Диоксид титана для лица и кожи: как обозначается в косметике, вреден или нет

Запрещен ли краситель в России и других странах?

Влияние диоксида титана на человеческий организм и окружающую среду недостаточно изучена, поэтому использование этой добавки во многих странах разрешено.

В их число входят:

• Россия;
• США;
• Канада;
• Беларусия;
• страны Европейского союза.

С 1 января 2020 года использование Е171 запрещено во Франции. Проведя ряд опытов на животных, французские исследователи доказали, что данный краситель способен стимулировать организм к выработке раковых клеток.

К примеру, на каждую 1000 подопытных крыс 40% зверьков оказались в предраковом состоянии. Следом за Францией многие страны озаботились безопасностью диоксида титана, поэтому допустимость его дальнейшего использования — лишь вопрос времени.

Свойства двуокиси титана (Е171, титановых белил, диоксида титана)

При дроблении кристаллов, приобретает вид белого порошка. Желтеет в процессе нагревания. Нерастворим в воде и минеральных разбавленных кислотах (исключением является только плавиковая кислота, концентрированная подогретая серная).  В щелочах растворяется слабо. Широко используется во многих отраслях народного хозяйства. Химическая формула диоксида титана — TiO₂.

Титановые белила, в зависимости от строения кристаллографической решетки, могут иметь несколько модификаций:  брукит, рутил, анатаз. Брукит как белый  пигмент  не используется, поэтому практического применения не нашел. Свойства рутила и анатаза имеют различия. В коротковолновой области анатаз отражает почти в два раза больше, поэтому рутил кажется желтее. Большое влияние на белизну диоксида титана оказывает его степень дисперсности. Чем она выше – тем белее кажется пигмент. Это связано с уменьшением рассеивающей способности в длинноволновой части спектра и увеличением в коротковолновой. Для увеличения белизны титановых белил в основную массу пигмента могут добавляться оптические отбеливатели (флуоресцентные красители).

Титановые белила способны образовывать твердые растворы с окислами металлов побочных подгрупп.  Цвет пигмента при этом меняется, т.к. происходит искажение кристаллической решетки. Рутил, в сравнении с анатазом, быстрее взаимодействует с примесями и образует твердые растворы. Интересное влияние на диоксид титана с примесями (никеля, марганца, хрома, железа и некоторыми другими) оказывает воздействие света. Находясь в хорошо освещенной комнате, образец двуокиси титана, составной частью которого являются примеси, темнеет. Включения окисляются и переходят в высшие оксиды. Процесс обратим. Высшие оксиды в темноте вновь переходят в низшие, и образец диоксида титана светлеет.  Для титановых белил характерна фотохимическая активность. Данное свойство подтверждается при разрушении защитных покрытий, в состав которых входит немодифицированные титановые белила. Диоксид титана способствуют ускорению окислительного разрушения пленкообразователя, т.к. в диоксиде титан координационно не насыщен. Пигмент легко отделяется от поверхности покрытия. Если прикоснуться к такой поверхности рукой – на коже останутся белые следы, словно от мела. Для того, чтоб снизить фотохимическую активность пигмента, диоксид титана дополнительно подвергают модифицированию, осаждая на поверхности соединения Si, Al, Zn и некоторых других элементов.

Гигроскопичность – основной недостаток диоксида титана, особенно анатаза. Данное свойство служит причиной снижения водопроницаемости покрытий  и долгого их отверждения. Для нейтрализации недостатка пигмента лакокрасочного материала проводят поверхностное модифицирование диоксида титана.

Преувеличена ли опасность

Поскольку титановые белила входят в состав самых разнообразных продуктов потребления, ученые провели исследование, как он влияет на организм человека. Двуокись титана пигментная пожаро- и взрывобезопасна, по степени воздействия на организм относится к веществам 4-го класса опасности. Изначально разговоры велись о том, что соединение абсолютно безвредно.

Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе поставили опыты на мышах и выяснили, что частицы Е171 вызывают негативные перемены на генетическом уровне. Наночастицы повреждают хромосомы, что влияет на наследственность. Было обнаружено и поражение клеток, в которых начинались воспалительные процессы. А это прямой путь к развитию злокачественных новообразований.

Краситель не выводится через кожу, накапливаясь в организме. Наночастицы не откладываются в определенном месте: имея мелкий размер, они перемещаются по всему телу, попадая в клетки и влияя на их работу. К этому процессу применим термин «окислительный стресс», который губит клетки. Опасны именно мелкие частицы, так как сам титан химически инертен (неактивен). Данное вещество наносит вред на клеточном уровне, что особенно опасно.

Исследования в этой области продолжаются, пока опасность раковых опухолей и генетических изменений грозить только работникам предприятий, которые постоянно контактируют с данным веществом. Но уже и это исследование дает повод для беспокойства, учитывая, что соединение используется в детском питании, оказывая влияние на растущий организм.

Нет единого мнения о вреде или пользе данной пищевой добавки. Его вред полностью не доказан, но и безвредность находится под вопросом. Проведя первые исследования, его определили в список разрешенных пищевых добавок.

Покупая продукты белого цвета, мы не имеем возможности выбирать, потому что альтернативы отбеленным красителем средств потребления просто нет. Но если диоксид титана действительно опасен, то лучше покупать неприглядные продукты серого цвета, чем иметь гамму заболеваний, вызванных данным веществом.

Научный прогресс улучшает качество жизни, делает её более яркой, разнообразной, комфортной. Однако радикальные изменения привычного мира вокруг нас, вызывают у общества тревогу. Одна из потенциальных опасностей, которая беспокоит учёных и медицинских специалистов — широкое применение пищевых добавок. Так, недавние публикации о вреде диоксида титана для организма человека, породили множество вопросов.

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

Применение диоксида титана в косметике

Большое содержание добавки было обнаружено в декоративных и уходовых средствах. Все дело в том, что вещество обладает окрашивающими свойствами. Его добавляют в тональные кремы, пудру, румяна, консилеры. Вспомогательный компонент хорошо сочетается с другими красителями.

Есть в составе солнцезащитных средств, благодаря чему повышается SPF-защита. Он оберегает кожу от вредного воздействия, но в умеренной степени.

Добавка улучшает консистенцию состава, поэтому она является хорошим загустителем.

Диоксид титана в креме для лица

Двуокись титана признана гипоаллергенным компонентом. У взрослых добавка редко вызывает аллергические реакции. Поэтому часто присутствует в составе кремов для лица.

Вспомогательный компонент придает косметическому средству белоснежный цвет и вязкую структуру. При нанесении кремы не растекаются. Внутри кожи сохраняется влага, что предотвращает ее пересушивание.

Диоксид титана в помаде

Добавка есть в составе помад и блесков для губ. Это позволяет декоративной косметике сохранить вязкость. Они равномерно наносятся на область губ, не растекаются. Диоксид титана служит не только загустителем. Он позволяет красителям хорошо сочетаться между собой. Благодаря наночастицам пигменты выглядят ярче и надолго сохраняют свой цвет.

Диоксид титана в тональном креме

Практически любая женщина хоть раз в жизни пользовалась тональными средствами. И это неспроста, ведь они помогают скрыть некоторые недостатки и придать лицу здоровый и ухоженный вид. Они подстраиваются под цвет кожи благодаря наличию в составе диоксида титана.

Но если косметические средства не убирать с лица, это приведет к закупориванию пор и появлению прыщей.

Добавка есть в любом тональном креме

Вреден ли диоксид титана в пудре

Пудры разных оттенков тоже содержат добавку. Только в состав таких косметических средств добавляют порошок, который состоит из наночастичек. Благодаря этому пудра ложится ровно, но при этом не закупоривает поры.

