OXYDE DE ZINC

L’Oxyde de zinc est un oxyde métallique inorganique amphotère, fourni principalement sous forme de poudre blanche et inodore ; ce profil couvre le composé non revêtu plutôt qu’une dispersion formulée ou une qualité nanoparticulaire spécifiquement conçue.
Ses principales applications comprennent la vulcanisation du caoutchouc, les céramiques, les revêtements, les formulations de protection solaire, les protecteurs cutanés, la fabrication de produits chimiques et les matériaux électroniques.
La valeur technique de l’Oxyde de zinc associe la réactivité chimique à l’absorption des ultraviolets, à la fonction pigmentaire et à des propriétés pouvant être contrôlées par la taille des particules, la surface spécifique et la composition.

Numéro CAS : 1314-13-2
Numéro CE : 215-222-5
Formule moléculaire : ZnO
Poids moléculaire : 81.38 g/mol. 

Synonymes : Monoxyde de zinc, Oxyde de zinc(II), Oxozinc, ZnO, Blanc de zinc, Blanc de Chine, Fleurs de zinc, Laine philosophique, Blanc de zinc, Flores de zinci, Zinci oxydum, Zincum oxydatum, Pigment Blanc 4, C.I. Pigment Blanc 4, C.I. 77947, Zinkoxid, Oxyde de zinc, Óxido de cinc, Oxyde de zinc, ZnO, Blanc de zinc, Blanc de Chine, Fleurs de zinc, Zincite, Oxozinc, Monoxyde de zinc, Oxyde de zinc(II), Oxyde zincique, Zinci Oxidum, Zinci Oxidum Ph. Eur., Zinci Oxidum USP, CI 77947, C.I. 77947, Pigment Blanc 4, PW 4, CAS 1314-13-2, CE 215-222-5, Poudre d’Oxyde de zinc, Oxyde de zinc micronisé, Nano Oxyde de zinc, Oxyde de zinc nanoparticulaire, Oxyde de zinc ultrafin, Oxyde de zinc fin, Oxyde de zinc de haute pureté, Oxyde de zinc de qualité technique, Oxyde de zinc de qualité industrielle, Oxyde de zinc de qualité pharmaceutique, Oxyde de zinc de qualité USP, Oxyde de zinc de qualité EP, Oxyde de zinc de qualité alimentaire, Oxyde de zinc de qualité cosmétique, Oxyde de zinc de qualité soins personnels, Oxyde de zinc de qualité caoutchouc, Oxyde de zinc de qualité pneumatique, Oxyde de zinc de qualité céramique, Oxyde de zinc de qualité verre, Oxyde de zinc de qualité peinture, Oxyde de zinc de qualité revêtement, Oxyde de zinc de qualité pigmentaire, Oxyde de zinc de qualité alimentation animale, Oxyde de zinc de qualité pour aliments pour animaux, Oxyde de zinc de qualité engrais, Oxyde de zinc de qualité électronique, Oxyde de zinc de qualité semi-conducteur, Oxyde de zinc de qualité optique, Oxyde de zinc de qualité réactif, Oxyde de zinc de qualité laboratoire, Oxyde de zinc activé, Oxyde de zinc actif, Oxyde de zinc traité en surface, Oxyde de zinc revêtu, Oxyde de zinc hydrophobe, Oxyde de zinc hydrophile, Oxyde de zinc transparent, Oxyde de zinc bloquant les UV, Oxyde de zinc absorbant les UV, Oxyde de zinc de qualité écran solaire, Oxyde de zinc de qualité topique, Oxyde de zinc composant de la calamine, Oxyde de zinc blanc, Oxyde de zinc synthétique, Oxyde de zinc par procédé direct, Oxyde de zinc par procédé américain, Oxyde de zinc par procédé indirect

APPLICATIONS

Vulcanisation du caoutchouc

L’Oxyde de zinc active la vulcanisation accélérée au soufre dans les mélanges de caoutchouc, notamment les formulations à base de caoutchouc naturel et de plusieurs élastomères synthétiques.
En combinaison avec des acides gras et des accélérateurs organiques, l’Oxyde de zinc participe à la formation d’espèces contenant du zinc qui favorisent le développement de liaisons réticulées entre les chaînes polymériques.
Cette chimie contribue à la résistance mécanique, à l’élasticité et à la résistance à la déformation nécessaires dans les pneus, les tuyaux, les bandes transporteuses, les joints et les chaussures.
Les performances de l’Oxyde de zinc dans le caoutchouc dépendent de la surface accessible, de la dispersion, de la concentration et de l’ensemble du système de vulcanisation.
Une mauvaise dispersion entraîne une répartition irrégulière de l’activateur, tandis que des variations de réactivité peuvent modifier le comportement lors de la transformation ainsi que le réseau obtenu.
Le choix d’une poudre appropriée et d’une procédure de mélange adaptée contribue donc à une vulcanisation régulière et à des propriétés reproductibles des pièces finies.

