve kötü huylu tümör geliimi gözlenmi, baz deneylerde de sadece iyi huylu tümör geliimi gözlemlenmitir.

2010 ylnda yaynlanan bir dier makalede, farelerin 100 nanometreden büyük titanyum dioksit parçacklarn solumas halinde akcierlerde titanyum dioksit birikimi görüldü ve buna bal olarak tümör dokularna rastland.

2017 ylnda Food and Chemical Toxicology dergisinde yaynlanan bir makalede, farelerin derisine titanyum dioksit içerikli kremler sürüldü (kilogram bana 5, 10, 20 miligram düzeyinde). Yaplan çalmada, farelerin ömründe, hayatta kalma baarsnda, genel salk durumunda, vücut arlnda dikkate deer bir deiime rastlanmad. Ayrca doza bal bir tepki görülmedii için, maddenin deri yoluyla temasnn biyolojik bir önemi olmad, deri kanserini tetikleyemeyecei sonucuna varld.

2018 ylnda Food and Chemical Toxicology dergisindeki bir makalede, 11 nanometrelik titanyum dioksit nanoparçacklarnn Drosophila melanogaster türü meyve sineklerinde kanserojen etkiye sahip olduu gösterilmitir.

Sonuç olarak, titanyum dioksitin solunum yoluyla alnmas halinde insan-harici hayvanlarda kansere veya kanser-benzeri oluumlara sebebiyet verdiini gösteren kantlar bulunmaktadr.

Sonuç

Tüm bu açlardan bakacak olursak, titanyum dioksitin genel geçer olarak insanlarda kansere neden olduu sonucuna varlmas mümkün deildir. Ancak hayvan deneylerinden gelen veriler ve özellikle de nanoparçacklar halinde solunmasnn insanlarda da yaratabilecei sorunlara yönelik bulgular, titanyum dioksitin tamamen masum olmayabileceini göstermektedir. Bu bakmdan, titanyum dioksitin “ölümcül bir canavar” olarak nitelenmesinin abartl olduu söylenebilir.

Her bilimsel konuda olduu gibi, bu konuda da akademik çalmalarn yasa yapclar ve halk tarafndan dikkatle takip edilmesi, uzmanlarn ve güvenilir bilimsel kaynaklarn önerileri çerçevesinde kararlar alnmas en dorusu olacaktr.

Kimyasal Ad Titanyum dioksit

Kimyasal formül TiO2

Molekül arl 79,87 g/mol

CAS numaras 13463-67-7

Younluk 4.23 g/cm³

Titanyum dioksit

TiO2 (Titanyum dioksit) Nedir?

I yanstclk, beyazlk ve kapatclk gibi özelliklere sahip olmasndan boya sanayinde ve beyazlatrc, kalnlatrc, güne n kesme özelliine sahip kozmetiklerde kullanlmaktadrlar.

Titanyum Dioksit Nedir? Söylendii Gibi Kansere Neden Oluyor mu?

ddia

Gerçek mi?

Kark

Gerçek Taraflar

Sahte Taraflar

ddiann Kökeni

Bilgiler

Yiyecek arlnn 1%’inden fazla titanyum dioksit bulunmamaldr.

Titanyum dioksit çözücüler ve datclar önceden onaylanm kimyasallara ek olarak olarak sadece silikon dioksit ve/veya alüminyum dioksit olabilir ve bunlarn miktar %2’yi aamaz.

Titanyum dioksit içeriinde 10 ppm (milyondaki parçack says) kurun, 1 ppm arsenik, 2 ppm antimon, 1 ppm cvadan fazla bulunmamaldr.

800 dereceden yüksek scaklkta stmalarda %0.5’ten fazla kayp olmamal, suda çözünebilir madde içerii %0.3’ü amamal, asitte çözünebilir madde içerii %0.5’i amamaldr.

105 derecede 3 saat kurutulduunda %99’dan az titanyum dioksit kalmamaldr.

Titanyum Dioksit Hangi Durumlarda Tehlikeli?

Titanyum Dioksit Aratrmalar

nsan Deneyleri ve Meta-Analizler

Amerika ve Montreal, Kanada’da yürütülen dier çalmalarda ise titanyum dioksitin, akcier ve böbrek üzerine artrlm bir risk kanseri bulunmad kaydedildi.

DOXDE DE TTANE

Dioxyde de titane

Image illustrative de l’article Dioxyde de titane

Oxyde de titane

Identification

Nom UICPA Dioxyde de titane

Synonymes

C.I. 77891

C.I. Pigment White 6

No CAS 13463-67-7 (rutile), 1317-70-0 (anatase)

No ECHA 100.033.327

No CE 236-675-5

PubChem 26042 [archive]

No E E171

SMILES

[Afficher]

InChI

[Afficher]

Apparence poudre cristalline incolore à blanche.