Производители утверждают, что диоксид титана абсолютно безвреден при нанесении на кожу. Но врачи говорят, что мелкие частицы, наоборот, представляют большую опасность. Это объясняется тем, что наночастицы попадают в дыхательные пути, а затем в легкие. Хоть они и не оседают на поверхности тканей, начинают мигрировать по всему организму, механически влияя на ДНК клеток.

Диоксид титана в солнцезащитном креме

Чаще всего вспомогательное вещество добавляют в солнцезащитные кремы. Чем больше его будет в составе, тем SPF-защита выше. Двуокись титана придает консистенции прозрачность. Крем кладется равномерно, не оставляя белые следы на коже.

Злоупотребление солнцезащитными средствами может привести к обратному эффекту. При больших количествах вспомогательный компонент начинает выступать в качестве фотокатализатора. Тогда кожа под воздействием солнечных лучей начинает сгорать быстрее

Поэтому к выбору косметического средства нужно подходить с осторожностью, изучая состав

Добыча и производство

Мировое производство диоксида титана на конец 2004 года достигло приблизительно 5 миллионов тонн.

Основные производители и экспортёры диоксида титана:

• (Пори, Финляндия, Дуйсбург и Крефельд, Германия)
• «Крымский Титан» (Армянск, север Крыма)
• «Сумыхимпром» (Сумы, Украина)
• (Норденхам, Германия)
• (Оклахома-Сити, США)
• DuPont (, штат Миссисипи, , штат Теннесси, , штат Делавэр, США; Альтамира, Мексика; , Тайвань; Убераба, Бразилия)

В последние годы чрезвычайно быстро растет производство диоксида титана в Китае.

Сумской государственный институт минеральных удобрений и пигментов (МИНДИП) в своих научно-исследовательских работах особое место уделяет технологиям получения оксида титана (IV) сульфатным способом: исследование, разработка новых марок, модернизация технологии и аппаратурного оформления процесса.

Существуют два основных промышленных метода получения TiO₂: из ильменитового (FeTiO₃) концентрата и из тетрахлорида титана. Поскольку запасов ильменита для удовлетворения нужд промышленности явно недостаточно, значительная часть TiO₂ производится именно из тетрахлорида титана.

Производство диоксида титана из ильменитового концентрата

Первый завод по производству титановых белил из природного титанового минерала ильменита FeTiO₃ был построен в Норвегии в 1918 г., однако первые промышленные партии белил имели жёлтый цвет и плохо подходили для живописи, так что фактически белые титановые белила стали использоваться художниками лишь в 1922—1925 гг. При этом следует указать, что до 1925 г. были доступны лишь композитные титановые пигменты на базе барита или кальцита.

До 1940-х гг. двуокись титана выпускалась в кристаллической модификации — анатаз (β-TiO₂) тетрогональной сингонии с показателем преломления ~2,5

Технология производства состоит из трёх этапов:

• получение растворов сульфата титана (путём обработки ильменитовых концентратов серной кислотой). В результате получают смесь сульфата титана и сульфатов железа (II) и (III), последний восстанавливают металлическим железом до степени окисления железа +2. После восстановления на барабанных вакуум-фильтрах отделяют растворов сульфтов от шлама. Сульфат железа(II) отделяют в вакуум-кристаллизаторе.
• гидролиз раствора сульфатных солей титана. Гидролиз проводят методом введения зародышей (их готовят осаждая Ti(OH)₄ из растворов сульфата титана гидроксидом натрия). На этапе гидролиза образующиеся частицы гидролизата (гидратов диоксида титана) обладают высокой адсорбционной способностью, особенно по отношению к солям Fe3+, именно по этой причине на предыдущей стадии трёхвалентное железо восстанавливается до двухвалентного. Варьируя условия проведения гидролиза (концентрацию, длительность стадий, количество зародышей, кислотность и т. п.) можно добиться выхода частиц гидролизата с заданными свойствами, в зависимости от предполагаемого применения.
• термообработка гидратов диоксида титана. На этом этапе, варьируя температуру сушки и используя добавки (такие, как оксид цинка, хлорид титана и используя другие методы можно провести рутилизацию (то есть перестройку оксида титана в рутильную модификацию). Для термообработки используют вращающиеся барабанные печи длиной 40—60 м. При термообработке испаряется вода (гидроксид титана и гидраты оксида титана переходят в форму диоксида титана), а также диоксид серы.