Glaçures céramiques, frittes et émaux

L’Oxyde de zinc fournit un composant oxyde réactif aux glaçures céramiques, aux frittes et aux émaux vitreux.
Pendant la cuisson, l’Oxyde de zinc entre dans la phase vitreuse en formation et influence le comportement de fusion, l’aspect de la surface et l’interaction entre la glaçure et le corps céramique.
Sa contribution dépend de la silice, de l’alumine, des alcalins, des alcalino-terreux et des autres oxydes environnants plutôt que de la seule concentration en Oxyde de zinc.
L’Oxyde de zinc peut contribuer à l’obtention de surfaces de glaçure lisses et peut également participer au développement de glaçures cristallines dans des conditions appropriées de composition et de cuisson.
L’équilibre entre la dissolution pendant le chauffage et la cristallisation pendant le refroidissement détermine si la surface finale reste principalement vitreuse ou développe des caractéristiques cristallines visibles.
L’atmosphère de cuisson et la compatibilité avec les colorants sont également des facteurs supplémentaires, car les compositions contenant du zinc peuvent modifier le comportement de certains pigments céramiques.

Peintures et revêtements protecteurs

L’Oxyde de zinc fonctionne comme pigment blanc et comme ingrédient réactif de formulation dans certaines peintures et certains revêtements.
Son absorption des ultraviolets peut contribuer à protéger le système de revêtement, tandis que ses interactions avec le liant influencent la formation du film et sa durabilité.
La qualité la plus appropriée dépend de la dispersion du pigment, de la réactivité de surface, de la chimie du liant et des conditions d’exposition prévues.
L’Oxyde de zinc peut réagir avec les constituants acides des liants de revêtement ; sa contribution va donc au-delà d’une simple augmentation de la teneur en pigment blanc.
Une réactivité contrôlée peut améliorer les propriétés du film, mais une interaction excessive peut modifier la viscosité ou la stabilité au stockage.
La surface spécifique et l’équilibre de la formulation sont donc importants lors du développement d’un revêtement présentant des caractéristiques d’application et de séchage prévisibles.
L’Oxyde de zinc joue également un rôle spécialisé dans certains revêtements protecteurs pour boîtes métalliques, où il réagit avec des espèces contenant du soufre associées aux taches.
Cette fonction diffère de la protection anticorrosion sacrificielle apportée par le zinc métallique dans les primaires riches en zinc.
Les applications en contact avec les aliments nécessitent une composition de revêtement et un article fini conformes aux exigences applicables à l’usage prévu. 

Formulations de protection solaire

L’Oxyde de zinc agit comme filtre ultraviolet minéral dans les produits de protection solaire correctement formulés.
Son comportement optique implique l’absorption des ultraviolets ainsi qu’une diffusion dépendant des particules, ce qui lui permet de contribuer à la protection sur les longueurs d’onde UVA et UVB.
La protection obtenue par un écran solaire fini dépend de la concentration, de la dispersion, des caractéristiques des particules, de l’uniformité du film et de l’ensemble de la formulation.
L’Oxyde de zinc ne possède pas de facteur universel de protection solaire pouvant être attribué indépendamment du produit qui le contient.
L’ingénierie des particules et le traitement de surface peuvent influencer le blanchiment visible, la compatibilité avec le véhicule et la stabilité de la dispersion.
Les produits finis nécessitent les essais de performance appropriés et le respect des règles applicables au marché sur lequel ils sont commercialisés. 

Protecteurs cutanés et préparations topiques

L’Oxyde de zinc est un ingrédient bien établi dans les pommades, pâtes et crèmes protectrices, y compris dans les préparations destinées à la protection de la peau de la zone du siège.
Lorsqu’il est dispersé dans une base appropriée, le solide insoluble contribue à former une couche protectrice réduisant le contact entre la peau et les irritants externes.
Le véhicule, la finesse des particules et la teneur en solides influencent l’étalement, la couverture et la persistance de cette couche.
L’Oxyde de zinc destiné aux préparations topiques nécessite une pureté appropriée ainsi qu’un contrôle des impuretés potentiellement nocives.
Une formulation pharmaceutique ou cosmétique doit également présenter une stabilité physique suffisante pour que la poudre reste uniformément répartie pendant le stockage et l’application.
La présence d’Oxyde de zinc seule ne permet pas d’établir qu’une poudre industrielle est adaptée à une application directe sur la peau. 