Propriétés chimiques

Formule brute TiO2

Masse molaire1 79,866 ± 0,002 g/mol

O 40,07 %, Ti 59,93 %,

Propriétés physiques

T° fusion 1 855 °C

T° ébullition 2 500 à 3 000 °C

Solubilité Peu sol dans HF,

HNO3 concentré,

H2SO4 concentré.

Insol dans l’eau,

dans HCl, HNO3 dilué,

H2SO4 dilué

Masse volumique 3,9-4,3 g cm-3

Le dioxyde de titane ou oxyde de titane (IV) est un composé d’oxygène et de titane de formule TiO2 présent dans la nature, et fabriqué industriellement.

Le dioxyde de titane est le pigment blanc PW6 du Colour Index, utilisé aussi fréquemment comme opacifiant pour les peintures et de nombreux autres produits.

Le dioxyde de titane est un photocatalyseur de réactions chimiques utilisées dans la dépollution. Non toxique, il pourrait être nuisible aux organismes vivants sous sa forme nanoparticulaire, utilisée notamment pour des crèmes solaires. Il est autorisé dans les cosmétiques et dans les aliments, sauf en France où il est interdit pour un an dans les denrées alimentaires à compter du 1er janvier 20206.

Polymorphes

Anatase

Article détaillé : anatase.

L’anatase est un minéral tétragonal, à groupe d’espace I41/amd, ayant pour paramètres de maille7,8 :

a = 3,785 2 Å ;

c = 9,513 9 Å.

Elle a une densité théorique de 3,893. Chauffée au-delà de 700 °C, elle se transforme en rutile.

L’anatase fut isolée pour la première fois en 1791 par le révérend William Gregor dans le sable noir du Devon (Angleterre). En 1795, Martin Klaproth remarqua que ce produit était similaire aux traces que l’on trouvait dans le rutile.

Le brevet de fabrication industrielle fut déposé en 1917. La présence d’anatase est un des éléments que Walter Mac Crone utilisa pour démontrer que la carte du Vinland serait un faux document.

Brookite

Article détaillé : brookite.

De structure orthorhombique, groupe d’espace Pcab, ses paramètres de maille sont9,10 :

a = 5,455 8 Å ;

b = 9,181 9 Å ;

c = 5,142 9 Å.

Elle a une densité théorique de 4,120 et une densité généralement mesurée de 4,140.

Rutile

Article détaillé : rutile.

C’est un système réticulaire tétragonal, à groupe d’espace P 4/mnm ayant pour paramètres de maille11,12:

a = 4,593 3 Å ;

c = 2,959 2 Å.

Il a une densité théorique de 4,250 mais la densité généralement mesurée est de 4,230.

Autres polymorphes

TiO2 α

De structure rhomboédrique, ses paramètres de maille sont13,14 :

a = 0,513 3 Å ;

c = 0,136 1 Å ;

Elle a une densité théorique de 3,757 et une densité généralement mesurée de 3,640.

TiO2 β

De structure monoclinique, ses paramètres de maille sont15,16 :

a = 12,163 Å ;

b = 3,735 Å ;

c = 6,513 Å ;

β = 107,29°

Elle a une densité théorique de 1,538 et une densité généralement mesurée de 4,6.

Production

graphe temporel par procédé, avec et sans la production chinoise

Évolution de la production mondiale de dioxyde de titane.

Les minerais extraits ont une teneur en TiO2 allant de 45 % (ilménites) à 95 % (rutiles). Disposant des plus gros gisements, l’Afrique du Sud et l’Australie assurent environ la moitié de l’extraction mondiale de minerai17.

On distingue deux procédés : le procédé au sulfate (de) destiné à la transformation des ilménites, et le procédé au chlore (de), transformant les rutiles, mais aussi les ilménites après une étape de transformation préalable. La forte croissance de la production chinoise a relancé le procédé au sulfate17.

En 2014, la consommation mondiale de dioxyde de titane atteint 5,5 millions de tonnes, soit plus du double de ce qu’elle était en 1980 (2,1 millions de tonnes environ). Les principaux producteurs mondiaux sont des entreprises chinoises et des multinationales comme Chemours, Huntsman, Cristal-MCH, Kronos International (de) et Tronox (en)17.

