Le dioxyde de titane (E171) est un oxyde de titane naturel couramment utilisé comme pigment blanc en raison de sa luminosité et de son indice de réfraction très élevé.
Dans l’industrie alimentaire, il fonctionne principalement comme agent colorant pour donner un aspect blanc et opaque à des produits tels que les bonbons, les chewing-gums, les produits de boulangerie et les produits laitiers.
Le E171 est également utilisé dans les produits pharmaceutiques et cosmétiques pour des effets blanchissants ou opacifiants similaires.
On le trouve sous forme de pigment ou de nanoparticules, bien que le statut réglementaire concernant son utilisation ait changé dans diverses régions en raison d'évaluations de sécurité.
Numéro CAS : 13463-67-7
Synonymes : oxyde de titane (IV), titane, pigment blanc CI 6, dioxyde de titane (TiO₂)
Rutile (lorsqu'il se réfère à une forme cristalline spécifique), Anatase (une autre forme cristalline)
Introduction
Le dioxyde de titane (TiO₂), enregistré sous le numéro E171 dans l'Union européenne, est un oxyde de titane naturel largement utilisé comme pigment blanc.
Il est apprécié pour sa luminosité, son indice de réfraction élevé et sa résistance à la décoloration.
Découvert initialement au XVIIIe siècle, son utilisation commerciale a commencé au début du XXe siècle.
Le composé est devenu omniprésent dans un large éventail d’industries, notamment dans l’alimentation, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques et les peintures.
Les organismes de réglementation tels que l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA), la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis et le Comité mixte FAO/OMS d’experts sur les additifs alimentaires (JECFA) considèrent depuis longtemps que le E171 est sûr.
Cependant, les inquiétudes récentes concernant sa teneur en nanoparticules et sa génotoxicité potentielle ont conduit à sa réévaluation et, dans certaines juridictions, à sa restriction ou à son interdiction.
Propriétés chimiques
Le dioxyde de titane existe sous trois formes cristallines principales : l'anatase, le rutile et la brookite, l'anatase et le rutile étant les plus pertinents sur le plan industriel.
Formule moléculaire : TiO₂
Masse molaire : 79,87 g/mol
Aspect : Poudre blanche
Point de fusion : 1 843 °C (rutile)
Point d'ébullition : Se décompose avant l'ébullition
Solubilité : Insoluble dans l'eau et les solvants organiques, soluble dans l'acide sulfurique concentré
L'indice de réfraction élevé (2,5 pour l'anatase et 2,7 pour le rutile) contribue à ses excellentes capacités de diffusion de la lumière, ce qui le rend très efficace comme pigment et filtre UV.
Méthodes de production
Le TiO₂ est produit via deux principaux procédés industriels :
Procédé au sulfate : implique la digestion du minerai d'ilménite avec de l'acide sulfurique concentré pour produire une solution d'oxysulfate de titane, qui est ensuite hydrolysée et calcinée.
Procédé au chlorure : convertit la matière première contenant du titane (rutile ou rutile synthétique) en tétrachlorure de titane (TiCl₄) à l'aide de chlore gazeux, qui est ensuite oxydé pour produire du TiO₂.
Les deux procédés subissent des étapes ultérieures de purification et de micronisation pour produire du E171 de qualité alimentaire ou pharmaceutique.
Applications
Industrie alimentaire : Le E171 sert de colorant dans les confiseries, les produits laitiers, les sauces et les produits de boulangerie.
Cosmétiques : Apporte opacité et protection solaire aux fonds de teint, crèmes solaires et lotions.
Produits pharmaceutiques : utilisés dans les enrobages de comprimés pour le blanchiment et l'opacité.
Utilisations industrielles : Commun dans les peintures, les plastiques, les revêtements, la céramique et le papier pour sa luminosité et son opacité.
Fonctionnalité
Les propriétés optiques du TiO₂ proviennent de sa capacité à diffuser la lumière visible, ce qui se traduit par une blancheur et une luminosité élevées.
Dans les crèmes solaires, il sert de bloqueur physique des UV.
L'activité photocatalytique de l'anatase TiO₂ est utilisée dans la purification de l'environnement mais peut également provoquer une dégradation indésirable dans certaines applications.
Aspects des nanoparticules
Les inquiétudes concernant l’E171 proviennent en grande partie de sa teneur en nanoparticules.
Bien qu'elles ne soient pas conçues sous forme de nanoparticules, certaines fractions sont < 100 nm.