Производство диоксида титана из тетрахлорида титана

В 1938—1939 гг. способ производства изменился — появился так называемый хлорный метод производства белил из тетрахлорида титана, благодаря чему титановые белила стали выпускаться в кристаллической модификации рутил (α-TiO₂) — также тетрагональной сингонии, но с другими параметрами решётки и несколько бо́льшим по сравнению с анатазом показателем преломления 2,61.

Существуют три основных метода получения диоксида титана из его тетрахлорида:

• гидролиз водных растворов тетрахлорида титана (с последующей термообработкой осадка)
• парофазный гидролиз тетрахлорида титана (основан на взаимодействии паров тетрахлорида титана с парами воды)при 400 °C.
• термообработка тетрахлорида (сжигание в токе кислорода)Процесс обычно ведётся при температуре 900—1000 °C

Kronos Worldwide Inc.

Компания Kronos Worldwide Inc. сообщила, что за 9 месяцев 2009 г. было реализовано 335 тыс. тонн диоксида титана, произведено – 280 тыс. тонн. На конец второго квартала 2009 г. складские запасы готовой продукции у компании были эквиваленты менее чем двум месяцам средних объемов продаж и были ниже, чем в конце первого квартала и в конце 2008 г.

Компания Kronos производит свыше 40 марок диоксида титана, в том числе рутильной модификации (на предприятиях, использующих хлоридную технологию) для лакокрасочной промышленности, производства пластмасс и бумаги, и анатазной модификации (сульфатный способ производства). Компания в течение 10 лет увеличила свои производственные мощности на 30% за счет модернизации производства. В 2008 г. использование производственных мощностей на предприятиях компании доходило до 97%, использование мощностей в 2009 г. оценивается на уровне 70-80%.

Примеры косметики с titanium dioxide

Этот природный минерал присутствует во многих косметических средствах. С некоторыми из них я вас сейчас познакомлю. И фото такой косметики я для вас припасла.

Спрей — активатор загара от Виши SPF 50+. Это косметическое средство обеспечивает интенсивное увлажнение. Также оно позволяет быстро добиться стойкого и естественного загара. Данный флюид гипоаллергенный – может использоваться для ухода за чувствительной кожей.

Солнцезащитное средство для детей. Выпускается оно со значком SPF 50+. В составе данного косметического средства присутствует инновационный солнечный фильтр Mexoplex. Выдерживает до 6 купаний в воде по 20 минут. Можно пользоваться всей семьей.

Восстанавливающий бальзам Capital Ideal Soleil от Виши. Предназначен для восстановления кожи после полученных солнечных ожогов. Судя по отзывам, болевые ощущения сразу же исчезают после нанесения этого бальзама. А в течение суток и от покраснения не остается и следа.

Тонирующий уход против пигментных пятен. Это средство 3-в-1: прекрасное солнцезащитное средство SPF 50+. Также заменит вам тональник и уход против пигментных пятне. Прекрасно выравнивает цвет лица.  легко наносится и не скатывается даже в жару.

Тональный крем Liftactiv Flexilift от Vichy. Данное косметическое средство отличается лифтинг-эффектом. Оно может использоваться при любом типе кожи. Рекомендуется для ухода за стареющей кожей. Эффект от использования данного косметического средства сохраняется до 8 часов.

vichyconsult.ru
Тонирующий уход против пигментных пятен SPF50+, Vichy

vichyconsult.ru
Спрей для детей SPF50+, Vichy
1 615 руб.

vichyconsult.ru
Бальзам против ожогов, Vichy
1 057 руб.

vichyconsult.ru
Тональный крем с эффектом лифтинга, 25 тон, Vichy
1 980 руб.