La demande et la production augmentaient assez linéairement jusqu’en 2017 où un incendie survenu en janvier dans une usine finlandaise Huntsman de Poti (Finlande) qui produisant 130 000 t/an, va provisoirement priver l’Europe de 10 % environ de ses approvisionnements. Le propriétaire a néanmoins confirmé le 17 mars 2017 un plan de fermeture de l’usine Tioxide-Calais, préparé depuis 201518.

Applications

Pigment

Le blanc de titane, Pigment White 6 (PW6) ou CI 77891 du Colour Index, est utilisé pur comme pigment blanc et comme opacifiant. Le dioxyde de titane pigmentaire est généralement soumis à des traitements de surface destinés à améliorer certaines caractéristiques en vue d’un usage particulier. Ils consistent à revêtir chaque particule d’un produit organique ou minéral. On cherche notamment à améliorer ou à réduire l’hydrophilie, ou la résistance aux intempéries19.

Le pouvoir opacifiant d’un pigment blanc augmente avec l’indice de réfraction et la grosseur des particules. De tous les pigments blancs, le dioxyde de titane rutile a l’indice de réfraction le plus élevé, à 2,70. On peut donc préparer des pigments opaques au dioxyde de titane avec des particules plus fines qu’avec les autres substances (oxyde de zinc, lithopone, sulfate de baryum). On peut cependant fabriquer des pigments dioxyde de titane transparents, avec des particules de 20 à 50 nm. Ils servent comme absorbants d’ultraviolet dans des cosmétiques ou pour la protection des bois, ou comme pigments opalescents. La taille optimale de la particule d’oxyde de titane d’un pigment blanc couvrant est de 200 à 240 nm. L’impression de blancheur dépend aussi de la taille des particules, les particules les plus fines diffusant plus de bleu. Par un phénomène d’azurage, un pigment peut sembler plus blanc, même si son pouvoir réfléchissant global est moindre. La forme anatase réfléchit nettement plus dans le bleu que la forme rutile, et elle est livrée avec des particules plus fines20.

Le dioxyde de titane peut entrer comme pigment dans la composition de peintures et de toutes sortes de substances :

papier ;

plastiques ;

céramiques ;

médicaments ;

dentifrices ;

chewing-gums ;

fromage industriel ;

pâtisserie ;

confiserie ;

crème solaire ;

cosmétiques

etc.

Catalyseur

La cristallinité et la dimension particulaire du dioxyde de titane peuvent lui conférer une activité photocatalytique.

La forme anatase est seulement active dans la photocatalyse ayant une séparation de bandes (énergie de gap) de 3,2 eV. Hombikat UV-100 TiO2 se compose de la forme anatase pure et ses particules ont une superficie de PARI d’environ 186 m2 g-1 (en appliquant la théorie Brunauer, Emmett et Teller de l’adsorption des gaz pour la détermination de l’isotherme d’adsorption). Cependant, la majorité des investigations a été effectuée en utilisant Degussa P-25 TiO2. Ce matériau se compose de 80% d’anatase et 20% de rutile et a une surface spécifique de BET d’environ 55 m2 g-1. Le diamètre de ses particules se situe habituellement entre 25 nm et 35 nm[réf. nécessaire].

On peut utiliser ce dioxyde pour :

catalyser la dégradation de pesticides contenus dans l’eau, sous l’action des ultraviolets21 ;

catalyser l’oxydation de NO2 (polluant issu des pots d’échappement) en NO3 (nitrates), par exemple, en l’introduisant dans l’enrobé routier22 ;

associé à du platine, réduire sous l’action des ultraviolets du dioxyde de carbone dissous dans de l’eau en méthane avec émission de monoxyde de carbone23.

Toxicité et écotoxicité

Faisceaux de nanotubes de dioxyde de titane (TiO2).

Le dioxyde de titane n’est pas chimiquement toxique24.

Comme pour la plupart des pulvérulents, les poussières de dioxyde de titane, de dimension micrométrique, sont source d’irritation oculaire et des voies respiratoires (irritation mécanique). Cet effet implique des dispositifs de protection, notamment pour l’emploi du pigment en poudre dans la préparation des peintures.

Les propriétés optiques et catalytiques du dioxyde de titane le font utiliser de plus en plus aux échelles nanométriques. Des études de toxicité et d’écotoxicité ont mis en cause les nanoparticules de dioxyde de titane. Des effets inflammatoires semblent possibles25. Le TiO2 ne semble pas allergène sur la couche supérieure de la peau, mais chez la souris, « indépendamment de la taille des particules » il peut potentialiser un autre allergène26. Depuis la fin du xxe siècle le degré de toxicité, cancérogénicité et génotoxicité des nanoparticules en général est discuté, enrobées ou non. L’écotoxicité des formes nanométriques est en outre encore mal connue27, n’ayant été étudiée qu’en laboratoire sur quelques animaux et plantes (microalgues ; Pseudokirchneriella subcapitata28), car ces nanoparticules ne sont diffusées dans l’environnement que depuis peu de temps (le dioxyde de titane est industriellement produit dès 1946, mais ses formes nanoparticulaires ne le sont que depuis les dernières années du xxe siècle29).