Les nanoparticules ont une réactivité de surface plus élevée, ce qui peut améliorer les interactions biologiques, entraînant une inflammation, un stress oxydatif ou une génotoxicité.
Les organismes de réglementation ont commencé à faire la distinction entre le TiO₂ en vrac et le TiO₂ nano, ce qui a conduit à des cadres juridiques divergents à l’échelle mondiale.
Préoccupations en matière de santé et examens réglementaires
EFSA (2021) : a conclu que l'E171 ne pouvait plus être considéré comme sûr en tant qu'additif alimentaire en raison d'incertitudes concernant la génotoxicité.
Décision de l'UE : À compter de 2022, le E171 est interdit dans les produits alimentaires au sein de l'Union européenne.
Paysage mondial : contraste avec le JECFA et la FDA, qui maintiennent sa sécurité lorsqu'il est utilisé dans des limites spécifiées.
Impact environnemental
Persistance : Le TiO₂ est chimiquement inerte et non biodégradable.
Écotoxicité : Les nanoparticules peuvent affecter les organismes aquatiques par le biais du stress oxydatif et des interférences physiques.
Bioaccumulation : Généralement faible, bien que les impacts à long terme sur l’écosystème restent incertains.
Méthodes analytiques
Techniques spectroscopiques : spectroscopie UV-Vis, FTIR, spectroscopie Raman
Caractérisation des particules : TEM, SEM, XRD et DLS
Quantification dans les aliments : l'ICP-MS et l'ICP-MS à particules uniques permettent la détection et le dimensionnement des particules de TiO₂ dans des matrices complexes
Évaluation et gestion des risques
L’évaluation des risques consiste à déterminer l’exposition par l’alimentation, l’inhalation ou les voies cutanées et à les comparer aux seuils de sécurité connus.
DJA : Auparavant non spécifié par le JECFA et l'EFSA en raison d'une faible absorption, actuellement en cours de réévaluation.
Mesures de gestion : inclure la reformulation, l’amélioration de l’étiquetage et l’utilisation de pigments alternatifs.
Perception du public et réponse de l'industrie
Suite à l'avis de l'EFSA de 2021, l'inquiétude du public s'est accrue, conduisant de nombreuses entreprises à reformuler des produits sans E171.
Les tendances en matière de label propre et la défense des consommateurs ont accéléré ce changement.
L’industrie a réagi en adoptant des initiatives de transparence, en investissant dans des technologies alternatives et en renforçant la conformité aux réglementations émergentes.
Alternatives au E171
Carbonate de calcium : Blanc, mais moins efficace en opacité.
Oxyde de zinc : Il s’agit également d’un bloqueur d’UV, mais il soulève des problèmes de sécurité similaires.
Pigments à base d'amidon : Biodégradables et naturels, mais manquent souvent de brillance.
Mélanges sans titane : Ils contiennent souvent des minéraux et des pigments naturels mélangés.
Chaque alternative implique des compromis en termes de coût, de performance et d’approbation réglementaire.
Perspectives d'avenir
Des recherches sont en cours sur des formulations de TiO₂ plus sûres avec des fractions de nanoparticules réduites, des revêtements pour limiter la réactivité et des pigments biosourcés.
Des études toxicologiques continues et une réglementation mondiale harmonisée sont attendues. L'innovation industrielle et la demande des consommateurs façonneront les futurs choix de pigments.
INFORMATIONS DE SÉCURITÉ CONCERNANT LE DIOXYDE DE TITANE E 171
Mesures de premiers secours :
Description des mesures de premiers secours :
Conseils généraux :
Consultez un médecin.
Montrez cette fiche de données de sécurité au médecin traitant.
Sortez de la zone dangereuse :
En cas d'inhalation :
En cas d'inhalation, déplacer la personne à l'air frais.
En cas d'arrêt respiratoire, pratiquer la respiration artificielle.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec la peau :
Retirez immédiatement les vêtements et les chaussures contaminés.
Laver avec du savon et beaucoup d'eau.
Consultez un médecin.
En cas de contact avec les yeux :
Rincer abondamment à l'eau pendant au moins 15 minutes et consulter un médecin.
Continuer à rincer les yeux pendant le transport vers l’hôpital.
En cas d'ingestion :
NE PAS faire vomir.
Ne jamais rien donner par voie orale à une personne inconsciente.
Rincer la bouche avec de l'eau.
