Schwarzer Belag durch Sonnenmilch, Titanarmband und Schweiß

Wissenschaft Chemie
#1

Wenn ich mich mit einer Sonnenmilch (LF 50, enthält u.a. Titandioxid -Nanopartikel) eincreme entsteht unter meinem Uhrenarmband aus Titan unter Schweißeinwirkung ein nicht unerheblicher dunkelgrauer, fast schwarzer Belag auf der Haut und in den Ritzen des Armbandes. Dies passiert bei einem Kunststoffarmband nicht. Deshalb drängt sich die Annahme auf, dass es unter Schweißeinwirkung zu einer Reaktion zwischen Titandioxid und metallischem Titan kommt, bei der feinstes Titan o.ä. entsteht, das eine dunkle Farbe hat. Abrieb aus den Gliedern des Armbandes kommt eigentlich nicht in Frage, da dieses kaum bewegt wird. Liege ich mit meiner Vermutung richtig und/oder wie dürfte die tatsächliche Reaktion (grob dargestellt) sein?

Herzlichen Dank für eine Antwort auf diese weltbewegende Frage, die mir aber schon hässliche Flecken auf eine hellen Hose beschert hat.

#2

Hallo :smile:  Erst mal: geile frage, jeder andere würde sich einfach nur auftegen, aber so wissbegierig da ranzugehen find ich toll.

Zu dieser Reaktion hätte ich vorerst nur eine vermutung: Wenn dein Armband die Einzelglieder mit einem anderen Metall zusammenhält könnte durchaus eine Batterie „entstehen“ die zusammen mit schweiß und anderen inhaltsstoffen der sonnencreme ein elektrolyt bildet und dadurch das titandioxid per elektrolyse aufspaltet oO enthält die sonnencreme zufällig auch etwas davon–> …amin, …sulfat, …hydroxid, …chlorid?

#3

Experiment

Hallo :smile:  Erst mal: geile frage, jeder andere würde sich
einfach nur auftegen, aber so wissbegierig da ranzugehen find
ich toll.

Nahezu jede wissenschaftliche Erkenntnis ist durch solche „Wissbegierde“ entstanden, sowas ist also nicht so selten :wink:

Es können da durchaus elektrochemische Reaktionen ablaufen. Man könnte Experimente durchführen, um die Sache einzugrenzen. Ich würd mal Papier mit Sonnencreme eincremen udn die Uhr drauflegen. Einmal nur so versuchen, einmal das Armband mit Wasser befeuchten und einmal mit Salzwasser befeuchten.
Man könnte es auch mal mit einer anderen Creme, die kein Titanoxid enthält, probieren. Und auch ein metallisches Armband, welches nicht aus Titan besteht, ausprobieren.

Gruß
Paul

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#4

An schneiper: Von den aufgeführten Verbindungen ist nichts dabei (muss ja hautverträglich sein) aber es ist ein Glycerin Stearate Citrat und ein Sodium Citrat sowie Citric Acid (Zitronensäure) mit dabei. [Die Liste umfasst ca 10 kleingeschriebene Zeilen mit englischen Bezeichnungen - die hier aufzuführen wäre Irrsinn]
An Paul: Die Versuche werd’ ich mal angehen, das mit dem Salzwasser erschient mir das wahrscheinlichste, kommt aber zum Schluss.

An beide: Vielen Dank für die Hinweise, ich bleibe neugierig auch wenn sich der Effekt nur durch eine andere Uhr verhindern lässt.
Grüße!
Neubadener

#5

vorhandener Dreck
hallo!

In einem anderen Forum wurde die Vermutung geäußert, dass bereits vorhandener Dreck freigesetzt werde. Es sammle sich einiger Dreck zwischen den Gliedern an und dieser werde zB durch Schweiß herausgelöst. Vielleicht ist also garnicht die Sonnencreme entscheidend, sondern die Sonne, die dich zum schwitzen bringt.