En avril 2017, un porte parole des Amis de la Terre, Jeremy Tager, conclut, d’après deux études relues par des pairs, qu’il existe maintenant des preuves de risques sérieux pour la santé en cas d’ingestion et que, de ce fait, l’usage de nanodioxyde de titane devrait être interdit dans les aliments30.

La généralisation de l’utilisation de nanoparticules de dioxyde de titane (nano-TiO2) dans de très nombreux usages industriels dans le monde et la libération de ces nanomolécules à partir de déchets ou lors d’accidents peut conduire à une contamination importante de l’environnement par du nano-TiO2, et notamment dans les écosystèmes aquatiques qui sont l’exutoire naturel du ruissellement et des égouts et rejets de nombreux effluents industriels31. Sa génotoxicité a notamment été évaluée sur le Tilapia du Nil (déjà utilisé comme bio-indicateur pour d’autres évaluation d’effets toxiques)31. Après avoir été exposé 21 jours à divers taux de nano-TiO2 de moins de 25 nm (0,1 mg/L, 0,5 mg/L et 1,0 mg/L) (avec des témoins non exposés), d’éventuels effets génotoxiques ont été évalués hebdomadairement par le test des micronoyaux. Le test des comètes a révélé des lésions de l’ADN dans certains érythrocytes, même au niveau le plus bas d’exposition (0,1 mg/L) (P < 0,05) et l’étude a montré que ce test était plus efficace que le « test du micronoyau » pour détecter des effets génotoxiques sur le Tilapia (Oreochromis niloticus, largement commercialisé dans le monde pour l’alimentation). Les auteurs ont conclu en 2016 que « l’exposition au nano-TiO2 pourrait entraîner des risques génotoxiques pour les populations de poissons dans les plans d’eau contaminés »31.

Cancérogénicité

Le 10 mars 2006, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé le dioxyde de titane cancérogène possible pour l’humain (catégorie 2 B)32,33,34,35. Dans son rapport de 201136, l’ANSM indique que, chez le rat, l’exposition par inhalation à de fortes doses de TiO2 favorise l’apparition du cancer, par un effet indirect de stress oxydant génotoxique. Elle note que ces résultats ne sont pas transposables aux cosmétiques, car dans ce dernier cas, l’exposition est cutanée.

Génotoxicité

Sous cette forme, les tests in vitro montrent une toxicité cellulaire de type inflammatoire (stress oxydant) due – comme cela semble être toujours le cas chez les nanoparticules intéressantes comme catalyseur – à une réactivité de surface augmentée. Une génotoxicité a aussi été observée par de « nombreuses études36 ». On suppose que cet effet provient de « la génération de dérivés réactifs de l’oxygène (DRO) capables d’endommager l’ADN par exemple chez la souris37 » (en présence et en l’absence de lumière UV)36. Cet effet a été observé pour plusieurs molécules nanoparticulaires différentes36. Pour le TiO2, s’ajoutent des « propriétés photocatalytiques (propriétés susceptibles de générer des ERO (espèces réactives de l’oxygène) après exposition aux rayonnements UV) qui seraient aussi impliquées dans la génotoxicité des nanoparticules »36. Pour limiter ce risque, certains fabricants de crèmes solaires utilisent des nanoparticules de TiO2 enrobées dans des substances organiques (alcoxy titanates, silanes, méthyl polysiloxanes) et inorganiques (alumine, silice et zircon)36. Celles-ci peuvent en outre être dopées pour atténuer les effets des ERO et des « systèmes antioxydants » (par exemple, alpha-tocophérol (vitamine E) ou acide ascorbique (vitamine C) ou bêta-carotène38) sont parfois inclus dans la formulation36.

La forme cristalline anatase du TiO2 est photo-instable et donc peu utilisée dans les cosmétiques, au profit d’une forme rutile ou d’un mélange anatase/rutile plus stable à la lumière36. Cependant, une étude a conclu que ce mélange est plus réactif que les formes cristallines anatase et rutile seules 39.

Selon Landsiedel et al. (2010) les nanoparticules « enrobées », maintenant les plus utilisées dans les cosmétiques solaires, ne se montrent pas directement génotoxiques dans les tests36, mais les résidus de crème perdus dans l’eau au lavage, ou lors des baignades peuvent faire de ces molécules des contaminants environnementaux..