Consultez un médecin.
Mesures de lutte contre l'incendie :
Moyens d'extinction :
Moyens d’extinction appropriés :
Utiliser de l’eau pulvérisée, de la mousse résistante à l’alcool, un produit chimique sec ou du dioxyde de carbone.
Dangers particuliers résultant de la substance ou du mélange
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique
Conseils aux pompiers :
Portez un appareil respiratoire autonome pour lutter contre l'incendie si nécessaire.
Mesures en cas de déversement accidentel :
Précautions individuelles, équipement de protection et procédures d'urgence
Utiliser un équipement de protection individuelle.
Évitez de respirer les vapeurs, les brouillards ou les gaz.
Évacuer le personnel vers des zones sûres.
Précautions environnementales :
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Méthodes et matériaux de confinement et de nettoyage :
Absorber avec un matériau absorbant inerte et éliminer comme déchet dangereux.
Conserver dans des récipients appropriés et fermés pour l'élimination.
Manipulation et stockage :
Précautions pour une manipulation sans danger :
Éviter l’inhalation de vapeurs ou de brouillards.
Conditions de stockage sûr, y compris d’éventuelles incompatibilités :
Conserver le récipient bien fermé dans un endroit sec et bien aéré.
Les récipients ouverts doivent être soigneusement refermés et maintenus en position verticale pour éviter les fuites.
Classe de stockage (TRGS 510) : 8A : matières dangereuses combustibles et corrosives
Contrôles de l'exposition/protection individuelle :
Paramètres de contrôle :
Composants avec paramètres de contrôle du lieu de travail
Ne contient aucune substance présentant des valeurs limites d’exposition professionnelle.
Contrôles d'exposition :
Contrôles techniques appropriés :
Manipuler conformément aux bonnes pratiques d’hygiène industrielle et de sécurité.
Lavez-vous les mains avant les pauses et à la fin de la journée de travail.
Équipement de protection individuelle :
Protection des yeux/du visage :
Lunettes de sécurité bien ajustées.
Écran facial (8 pouces minimum).
Utilisez un équipement de protection oculaire testé et approuvé selon les normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou EN 166 (UE).
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Les gants doivent être inspectés avant utilisation.
Utiliser des gants appropriés
technique de retrait (sans toucher la surface extérieure du gant) pour éviter tout contact cutané avec ce produit.
Jetez les gants contaminés après utilisation conformément aux lois en vigueur et aux bonnes pratiques de laboratoire.
Se laver et se sécher les mains.
Contact complet :
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Contact par éclaboussures
Matériau : caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Matériau testé : Dermatril (KCL 740 / Aldrich Z677272, taille M)
Cela ne doit pas être interprété comme une approbation pour un scénario d’utilisation spécifique.
Protection du corps :
Combinaison complète de protection contre les produits chimiques. Le type d'équipement de protection doit être sélectionné en fonction de la concentration et de la quantité de la substance dangereuse sur le lieu de travail spécifique.
Protection respiratoire :
Lorsque l'évaluation des risques montre que les respirateurs à épuration d'air sont appropriés, utilisez un respirateur complet avec des cartouches respiratoires combinées polyvalentes (US) ou de type ABEK (EN 14387) comme solution de secours aux contrôles techniques.
Si le respirateur est le seul moyen de protection, utilisez un respirateur à adduction d’air complet.
Utilisez des respirateurs et des composants testés et approuvés conformément aux normes gouvernementales appropriées telles que NIOSH (États-Unis) ou CEN (UE).
Contrôle de l'exposition environnementale
Empêcher toute fuite ou tout déversement supplémentaire si cela peut être fait en toute sécurité.
Ne pas laisser le produit pénétrer dans les égouts.
Le rejet dans l’environnement doit être évité.
Stabilité et réactivité :
Stabilité chimique :
Stable dans les conditions de stockage recommandées.
Matériaux incompatibles :
Agents oxydants forts :
Produits de décomposition dangereux :
Des produits de décomposition dangereux se forment en cas d'incendie.
Oxydes de carbone, oxydes d'azote (NOx), gaz chlorhydrique.
Considérations relatives à l’élimination :
Méthodes de traitement des déchets :
Produit:
Proposez les solutions excédentaires et non recyclables à une entreprise d’élimination agréée.
Contactez un service professionnel agréé d’élimination des déchets pour éliminer ce matériau.
Emballage contaminé :
Éliminer comme produit non utilisé