vichyconsult.ru
Тональный крем с эффектом лифтинга, 35 тон, Vichy
1 980 руб.

vichyconsult.ru
Тональный крем с эффектом лифтинга, 15 тон, Vichy
1 980 руб.

vichyconsult.ru
Компактная пудра для нормальной и жирной кожи SPF 25, тон15, Vichy
1 982 руб.

vichyconsult.ru
Компактная пудра для нормальной и жирной кожи SPF 25, тон25, Vichy
1 982 руб.

vichyconsult.ru
Компактная пудра для нормальной и жирной кожи SPF 25, тон35, Vichy
1 982 руб.

Для себя сделала простой вывод. Косметику с добавлением этой окиси лучше брать известных производителей. Так вы будете уверены, что вещество добавлено в пределах нормы и хорошо очищено. Что же касается пищевой промышленности, его добавляют в очень малых количествах. Он не усваивается организмом и благополучно выводится.

Чтобы заработать какие-то отклонения на клеточном уровне крабовые палочки нужно ежедневно есть килограммами. И то, опытного исследования по этому поводу не было. Так что не ищите опасности там, где их нет. И знайте во всем меру. Будьте здоровы и не забывайте подписываться на обновления. Всем пока.

Получение

Тетрахлорид титана можно получить взаимодействием диоксида титана с хлором в присутствии восстановителя (углерода):

TiO2+2Cl2+C→TiCl4+CO2{\displaystyle {\mathsf {TiO_{2}+2Cl_{2}+C\rightarrow TiCl_{4}+CO_{2}}}}

Для получения TiCl₄ высокой чистоты используют ректификацию и адсорбцию примесей на силикагеле.

В промышленности хлорид титана(IV) производится в процессе хлорирования, который предусматривает обработку титановой руды хлором. Реакция ильменита (FeTiO₃) с хлором и углеродом (в виде кокса) происходит при температуре 900 °C:

2FeTiO3+7Cl2+6C⟶2TiCl4+2FeCl3+6CO{\displaystyle {\mathsf {2FeTiO_{3}+7Cl_{2}+6C\longrightarrow 2TiCl_{4}+2FeCl_{3}+6CO}}}

После хлорирования полученный тетрахлорид титана очищают фильтрованием, гидролизом с помощью увлажнённого NaCl (удаление As), восстановлением медью, алюминием или сероводородом H₂S (удаление ванадия, серы, хрома, органики), дистилляцией и ректификацией.

Примечания

1. ↑ Химическая энциклопедия
2. ↑ Рабинович. В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник Л.:Химия, 1977 с. 105
3. Краткий справочник физико-химических величин. Изд. 8-е, перераб./Под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. — Л.: Химия, 1983. С.60
4. Кроме изменения стандартной энтальпии плавления там же с. 82
5. изменение стандартной энтальпии (теплоты образования) при образовании из простых веществ, термодинамически устойчивых при 101,325 кПа (1 атм) и температуре 298 K
6. стандартная энтропия при температуре 298 K
7. изменение стандартной энергии Гиббса (теплоты образования) при образовании из простых веществ, термодинамически устойчивых при 101,325 кПа (1 атм) и температуре 298 K
8. стандартная изобарная теплоёмкость при температуре 298 K
9. Изменение энтальпии плавления. Данные по Химической энциклопедии с. 593
10.  (недоступная ссылка). Дата обращения 27 января 2017.
11. ↑
12.  (недоступная ссылка). Новости. Titanmet.ru (16 декабря 2005). Дата обращения 22 августа 2014.

13. Grätzel, M. Dye-sensitized solar cells (англ.) // Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews (англ.)русск. : journal. — 2003. — Vol. 4, no. 2. — P. 145—153.

Последние исследования свойств диоксида титана

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

Однако есть и тревожные данные. Так, а 2015 году американские учёные опубликовали результаты экспериментов на лабораторных мышах — их поили специально приготовленной мелкодисперсной суспензией диоксида титана. Итоги опытов таковы — поражение митохондрий в клетках головного мозга. Основная функция митохондрий — выработка энергии для поддержания клеточных процессов. В результате — нарушения функций центральной нервной системы.