Élimination du soufre des gaz de procédé

L’Oxyde de zinc réagit avec le sulfure d’hydrogène pour former du sulfure de zinc et de l’eau, ce qui en fait un composant réactif des lits industriels d’élimination du soufre.
Cette réaction protège les catalyseurs et les équipements de procédé en aval contre la contamination par le soufre dans des systèmes appropriés de traitement des gaz et de gaz de synthèse.
Les absorbants commerciaux sont conçus sous forme de structures poreuses dont la composition et la structure favorisent le contact avec le gaz et l’intégrité mécanique.
Les performances des absorbants à base d’Oxyde de zinc dépendent de la température, de la composition du gaz, de l’humidité, de la répartition du débit et de l’accessibilité du matériau réactif à l’intérieur de chaque particule.
Un lit d’élimination du soufre nécessite donc une fenêtre de fonctionnement spécifique à l’application plutôt qu’une température unique convenant à tous les produits à base d’Oxyde de zinc.
L’absorbant usagé contient des produits de réaction et des contaminants nécessitant une évaluation distincte pour la manipulation et l’élimination. 

Intermédiaires chimiques

L’Oxyde de zinc sert de source de zinc pour la fabrication de sels et d’autres intermédiaires contenant du zinc par réaction avec des acides appropriés.
La réaction de neutralisation transforme l’oxyde en composé de zinc cible tout en produisant de l’eau, et les étapes ultérieures déterminent la concentration finale ou la forme solide.
Le choix de l’acide, la stœchiométrie, la teneur en impuretés et les conditions de séparation déterminent la composition du matériau obtenu.
L’Oxyde de zinc participe également à la fabrication de carboxylates de zinc et d’autres additifs fonctionnels.
Ces dérivés peuvent avoir des applications dans la transformation des polymères, les revêtements ou la lubrification qui diffèrent sensiblement de celles de l’oxyde de départ.
Leurs performances doivent donc être attribuées au nouveau composé formé plutôt qu’être automatiquement attribuées à l’Oxyde de zinc lui-même. 

Formulations agricoles de micronutriments

L’Oxyde de zinc fournit du zinc aux formulations agricoles destinées à répondre à un besoin identifié en micronutriments.
Sa faible solubilité dans l’eau rend la taille des particules, la formulation, les conditions du sol et le comportement de dissolution importants pour la disponibilité du nutriment.
Un matériau finement divisé peut être incorporé dans des engrais appropriés, mais il ne se comporte pas comme un sel de zinc entièrement dissous.
La sélection de l’Oxyde de zinc pour une utilisation agricole doit tenir compte du mode d’apport prévu et des conditions dans lesquelles le zinc doit devenir disponible.
Le pH du sol et le contact entre les particules et le milieu environnant influencent la dissolution et peuvent affecter la vitesse de libération du nutriment.
Les taux d’application et l’adéquation aux cultures dépendent de l’engrais fini, des conditions locales et des exigences agronomiques pertinentes. 

DESCRIPTION

Identité chimique

L’Oxyde de zinc est un composé inorganique binaire contenant du zinc et de l’oxygène dans un rapport atomique de un pour un.
Le zinc présente un état d’oxydation de +2, tandis que l’oxygène présente un état d’oxydation de −2.
La formule ZnO décrit la composition du solide, et le poids moléculaire indiqué représente la masse molaire d’une unité formule plutôt que celle d’une molécule distincte dans le cristal massif. 

L’Oxyde de zinc doit être distingué du zinc métallique, de l’hydroxyde de zinc, du carbonate de zinc et du peroxyde de zinc.
Ces substances ont des compositions, des comportements réactionnels et des fonctions techniques différents, même si elles contiennent toutes du zinc.
Une formulation contenant de l’Oxyde de zinc avec de l’eau, des huiles, des dispersants ou des agents de traitement de surface présente également des propriétés qui ne peuvent pas être représentées uniquement par celles du ZnO pur.

