Powłoka farby lub element z tworzywa sztucznego pigmentowany dwutlenkiem tytanu z upływem czasu, w ścisłej zależności od warunków eksploatacji, zmienia swój wygląd. Szczególnie widoczne jest to w przypadku ekspozycji na działanie środowiska agresywnego.
Pod określeniem agresywne środowisko należy rozumieć nie tylko stężone, żrące chemikalia, lecz także:
- promieniowanie UV,
- wysokie lub niskie temperatury,
- dużą wilgotność,
- zabrudzenia (np. pyły).
Działanie tych czynników wywołuje nie tylko utratę własności dekoracyjnych powłok, lecz także pogorszenie ich właściwości mechanicznych. Istotny wpływ na te zmiany, poza rodzajem spoiwa, ma także rodzaj zastosowanego pigmentu dwutlenku tytanu.
Pigmenty dwutlenku tytanu pełnią dwojaką rolę w mechanizmie degradacji powłok:
- jako bardzo dobry absorber promieniowania ultrafioletowego, cząstki dwutlenku tytanu (szczególnie rutylu) ochraniają polimer przed destrukcyjnym, bezpośrednim oddziaływaniem tego promieniowania;
- jako uaktywniany promieniowaniem ultrafioletowym katalizator, cząstki dwutlenku tytanu (szczególnie anatazu) katalizują reakcje prowadzące do utlenienia łańcuchów polimerowych i destrukcji powłoki.
Podsumowując funkcja, jaką pełni pigment dwutlenku tytanu w procesie degradacji jest wypadkową tych dwóch przeciwstawnych sobie ról. Celem działań producentów pigmentów dwutlenku tytanu jest zwiększenie efektywności absorpcji promieniowania UV, przy jednoczesnym zmniejszeniu aktywności fotokatalitycznej pigmentu. Działania w pierwszym kierunku zmierzają do dostarczenia bardzo łatwo dyspergowalnego pigmentu o optymalnym rozkładzie cząstek, umożliwiającego uzyskanie jednolitego poziomu pigmentacji, co pozwoli na maksymalną ochronę matrycy polimerowej. Z kolei działania w drugim kierunku prowadzą do stabilizacji struktury krystalograficznej oraz do obróbki powierzchniowej cząstek pigmentu.
Na polepszenie odporności powłoki wpływa oczywiście także rodzaj zastosowanego spoiwa, obecność innych składników receptury (np. innych pigmentów silnie absorbujących promieniowanie UV), stężenie objętościowe pigmentu, itp. I tak, na przykład zwiększając stężenie objętościowe pigmentu, z jednej strony zwiększa się degradacja fotokatalityczna, lecz z drugiej strony obniża degradacja bezpośrednia (gdyż, żywica jest lepiej chroniona w wyniku absorpcji promieniowania ultrafioletowego przez pigment).
Badania odporności powłok na czynniki atmosferyczne prowadzi się w warunkach naturalnych, w specjalnie przeznaczonych do tego celu stacjach ekspozycyjnych lub w warunkach przyśpieszonych, w specjalnych urządzeniach symulujących warunki atmosferyczne.