Die chemische Zusammensetzung von Titandioxid-Pigmenten ist abhängig von der Art der verwendeten Rohstoffe, dem Produktionsverfahren und der Pigmentklasse. Die Rohstoffarten und die Produktionsverfahren haben einen entscheidenden Einfluss auf den Verunreinigungsgrad des Fertigprodukts.

Die Hersteller arbeiten trotz technologischer Grenzen mit aller Kraft an einer Senkung des Verunreinigungsgrades, der infolge des eingesetzten titanhaltigen Rohstoffs oder anderer im Herstellungsverfahren des Pigments verwendeter Chemikalien auftritt.

Der Grund ist, dass viele Verunreinigungen, selbst wenn sie nur in Spuren vorhanden sind, die Pigmenteigenschaften, und hier vor allem die optischen Eigenschaften, negativ beeinflussen. Der geringe Verunreinigungsgrad und die Ungiftigkeit von Titandioxid ermöglichen seinen Einsatz bei Produkten, die in Kontakt mit Nahrungsmitteln stehen und teilweise direkt als Nahrungsmitteladditiv (E171).

Neben Titandioxid und seinen in Spuren enthaltenen Verunreinigungen weisen handelsübliche Titandioxidpigmente in ihrer Zusammensetzung vom Hersteller bewusst eingeführte Komponenten auf, die die Pigmenteigenschaften, vor allem die Dispergierbarkeit und die Witterungsbeständigkeit, verbessern sollen. Diese Komponenten umfassen Substanzen, die in den folgenden Phasen in die Kristallstruktur eingebaut oder auf die Oberfläche der Pigmentpartikel aufgebracht werden:

  • Modifizierung der kristallographischen Struktur von Anatas oder Rutil,
  • anorganische Oberflächenbehandlung,
  • organische Oberflächenbehandlung.

Aufgrund der zahlreichen Durchführungsverfahren der verschiedenen Phasen und der Vielzahl an verwendeten Substanzen sind Art und Inhalt der spezifischen Beimischungen im Verhältnis zu TiO2 sehr unterschiedlich.

Je nach Anteil der verwendeten Beimischungen variiert der Gehalt an TiO2 in kommerziell erhältlichen Titandioxidpigmenten zwischen 80 Prozent in stark oberflächenbehandelten Pigmenten und 99 Prozent im Fall von Pigmenten ohne Oberflächenbehandlung. Wichtig ist ferner, dass Art und Menge der Beimischungen und das bei der Oberflächenbehandlung angewendete Verfahren entscheidend sind für die Eigenschaften, die das Pigment am Ende besitzt, und somit für seine
Einsatzmöglichkeiten. Die Auswahl des für eine spezifische Anwendung geeigneten Pigments ist außerordentlich wichtig.