Une étude de 2016 a montré chez le Tilapia (Oreochromis niloticus) que 21 jours d’exposition à une faible doses de nano-TiO2 dans l’eau entraîne un risque génotoxique pour les poissons de cette espèce31.

Cinétique dans l’organisme

Elle est encore mal connue, mais l’INRA a montré, en 2017 chez le rat, que l’E171 peut franchir la barrière intestinale et se retrouver dans le sang, puis s’accumuler dans certains organes (foie notamment) et déclencher des « troubles du système immunitaire ». Après 100 jours d’exposition orale à du TiO2, près de 50% des rats présentaient des lésions pré-cancéreuses du côlon. « De plus, le E171 accélère le développement de lésions induites expérimentalement avant exposition ». Les aliments donnés aux rats en contenaient 10 mg par kilogramme de poids corporel et par jour, soit une dose proche de l’exposition alimentaire humaine telle qu’évaluée par l’European Food Safety Agency, en septembre 2016 40. L’INRA a conclu qu’une exposition orale chronique induit et promeut des stades précoces de la cancérogenèse colorectale ; « sans toutefois permettre d’extrapoler ces conclusions à l’Homme ». Les toxicologues et écotoxicologues craignent que le TiO2 puisse traverser plusieurs barrières biologiques, voire s’accumuler dans certains organes-cibles (cytoplasme cellulaire), faute d’élimination suffisante par le rein. Ils craignent que le TiO2 ayant pénétré les cellules ne lèse leur ADN (phénomène observé in vitro) avec des effets à long terme sur l’individu ou sa descendance41.

Lors du nanoforum organisé par le CNAM en 2007, la représentante de l’Agence française de sécurité sanitaire des produits de santé (AFSSAPS)42 a dit craindre :

des maladies auto-immunes ;

une accumulation dans le foie (l’un des organes de détoxication des métaux) ;

des accidents graves avec des produits d’écho-contraste.

Une étude de 2017 a montré que, chez le rat, le TiO2 passe la barrière intestinale43.

Passage transcutané du TiO2 nanoparticulaire

Du fait d’un usage fréquent dans les crèmes solaires, se pose la question du passage transcutané du TiO2 nanoparticulaire, bien que l’inhalation ou l’ingestion soient aussi à explorer, notamment pour les crèmes solaires proposées en vaporisateurs.

Les premières études publiées concernant l’application (in vitro et ex vivo) sur peau animale et peau humaine laissaient penser que les nanoparticules de TiO2 ne pénétraient que les couches externes de la peau (la couche cornée et l’infundibulum pilosébacé), mais ces études n’étaient pas représentatives de l’exposition réelle (étude trop courtes, de 72 heures au maximum, utilisant des particules insuffisamment caractérisées en termes de « taille, forme cristalline, enrobage, etc. », voire sans protocoles standardisés ni validés, ou ne respectant pas les recommandations du Comité scientifique pour la sécurité des consommateurs (CSSC) ou de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE).

Puis une étude44 publiée en 2010 a confirmé la présence (élevée dans ce cas) de nanoparticules de TiO2 (enrobées et non enrobées) et de particules de TiO2 submicroniques (300-500 nm) dans la couche cornée et moindrement (« quelques particules isolées » de TiO2 dans le derme pour les animaux traités avec les trois types de particules. Des « quantités statistiquement significatives de TiO2 » ont aussi été trouvées dans le ganglion inguinal gauche du groupe traité par des nanoparticules de TiO2 non enrobées et dans le ganglion inguinal droit du groupe traité par des particules de TiO2 submicroniques (300-500 nm). Les animaux ayant servi au test étaient des mini-porcs. L’application de crème était répétée « 4 fois par jour, 5 jours par semaine durant 22 jours ». Cette étude est considérée par l’Afssaps en 2011 comme la plus représentative des vraies conditions d’exposition. Une pénétration et une dispersion dans l’organisme semblent donc possibles chez l’humain (dont la peau est réputée fonctionner d’une manière proche de celle du mini-porc), au moins à partir des régions où la peau est la plus fine et perméable, et pour les cas où le TiO2 n’est pas sous forme « enrobée ». L’étude présente néanmoins un biais. Elle est faite sur des animaux adultes (peau plus épaisse) et à peau saine et non lésée. Elle ne permet pas de savoir si le comportement des nanoparticules est le même sur une peau de bébé ou d’enfant, ou sur une peau lésée par un coup de soleil, en train de peler, ou après une longue exposition aux UV, ou à la suite de lésions « de nature pathologique ou d’origine exogène » (par exemple, eczéma, psoriasis45, impétigo, allergie, dermatite atopique26). Selon l’Afssaps, « il est probable que toute lésion de la peau de nature pathologique ou d’origine exogène puisse favoriser l’absorption des nanoparticules. Par ailleurs, il a été observé dans quelques études impliquant des nanoparticules autres que les nanoparticules de TiO2 et de ZnO (par exemple les quantums dots et les fullerènes), qu’il pouvait exister un impact des effets mécaniques (par exemple flexion de la peau) sur la pénétration cutanée »46.

