· Лакокрасочная продукция
Входит в состав красок, лаков, эмалей, грунтовок, штукатурок, декоративных покрытий. Белые краски на основе цинка и свинца остались в прошлом. Теперь в качестве белого пигмента выступает диоксид титана. Нередко его заменяют мелом или мраморным кальцитом. «Конкуренты» тоже придают конечному продукту белый оттенок, они более доступны, чем TiO2. По этой причине многие краски содержат смесь пигментов.
Диоксид титана делает краску максимально белой, повышает ее укрывистость, стойкость к УФ-излучению. Такие покрытия не стареют, в течение многих лет сохраняют первоначальную белизну, не дают желтого налета. Они нетоксичны, безопасны.
· Пластик
Пятая часть объема производства TiO2 идет на выпуск пластика и продукции из него: профильно-погонажных изделий из ПВХ, мебели, элементов бытовой техники, каучука, линолеума, резины. Двуокись титана играет здесь роль наполнителя, обеспечивает стойкость продукции к переменам погодных условий, защищает от воздействия агрессивных факторов.
· Производство резины
Используется в качестве наполнителя, дает возможность применять резиновые изделия в условиях повышенных температур, сохраняет характеристики покрытий при резких климатических изменениях.
(Диоксид титана продлевает срок службы резинового покрытия и РТИ, в частности рукавов высокого давления, шлангов, приводных ремней)
· Бумажная промышленность
Примерно седьмая часть двуокиси титана применяется для выпуска бумаги (в том числе декоративной), картона, обоев. Добавка позволяет варьировать степень гладкости материала, уровень его белизны. Титановый порошок вносится в смесь для изготовления бумаги, чтобы улучшить качество конечного продукта и печати.
· Суперконцентраты (мастербатчи)
Эта продукция представляет собой сочетание красящих пигментов и матрицы (связующего вещества). Белые мастербатчи выпускают на основе TiO2. Такая добавка выбеливает различные пластмассовые изделия, которые производят с помощью экструзии, литья под давлением или выдувного формирования. Для получения цветного концентрата вносят пигмент нужного оттенка.
· Косметика
Входит в состав декоративных, очищающих и ухаживающих косметических средств. Он не проникает в дерму, не увлажняет и не стимулирует ее, но защищает от УФ-излучения (блокирует 25% лучей спектров UVB и UVA2). Чем больше пигмента в составе крема, тем выше его SPF-защита. Такие крема равномерно распределяются по коже, не оставляют белых следов.
Компонент придает продукту нужную консистенцию, выступая в роли загустителя. Кроме того, помогает создать нужный оттенок помады, пудры, тонального крема, лака для ногтей за счет смешивания в различных пропорциях с другими пигментами. Белый порошок добавляет готовой продукции такие свойства, как светонепроницаемость и укрывистость.
Диоксид титана не представляет опасности для здоровья человека. Он используется даже в товарах для детей (присыпки, зубная паста).
· Фармацевтика
Входит в формулы всевозможных лекарственных средств в виде таблеток, порошков, кремов, суппозиториев, паст, мазей белого цвета.
Фармакологические предприятия добавляют в препараты небольшое количество мелкодисперсного порошкообразного TiO2. Вещество не оказывает влияния на структуру и консистенцию лекарственных препаратов. Диоксид титана не вступает во взаимодействие с другими веществами. Компонент безопасен при употреблении внутрь и при контакте с кожей.
Таблица 1. – Пищевые красители, входящие в состав капсул некоторых современных лекарственных средств
| Название лекарственного препарата | Код | Красители в составе оболочки | Описание фармакологических препарата |
| Амоксициллин 500 мг | Е 133 Е 122 Е 110 Е 102 Е 171 | Бриллиантовый голубой Кармуазин апельсиновый Жёлтый Солнечный закат Тартразин Титана диоксид | Капсулы с корпусом светло-жёлтого цвета и голубой крышечкой |
| ТеофеллинSR 300 мг | Е 132 Е 131 Е 104 | Индигокармин FD&C голубой 2- пентованный Хинолиновый жёлтый | Капсулы с бесцветным корпусом и крышечкой темно- синенго цвета |
| Аллеркапс 10 мг | Е 171 Е 133 Е 104 | Титана диоксид Бриллиантовый голубой Хинолиновый жёлтый | Капсулы с корпусом белого цвета и крышечкой зелёного цвета |
| Флуконазол 150 мг | Е 171 Е 131 Е 122 Е 104 Е 151 | Титана диоксид Патентованный голубой Азорубин Хинолиновый жёлтый Бриллиантовый чёрный | Капсулы с корпусом и крышечкой бирюзового цвета |
· Пищевая промышленность
Пищевой диоксид титана может входить в состав сахара рафинада, сгущенного молока, куриных полуфабрикатов, жевательной резинки, майонеза, муки, конфет, джемов, паштетов, кондитерской глазури, крабовых палочек, йогуртов, плавленого сыра, сладких драже, соусов, рыбной продукции. Краситель Е171 добавляется в дозировке до 1% от массы продукта. Главная задача пигмента — создать эстетику, сделать внешний вид еды более привлекательным, аппетитным. При этом он не меняет вкус и цвет продукта. TiO2 используют и для защиты пластиковой упаковки от выцветания и УФ-излучения.
На сегодняшний день Е171 считается безопасной добавкой, он не наносит вред человеку. Его использование официально разрешено.