Aspect et forme physique

L’Oxyde de zinc sous une forme commerciale purifiée est normalement un solide blanc et inodore.
L’apparence de la poudre peut varier en fonction de la morphologie des particules, de l’agglomération et de la présence d’impuretés à l’état de traces.
Le matériau blanc devient jaune lorsqu’il est chauffé et revient généralement vers sa couleur d’origine lors du refroidissement, caractéristique qu’il convient de distinguer d’une décoloration permanente causée par une contamination.

L’Oxyde de zinc peut être fourni sous forme de poudre fine, de matériau granulé ou comme ingrédient d’une dispersion préparée.
La granulation modifie le comportement de manipulation et de conditionnement sans nécessairement modifier l’identité chimique des particules primaires.
Une dispersion comprend toutefois une phase liquide continue et peut contenir des stabilisants, de sorte que sa viscosité, sa teneur en solides et ses propriétés de compatibilité sont propres à cette formulation.

Fabrication et différences entre les qualités

L’Oxyde de zinc produit par le procédé indirect provient de zinc métallique qui est vaporisé puis oxydé.
L’oxyde obtenu est recueilli et transformé en qualités présentant des caractéristiques physiques contrôlées.
La qualité de la matière première et les conditions de production influencent les niveaux d’impuretés, la formation des particules et la régularité requise pour différentes applications techniques. 

Les qualités d’Oxyde de zinc partageant le même numéro CAS ne sont pas nécessairement interchangeables dans une formulation.
Les différences de distribution granulométrique, de surface spécifique, de traitement de surface et d’agglomération peuvent influencer le mouillage, la vitesse de réaction et le comportement au cours de la transformation.
L’analyse chimique seule ne décrit donc pas toutes les caractéristiques pertinentes pour la vulcanisation du caoutchouc, la dispersion des pigments ou la fabrication de produits topiques.

Solubilité et comportement amphotère

L’Oxyde de zinc est pratiquement insoluble dans l’eau dans des conditions ordinaires ; l’ajout de la poudre à l’eau produit donc normalement une suspension.
Les acides favorisent la dissolution en consommant l’oxyde et en formant des espèces dissoutes de zinc.
Les solutions fortement alcalines peuvent également dissoudre le matériau par formation de zincates, ce qui démontre son caractère amphotère. 

La dissolution de l’Oxyde de zinc est influencée par le pH, le temps de contact, la taille des particules et la présence de substances capables de lier le zinc dissous.
Par conséquent, une faible solubilité dans l’eau pure n’implique pas une inertie chimique dans toutes les formulations aqueuses.
Une suspension contenant des acides ou des agents complexants peut évoluer différemment, au cours du stockage, d’un simple mélange de poudre et d’eau.

Comportement de dispersion et de formulation

L’Oxyde de zinc est plus dense que la phase liquide de nombreuses formulations, ce qui fait de la sédimentation un paramètre pratique à prendre en compte.
L’agglomération des particules peut augmenter la taille effective de sédimentation et perturber la distribution uniforme.
Un mouillage approprié, une dispersion adéquate et un contrôle de la rhéologie permettent de maintenir une suspension homogène et de réduire les différences localisées de concentration en solides.
Les traitements de surface de l’Oxyde de zinc modifient la manière dont les particules interagissent avec les huiles, l’eau et les autres ingrédients de la formulation.
Un revêtement choisi pour améliorer la compatibilité avec un véhicule peut ne pas convenir à un autre.
La chimie et la quantité du revêtement doivent donc être considérées séparément de la composition de l’oxyde sous-jacent.

Caractéristiques fonctionnelles

L’Oxyde de zinc associe l’absorption des ultraviolets à la diffusion de la lumière visible liée aux particules dispersées.
L’équilibre entre ces effets varie selon les dimensions des particules, leur agglomération et les propriétés réfractives du milieu environnant.
Cela explique pourquoi une poudre pigmentaire blanche conventionnelle et une dispersion solaire spécialement conçue peuvent contenir le même oxyde de base tout en produisant des résultats visuels différents.

L’Oxyde de zinc présente également un comportement semi-conducteur, ce qui permet son utilisation dans des céramiques électroniques techniques et des matériaux associés.
Les performances électriques dépendent de la microstructure, des impuretés, du procédé de transformation et des composants introduits volontairement.
Le comportement d’un composant électronique fini doit donc être distingué de celui d’une poudre brute non traitée. 