Gruß
Paul

#6

Hallo!
Ich habe alle Experimente ohne Ergebnis durchgeführt. Darüberhinaus habe ich in Wikipedia gefunden, dass Titandioxid im Normalfall chemisch inert ist. (Löst nur sich bei hohen Temperaturen in Schwefelsäure). Chemische Reaktion fällt also aus. Schmutz alleine ist es auch nicht, da ich das Band kurz zuvor gereinigt habe. (Es war aus dargestelltem Grund schon mal verschmutzt.) Aber ich habe gelesen, dass Titandioxid ähnlich wie Korund sehr hart ist. Damit tritt vermutlich die Schleifwirkung zwischen den Gliedern des Armbandes in den Vordergrund. Dies lässt sich aber nun kaum mehr simulieren und damit sollte auch Schluss mit den Annahmen und Versuchen sein.
Ich danke allen Beteiligten und halte zumindest die Frage nach einer chemischen Reaktion für negativ zu beantworten.
Grüße an alle Experten und Interessanten
Neubadener

#7

Ich habe alle Experimente ohne Ergebnis durchgeführt.
Darüberhinaus habe ich in Wikipedia gefunden, dass Titandioxid
im Normalfall chemisch inert ist. (Löst nur sich bei hohen
Temperaturen in Schwefelsäure).

So hoch muss das garnicht sein, hab ich schon selbst gemacht. Einfach Schwefelsäure nehmen, Titandioxid rein und ein wenig erhitzen. Dann löst es sich und liegt als Titanylsulfat vor. Das ist aber auch so ziemlich das einzige, was man mit Titan(IV)oxid anstellen kann.

Chemische Reaktion fällt also aus.

Sie erscheint unwahrscheinlich, aber oft ist schon Unwahrscheinliches eingetreten.

Schmutz alleine ist es auch nicht, da ich das Band kurz zuvor gereinigt habe.

Gut, das können wir ausschließen.

Dies lässt sich aber nun kaum mehr simulieren und
damit sollte auch Schluss mit den Annahmen und Versuchen sein.

Mein Interesse ist noch nicht besiegt =)
Ist das ein gewöhnliches Titanarmband? Vielleicht kannst du ja mal Hersteller und Produktnamen nennen.

Gruß
Paul

#8

Ich habe alle Experimente ohne Ergebnis durchgeführt.
Darüberhinaus habe ich in Wikipedia gefunden, dass Titandioxid
im Normalfall chemisch inert ist. (Löst nur sich bei hohen
Temperaturen in Schwefelsäure).

So hoch muss das garnicht sein, hab ich schon selbst gemacht.
Einfach Schwefelsäure nehmen, Titandioxid rein und ein wenig
erhitzen. Dann löst es sich und liegt als Titanylsulfat vor.
Das ist aber auch so ziemlich das einzige, was man mit
Titan(IV)oxid anstellen kann.

Je nach Vorgeschichte des TiO2 wirst du manchmal schon etwas mehr Anstrengung ins Lösen stecken müssen als es nur „in ein wenig in Schwefelsäure zu erhitzen“. Da kann schon mal ein Bisulfat- Schmelzaufschluss nötig sein.

#9

Damit tritt vermutlich die
Schleifwirkung zwischen den Gliedern des Armbandes in den
Vordergrund.

Allerdings!
Aber braucht es dazu „TiO2“ aus der Sonnencreme? Der Abrieb kann genauso gut durch „Metall an Metall- Reibung“ zustande kommen und der Abrieb wird durch andere Bestandteile der Sonnencreme fixiert. Damit hätte die Sonnencreme lediglich die Funktion, das kumuliert sichtbar zu machen, was ohnehin fortwährend mit dem Armband geschieht: stetige Abnutzung.

#10

An Paul: Nach meiner Meinung ist es ein einfaches Titanarmband: Junghans Mega Solar
W 615 aus 2006. Das Armband war mit einer schützenden Lackschicht überzogen, die sich aber nach und nach abgenutzt hat und weil sie häßlich wurde mit Abbeizsalble vorsichtig entfernt wurde. Damit war das Titan blank. Übrigens. gem. Wikipedia löst sich Titandioxid in
„heißer Schwefelsäure, Flusssäure und heißen Laugen“. Aber die habe ich nicht so häufig am Handgelenk und die Lösung wird auch nicht schwarz sondern gelblich.
An Peter_57: Der „Trick“ ist der, dass nur bei Sonnenmilch dieser Effekt auftritt. Bei LSF 20 gering aber feststellbar, bei LSF 50 deutlich. Und natürlich ist Wärme und Schweiß immer mit dabei, Über das restliche Jahr habe ich den Effekt nicht. Und weil das schon länger auftritt halte ich das Armband sauber. Auffällig ist auch, dass einige der Kanten an denen sich die Glieder berühren blank und angeschliffen aussehen. Das Ganze geschieht innerhalb von 4 - 5 Stunden. Meiner Meinung nach steht die (zusätzlich verstärkte) Schleifwirkung im Vordergrund.
Gruß
Neubadener