При этом среднее количество чистого Ti в продуктах
продовольствия белого цвета составило 0,579 мкг (колебалось от 0,00077 до 210 мкг Ti/мг), наибольшее - в кокосовой
стружке (3,59 мкг/мг). Лидерами (до 100 мг на порцию) по содержанию Ti оказались продукты с белой глазурью, в частности жевательные резинки (0,12мкг Ti/мг) и посыпанные сахарной пудрой и кокосовой стружкой кондитерские изделия. Молочные продукты, соусы, шоколад включали от 0,01 до 1 мг Ti на порцию. Сладости с твердыми оболочками имели 1,25 мкг Ti /мг. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило TiO2 в качестве пищевой добавки (красителя) с условием, что масса его потребления не должна «превышать 1% от массы продукта». TiO2 также одобрен FDA в качестве компонента оболочек пищевых продуктов, без указаний размера частиц. Потребление TiO2 во многом зависит от пищевых привычек. Так, некоторые группы
населения (особенно дети) могут потреблять сотни миллиграммов в день в составе сладких/кондитерских/молочных изделий. Учитывая, что около трети частиц TiO2 в составе Е171 находится в нанодиапазоне, организм человека подвергается значительному воздействию нано-TiO2 через пищу.
· Фотокатализатор
Благодаря высокой фотокаталитической активности TiO2 используется для очистки воздуха и воды от вредных органических соединений, вирусов, аллергенов, споров грибов, микроорганизмов.
Фильтр покрывают тончайшим слоем диоксида титана. На него направляют лучи ультрафиолетовой лампы, которую размещают внутри прибора. Фотокаталитические фильтры не требуют замены или чистки. Они восстанавливают свою первоначальную структуру после взаимодействия с загрязнителями. Такие фильтры не накапливают вредные вещества, а разлагают их. Они обладают бактерицидным действием.
Диоксид титана применяется и при изготовлении самоочищающихся стекол. Для активизации покрытия потребуется примерно неделя с момента установки окон, так как фотокатализатор должен некоторое время взаимодействовать с солнечными лучами.
Такое покрытие «работает» и в пасмурную погоду. Оно существенно экономит время и деньги на уборке. Подходит для любых конструкций — от классических окон до зимних садов и оранжерей. Покрытие сохраняет свои свойства в течение всего срока службы.
1.3. Заболевания, возникающие из-за попадания TiO2 в организм
По данным различных исследований при пероральном поступлении TiO2 взаимодействует с агрессивными средами желудочно-кишечного тракта, связывается с белками и ферментами и может значительно изменять их свойства.
Хроническое (90 дней) внутрижелудочное поступление наночастиц TiO2 приводит к повреждению селезенки у мышей, снижается количество тромбоцитов, гемоглобина, иммуноглобулинов и CD3, CD4, CD8 лимфоцитов, В-клеток и естественных киллеров.
В другом исследовании в дозе 10 мг/кг вызывает тяжелое повреждение почек и апоптоз нефронов параллельно с окислительным стрессом из-за экспрессии провоспалительных генов, генов апоптоза, иммунной регуляции и др.
Большое количество исследований посвящено изучению влияния TiO2 на организм человека и животных при его воздействии через легкие в связи с поступлением при вдыхании на рабочем месте. Показан канцерогенный эффект - развитие опухолей легких у крыс, - после двухлетнего воздействия высоких концентраций наночастиц TiO2.
Поступление TiO2 малыми дозами вызывает двукратное увеличение гиперреактивности верхних дыхательных путей и трехкратное увеличение общего количества клеток воспаления (нейтрофилы, макрофаги) в бронхоальвеолярном лаваже у мышей с толуиндиизоцианат (ТДИ) индуцированной бронхиальной астмой. Гистологический анализ показывает увеличение отека, эпителиальную деструкцию и воспаление
Диоксид титана как аллерген
Обнаружена высокая частота реакций на пищевые красители и TiO2 в частности у лиц с бронхиальной астмой и пищевой непереносимостью в анамнезе после прово мг TiO2. У больных с наличием аллергических реакций на пищевые красители в анамнезе более чем на 30% повышалась пероксидазная активность слюны, по сравнению с тем же показателем до провокационной пробы. Такой прирост после провокации TiO2 зафиксирован у 47% лиц исследуемой группы и у 10% лиц, отрицавших аллергические реакции на белый пищевой краситель в прошлом.
Приведенные данные исследований аллергических эффектов диоксида титана показывают вероятность развития сенсибилизации и гиперчувствительности к пищевому красителю E171, особенно при постоянном длительном поступлении в организм в составе распространенных потребительских товаров. Развитию гиперчувствительности на TiO2 подвержено как взрослое население, так и дети, как люди с аллергопатологией, так и лица без отягощенного аллергоанамнеза.
Обнаружены различные патологические эффекты диоксида титана на организм человека и животных: онкогенные, иммуномодулирующие и аллергические.
Также наблюдаются нарушения в процессах образования и деградации пристеночного слизистого слоя желудка, усиление эрозивных повреждений слизистой оболочки желудка, увеличение про- и антиоксидантной активности пристеночной слизи.
Эти процессы приводят к развитию токсического влияния наночастицTiO2на функциональную активность защитного слизистого барьера и влияют на функционирование желудка и пищеварительного тракта в целом. Нарушение барьерной функции пристеночного слизистого слоя может стать причиной проникновения наночастиц TiO2 во внутреннюю среду организма и инициировать развитие нарушений в функционировании различных органов и систем.