Sur une peau saine (chez le porc) les nanoparticules ne semblent pas pénétrer la peau en profondeur, mais on en retrouve dans le tissu lymphatique (ganglions), ce qui laisse penser qu’une certaine diffusion systémique existe44.

Cinétique dans l’organisme, nanotoxicologie

Récemment (en 2011), des chercheurs du CEA47 et de l’Université Joseph Fourier48 ont montré que, in vitro, des nanoparticules de dioxyde de titane (nano-TiO2) altèrent l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique (BHE, vitale pour la protection du cerveau) ; les nano-TiO2 s’accumulent dans l’endothélium de la BHE, y causant une inflammation qui aboutit à une rupture de la barrière. De plus, ces particules semblent inhiber la fonction réparatrice des P-glycoprotéines (protéines jouant un rôle majeur dans la détoxication d’organes vitaux dont le cerveau49,50).

Diffusion dans l’environnement et écotoxicité suspectée

Du dioxyde de titane sous forme nanoparticulaire a été retrouvé dans les années 2010 dans plusieurs types de friandises et de produits alimentaires courants. L’ONG Agir pour l’environnement (2016) puis 60 millions de consommateurs (2017) ont attiré l’attention sur l’absence de mention de la forme nanoparticulaire de cet additif sur l’étiquetage alors que certaines associations la suspectent d’être potentiellement cancérigène51.

Du dioxyde de titane est diffusé dans l’environnement, en particulier dans l’environnement marin sous forme de déchets industriels déversés dans les cours d’eau ou directement en mer, comme en mer du Nord où il est suspecté d’être responsable ou coresponsable de tumeurs de la peau (hyperplasie de l’épiderme/papillome) chez certains poissons (poissons plats notamment). Une étude a comparé quelques maladies (hyperplasies, papillomes, lymphocystoses, nodules hépatiques (tumeurs pré-néoplasiques et néoplasiques), infections/parasitoses dues aux protozoaires Glugea sp.) de la limande dans 5 sites côtiers néerlandais, au printemps des années 1986 à 1988. L’un des sites est une zone de rejet offshore industriel de dioxyde de titane et d’acide, l’autre est dans une zone d’influence estuarienne polluée (entre autres par du titane) alors que les 3 autres ont été choisis comme référence. Les résultats montrent « une forte et constante prévalence de l’hyperplasie de l’épiderme et des papillomes chez la limande dans les des deux sites ayant reçu du dioxyde de titane, par rapport aux autres sites ». De même, les hyperplasies, papillomes épidermiques et lymphocystoses étaient statistiquement significativement associés et la présence de nodules hépatiques (le foie est avec le rein le principal organe impliqué dans la détoxication). Les auteurs ont noté que les lymphocysoses étaient plus fréquents en pleine mer que près des côtes, au contraire des Glugea plus fréquents au large. Les données de prévalence de ces maladies plaident pour une relation de cause à effet entre titane et hyperplasie de l’épiderme / papillome, mais pour les autres maladies, l’interprétation des données est compliquée par la complexité des apports fluviaux et des effets de dispersion spatiotemporelle des déchets immergés52.

La diffusion de nanoparticules de titane dans l’eau se fait aussi par les crèmes solaires trouvées sur le sable et surtout à la surface de la mer, ou des eaux douces de baignades de plein air en été. Les eaux de bains, douches, lessive peuvent en contenir aussi quand le lavage concerne une peau ou des vêtements ou serviettes de bain. L’incinération des restes de tubes de cosmétiques en crème ou bombe-spray est une autre source possible (dans l’air cette fois). Des industriels (cimenteries, fabricants d’enduits et peintures, papeteries) proposent d’utiliser ou utilisent déjà des particules nanométriques de dioxyde de titane comme catalyseur épurateur des COV et NOx émis par les véhicules dans l’air. Ces particules pourraient, par exemple, être intégrées dans les murs de béton lors de leur fabrication, ou dans certains matériaux routiers (enrobé, mur anti-bruit…).