А также общественное мнение тревожно отреагировало на недавно опубликованные результаты опытов учёных INRA (Французский национальный институт сельскохозяйственных исследований). Изыскания проводились на трёх группах крыс и морских свинок, которые получали пищевой краситель в воде. Доза соответствовала суточному потреблению E171 человеком. Длился эксперимент 100 дней. Результаты исследования можно обобщить следующими фактами:

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

Исследования диоксида титана французскими учёными

Учёные на основании результатов сделали следующие выводы:

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

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

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

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

Какой можно сделать вывод? Диоксид титана — это химическое соединение, которое имеет уникальные свойства. Практически нет такой области, где бы вещество ни использовалось. Медицинские специалисты различных стран уже более 50 лет проводят исследования на предмет выявления канцерогенного действия на организм человека. И не только тех людей, кто занят на производстве с использованием диоксида титана. Ведь TiO₂ входит в состав зубной пасты, косметических средств, лекарственных препаратов, используется как пищевая добавка E171. Однако пока нет однозначного вывода учёных о вреде этого химического соединения. Ведь результаты, полученные на крысах, нельзя однозначно экстраполировать на человека. Они лишь указывают направление для дальнейших многоцентровых рандомизированных исследований. Точные ответы на тревожные вопросы можно получить, лишь объединив усилия мирового сообщества.

В чем состоит вред диоксида титана в косметике

На основании полученных результатов исследований можно сделать вывод, что не каждое косметическое средство, содержащее двуокись титана, может быть безопасным. Полностью отказаться от таких продуктов в краткие сроки не получится, т.к. применение этого ингредиента крепко вошло в производственные технологии

В ожидании новых результатов исследований стоит помнить о мерах предосторожности некоторым категориям людей — людям с чувствительной кожей и детям

Вред диоксида титана для обладателей проблемной кожи

Несмотря на свою химическую нейтральность по отношению к дерме и любым ингредиентам косметических и моющих средств, диоксид титана может создавать липкую пленку на кожных покровах, которая не только задерживает влагу, но и может служить причиной развития прыщей, появления раздражения, особенно на жирной коже, склонной к таким дефектам.

В случае с нормальной кожей нет повышенного выделения кожного жира, пота, поэтому эти загрязнения не вызовут проблем.

В любом случае необходимо выбирать качественные средства для снятия макияжа, т.к. остатки двуокиси титана могут скапливаться в кожных порах и провоцировать появление новых раздражений.

Вреден ли диоксид титана в косметике для детей

На этикетке каждого товара обозначены координаты для связи с производителем. Перед покупкой лучше всего убедиться в том, что в конкретном продукте не используются наночастицы, ведь они несут в себе наибольшую опасность. Попадание в организм микрочастиц данного вещества чревато изменением в ДНК, ухудшением иммунитета и непредсказуемым развитием хронических заболеваний. В случае с детским неокрепшим организмом опасность возрастает в несколько раз.

Примечательно, что теоретически риск попадания наночастиц из косметики внутрь организма довольно мал. Поэтому полный отказ от использования таких товаров не требуется. В данном случае родители должны обучать детей правильному использованию и не допускать применения не по назначению.

При необходимости применения солнцезащитного крема лучше выбирать тот, который оставляет белый след — это говорит о том, что диоксид титана применяется в форме крупнозернистого порошка и будет более безопасным.

Что такое диоксид титана в косметике — смотрите на видео:

Потенциальную опасность несет в себе плохо очищенный диоксид титана. В таком случае примеси могут наносить непоправимый вред организму. К сожалению, проверить это потребителю довольно сложно, остается полагаться на добросовестность производителей. На данный момент двуокись титана разрешена к применению в определенных концентрациях. Но уже в ближайшие месяцы ситуация может измениться, ведь споры о его безопасности не утихают.