#11

An Peter_57: Der „Trick“ ist der, dass nur bei Sonnenmilch
dieser Effekt auftritt. Bei LSF 20 gering aber feststellbar,
bei LSF 50 deutlich. Und natürlich ist Wärme und Schweiß immer
mit dabei, Über das restliche Jahr habe ich den Effekt nicht.
Und weil das schon länger auftritt halte ich das Armband
sauber. Auffällig ist auch, dass einige der Kanten an denen
sich die Glieder berühren blank und angeschliffen aussehen.
Das Ganze geschieht innerhalb von 4 - 5 Stunden. Meiner
Meinung nach steht die (zusätzlich verstärkte) Schleifwirkung
im Vordergrund.

Für mich geht ein erhöhter Lichtschutzfaktor von Sonnenmilch (20->50) nicht unbedingt einher mit „mehr TiO2“. „20->50“ kann ebenso einhergehen mit mehr organischen Lichtschutzsubstanz, ergo mehr Fett und Öl und dadurch bedingt –wie ich schon schrieb- einem höheren Rückhaltegrad für Abrieb schlechthin (durch Konditionierung der Oberflächen). Und ob TiO2- Nanopartikel (wenn es denn solche sind und falls ja ob man nicht besser auf eine Anwendung als Sonnenschutz verzichten sollte) überhaupt eine Schleifwirkung entfalten können möchte ich auch bezweifeln.

P.S.: Die Behauptung bei Wiki, dass sich TiO2 in heißer Schwefelsäure löst ist in dieser allgemeinen Form ausgemachter Kokolores, wie ich aus meiner früheren Laborpraxis mit Sicherheit weiss. In diesem Wiki- Artikel steht auch, dass TiO2 harmlos ist, außer wenn es sich um Nanopartikel handelt, da taucht dann im Weiteren das hässliche Wort „Krebs“ auf. Ferner steht in diesem Wiki- Artikel, das TiO2 photkatalytisch wirkt, also Radikale „von außen“ produziert. Was bei mir die Frage aufwirft, was so ein Zeugs in Sonnenmilch zu suchen hat.

Gruß
Peter

#12

Hallo Paul,

Ich würd mal Papier mit Sonnencreme eincremen udn die Uhr
drauflegen. Einmal nur so versuchen, einmal das Armband mit

ich bin deiner Anregung gefolgt und habe ein (mattes) Uhrenarmband aus Titan („CITIZEN BASE TITANIUM JAPAN“) für verschiedene Versuche benützt.
Versuch A):

  1. Reinigung des Bandes mit „Aceton, rein“
  2. Auftragung einer dünnen Schicht Nivea Creme. Einstündige Lagerung an der Luft, um etwas Wasser aus ihr verdunsten zu lassen
  3. mit Hilfe eines (frischen) Papiertaschentuchs wurde die Creme reibend vom Band entfernt

Versuch B): ähnlich A) nur wurde unter 2. ein Sonnenspray Marke: „Sun Dance“ mit Sonnenschutzfaktor: „20 Mittel“ aufgetragen. Dieses Präparat enthielt laut Herstellerangabe neben mehreren anderen Stoffen auch Titandioxid.

Versuch C): Von dem, mit Aceton gereinigtem Armband wurde etwas Material mit Hilfe eines scharfen Skalpells vorsichtig auf einen Objektträger abgeschabt.

Ergebnis: Das Papiertaschentuch von Versuch A) war gegenüber demjenigen von Versuch B) deutlich schwächer bräunlich verfärbt.
Bei allen drei Versuchen konnte mit Hilfe einer 10-fach vergrößernden Lupe mehr oder weniger große Partikel beobachtet werden.
Unter einem Mikroskop erschienen die direkt abgeschabten Partikel des Versuches C) mit den abgewischten Partikeln der Versuche A) und B), bei 150 – facher Vergrößerung im Durchlicht, vergleichbar.

Gruß

Tankred