Une controverse existe sur le risque que ces nanoparticules (TiO2) puissent quitter le substrat (routier, en particulier, au fur et à mesure de l’usure du matériau) pour pénétrer les organismes vivants et en affecter la santé :

Les toxicologues estiment généralement que ce TiO2 ne serait plus présent sous sa forme nanométrique dans la structure « poreuse » du ciment contenant du TiO2, car il y forme des agglomérats stables 41.

Des toxicologues se disant indépendants, Mme Francelyne Marano de l’Université Paris-7 et M. Jorge Boczkowski de l’Inserm, considèrent qu’une activité photocatalytique significative, motif de l’ajout de dioxyde de titane, implique que les gaz qui circulent dans le matériau ou au contact de surfaces microporeuses accèdent à ces nanoparticules. Or cette réactivité est ce qui rend ces particules pathogènes pour la cellule, éventuellement au sein d’agglomérats qui ne peuvent donc pas être denses, stables et solides41.

La question de la toxicité des produits de dégradation se pose aussi. La réaction transforme l’alcool en formaldéhyde, l’oxyde d’azote en nitrates déjà trop présents dans notre environnement eutrophisé. La contamination de l’eau, de l’air et des sols par la bioturbation peut avoir des conséquences immédiates et différées41.

En Europe

L’Autorité européenne de sécurité des aliments (AESA) conclut en septembre 2016 que « les données disponibles ne font pas apparaître de danger pour les consommateurs », tout en recommandant des études complémentaires à propos des effets sur le système reproducteur permettant d’établir une dose journalière admissible53.

Le Comité scientifique européen pour la sécurité des consommateurs54 a demandé des compléments d’information (en cours d’étude) sur les impacts de la forme nanoparticulaire du TiO2.

Les enfants (peau plus fine, plus perméable, plus sensible aux coups de soleil) seraient particulièrement sensibles aux effets du dioxyde de titane. L’Autorité européenne de sécurité des aliments (AESA) et l’Agence française de sécurité sanitaire, de l’environnement et du travail (AFSSET), conseillent d’éviter les crèmes solaires contenant du dioxyde de titane chez les enfants en bas âge55.

En Suisse, pays membre de l’AELE, le dioxyde de titane n’est pas interdit, mais devra figurer sur les emballages en 202156. Cette obligation de déclarer cet additif entrera en vigueur avec l’obligation de déclarer les nanomatériaux, donc les objets inférieurs à 100 nm (10-9 m)57. L’indication de la présence de nanoparticules dans la composition est obligatoire depuis le 1er mai 2017, tout domaine confondu (cosmétique, alimentaire, médicament, etc.), et les fabricants ont 4 ans pour s’adapter à cette exigence, y compris pour le TiO258.

En France

La Commission de cosmétologie de l’Afssaps a pris connaissance des « études disponibles » sur la pénétration cutanée, la génotoxicité et la cancérogenèse du TiO2 et du ZnO sous forme nanoparticulaire, et a produit un « rapport d’évaluation du risque », réalisé sur la base de données fournies par les fabricants représentés par la Fédération des industries de la parfumerie (FEBEA), et l’association de la filière cosmétique (COSMED)36 (mais l’Afssaps n’a pas pu obtenir certaines données : « elle a demandé à la FEBEA, par courrier datant du 22 janvier 2009 de lui transmettre les études réalisées par le COLIPA, l’association européenne des industries cosmétiques, sur le TiO2, à la suite de la demande du Comité scientifique pour la sécurité des consommateurs (CSSC)2. La FEBEA a répondu à cette demande le 25 février 2009, en précisant que les études demandées par le CSSC n’étaient pas en sa possession » 59. Le rapport a été rendu public en 201136.

L’Afssaps, saisie par la Direction générale de la santé (DGS), a recommandé d’éviter les crèmes solaires contenant « des nanoparticules de dioxyde de titane (autorisé comme « filtres UV inorganiques » jusqu’à 25 % max du filtre UV60) et d’oxyde de zinc en tant que filtres ultraviolets » sur… les coups de soleil, sur le visage ou dans des locaux fermés quand il s’agit de sprays61.