PROPRIÉTÉS

Nature chimique : Oxyde métallique inorganique amphotère
Aspect : Poudre blanche sous forme commerciale purifiée
Odeur : Inodore
Formule moléculaire : ZnO
Poids moléculaire : 81.38 g/mol
État d’oxydation du zinc : +2
État physique à température ambiante : Solide
Densité réelle : Environ 5.61 g/cm³ à 20 °C
Masse volumique apparente : Dépend des caractéristiques des particules et du tassement
Solubilité dans l’eau : Pratiquement insoluble
Solubilité dans les acides : Se dissout par réaction pour former des sels de zinc
Comportement en milieu fortement alcalin : Se dissout par formation d’espèces zincates
Comportement dans les solvants organiques : Généralement insoluble dans les solvants organiques courants
pH : Applicable à une suspension aqueuse spécifiée, et non au solide sec
Comportement à haute température : Une sublimation ou une décomposition peut se produire ; un simple point d’ébullition normal n’est pas approprié
Couleur lors du chauffage : Jaunissement généralement réversible au refroidissement
Inflammabilité : Non combustible
Point d’éclair : Non applicable
Pression de vapeur à température ambiante : Négligeable
Taille des particules : Dépend de la qualité
Surface spécifique : Dépend de la qualité
Danger pour l’environnement : Très toxique pour les organismes aquatiques, avec des effets à long terme.

PREMIERS SECOURS

Inhalation :

Transporter la personne affectée à l’air frais et la laisser se reposer.
Consulter un médecin en cas de toux persistante, de fièvre, de gêne thoracique ou de difficulté respiratoire, en particulier après exposition à des fumées provenant de procédés à chaud.
Une difficulté respiratoire sévère nécessite une assistance d’urgence ; les symptômes de la fièvre des fumées métalliques peuvent apparaître avec un certain retard. 

Contact avec la peau :

Retirer les vêtements contaminés et laver la peau affectée avec de l’eau et du savon.
Consulter un médecin si l’irritation persiste.

Contact avec les yeux :

Rincer soigneusement à l’eau courante propre pendant plusieurs minutes, en retirant les lentilles de contact si cela peut être fait facilement.
Poursuivre le rinçage et consulter un médecin si l’inconfort, la rougeur ou les troubles visuels persistent.

Ingestion :

Rincer la bouche.
Ne pas provoquer de vomissements et consulter un médecin si une quantité importante a été avalée ou si des symptômes apparaissent.
Ne jamais administrer quoi que ce soit par voie orale à une personne inconsciente.
Note aux médecins :
Administrer un traitement symptomatique et des soins de soutien en fonction de l’exposition et des constatations cliniques.
Après une inhalation importante de fumées, évaluer les symptômes respiratoires ainsi que la possibilité d’une fièvre des fumées métalliques retardée.

MANIPULATION ET STOCKAGE

Manipulation :

Réduire au minimum la formation de poussières en suspension dans l’air lors de l’ouverture des récipients, de la pesée du matériau et du chargement des équipements.
Porter des gants de travail appropriés, des vêtements de protection et une protection oculaire lorsqu’une exposition à la poudre est possible.
Utiliser une protection respiratoire sélectionnée en fonction de l’exposition évaluée lorsque les mesures techniques de contrôle sont insuffisantes.

Ventilation :

Prévoir une aspiration aux points de transfert de poudre et au niveau des équipements libérant des particules dans l’air.
Les procédés générant des fumées contenant du zinc nécessitent une capture efficace des fumées en plus de la ventilation générale habituelle du local.
Évaluer séparément l’exposition aux poussières et aux fumées, car les conditions de procédé et les caractéristiques des particules diffèrent. 

Stockage :

Conserver les récipients fermés dans un endroit sec, bien ventilé et protégé contre toute contamination.
Séparer le matériau des acides et des alcalis forts susceptibles de réagir avec lui.
Maintenir l’intégrité de l’emballage afin d’éviter les pertes de poudre et la pénétration d’humidité.

Procédures en cas de déversement et de fuite :

Empêcher le matériau déversé d’atteindre les égouts, les eaux de surface ou le sol.
Recueillir soigneusement la poudre dans des récipients refermables et étiquetés en utilisant des méthodes réduisant au minimum la formation de poussières.
Organiser l’élimination ou la récupération selon l’état de contamination du matériau et les exigences applicables en matière de déchets.

Précautions de manipulation :

Éviter le nettoyage à l’air comprimé et les autres pratiques qui dispersent la poudre.
Se laver les mains après manipulation et avant de manger ou de boire.
Traiter les matériaux de procédé usagés et les produits formulés en fonction de leur composition réelle, car leurs dangers peuvent différer de ceux de l’Oxyde de zinc non utilisé.