En 2011, alors que l’obligation d’étiquetage prévue par la Loi Grenelle 2 n’est pas encore en place, et que les nanoparticules ne font l’objet d’aucune autorisation préalable à la mise sur le marché, Olivier Toma, président du Comité pour le développement durable en santé, le C2DS, alerte sur les risques potentiels du dioxyde de titane (TiO2). Bien que classé (en février 2006) en catégorie 2B, c’est-à-dire comme « potentiellement cancérigène pour l’homme » par le Centre international de recherche sur le cancer, il est déjà utilisé, notamment comme photo-catalyseur désinfectant dans des établissements de santé, dans les matériaux dits commercialement « auto-nettoyants » ou « sans entretien », capables, selon les fabricants, de durablement détruire les germes entrant en contact avec le matériau62. Selon Olivier Toma, il n’est pas encore scientifiquement démontré que la photocatalyse en secteur hospitalier apporte une garantie d’asepsie de matériaux contenant du TiO2, et le ministère chargé de la Santé devrait commander des tests sur la photocatalyse pour vérifier ces allégations. Il estime que, au regard des incertitudes sur les risques, les utiliser dans les peintures de couloirs ou salles d’attente est inutile, les infections nosocomiales ne venant pas des murs mais d’autres vecteurs62.

Le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) a montré que le TiO2 nanoparticulaire pouvait altérer la barrière hémato-encéphalique50. Les fiches de données de sécurité (FDS) ou les fiches de déclarations environnementales et sanitaires (FDES) des matériaux de construction sont rédigées par les fabricants suivant des prescriptions normatives. Ces fiches devraient être contrôlées par une autorité sanitaire. Légalement, les déchets de bâtiments comportant ces particules doivent déjà être traités comme des déchets dangereux, avec des risques non évalués pour l’eau, l’air, le sol, les écosystèmes et la santé humaine.

La loi pour l’équilibre des relations commerciales dans le secteur agricole et alimentaire et une alimentation saine et durable, promulguée le 31 octobre 201863, prévoit à l’article 53 que la mise sur le marché de denrées alimentaires contenant du colorant E171 est suspendue par arrêté. L’arrêté du 17 avril 2019 fixe la suspension à 1 an à compter du 1er janvier 2020.

Dioxide de titane

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Nom du produit: Dioxide de titane

N ° CAS du Dioxide de titane : 13463-67-7

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Dioxide de titane

Description du Dioxide de titane :

Le Dioxide de titane BA01-01 est un pigment en poudre blanche fine, avec une bonne blancheur, un fort pouvoir colorant et un pouvoir couvrant.

Applications du Dioxide de titane :

Le Dioxide de titane BA01-01 est largement utilisé dans de nombreux domaines industriels, tels que le caoutchouc, la peinture, le plastique, le papier et l’encre.

Nom du produit: Dioxide de titane

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Autre nom du Dioxide de titane : oxyde de titane (IV), TiO2; O2Ti;

Dioxide de titane

Formule du Dioxide de titane : O2Ti

Poids moléculaire du Dioxide de titane : 79,866

Norme IUPAC InChI du Dioxide de titane :

InChI = 1S / 2O.Ti

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Logo certifié INChI Trust 2011

Norme IUPAC InChIKey du Dioxide de titane : GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N

Numéro d’enregistrement CAS du Dioxide de titane : 13463-67-7

Structure chimique du Dioxide de titane : O2Ti

Cette structure est également disponible sous forme de fichier 2d Mol ou de fichier SD 3D calculé

La structure 3D peut être visualisée en utilisant Java ou Javascript.

Autres noms du Dioxide de titane : Dioxide de titane (rutile); le Dioxide de titane

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Niveaux d’énergie vibratoire et / ou électronique

Références

Remarques

Autres données disponibles:

Données de thermochimie en phase gazeuse

Données de thermochimie en phase condensée

Données énergétiques ioniques en phase gazeuse

Spectre IR

spécification du Dioxide de titane

Teneur en TiO2 ≥ 94,0%

Teneur en cristaux de rutile du Dioxide de titane ≥ 98,5%

Revêtement inorganique Alumine, Zircone, Silice

Traitement organique Présent

Poids spécifique du Dioxide de titane 4.1g / cm3

Perte du Dioxide de titane à 105 ° C ≤ 0,5%

Résidu dans un tamis de 45 µm ≤ 0,01%

Résistivité du Dioxide de titane ≥ 80 Ωm

pH du Dioxide de titane 6,0 à 9,0

CIE L du Dioxide de titane * ≥ 98,0

CIE b du Dioxide de titane * ≤ 1,0

Absorption d’huile du Dioxide de titane ≤ 18g / 100g

Classification du Dioxide de titane ISO 591 R2

C.A.S. N ° du Dioxide de titane : 13463-67-7

Indice de couleur Pigment White 6 (77891)

Application du Dioxide de titane

Revêtements architecturaux intérieurs

Revêtements architecturaux extérieurs

Revêtements industriels

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InChI = 1S / 2O.Ti

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