塑料是二氧化鈦顏料的第二大用戶，占世界二氧化鈦總需求量的18%～20%。二氧化鈦在塑料中的加入量隨其品種和應用場合而異，一般在0.5%～5%之間。目前塑料產品每年產量在6 000萬噸以上，所有對鈦白粉的用量約60萬噸。
2018年國內塑料制品產量共計6 042.15萬噸，較去年有所下降。由于國內環保因素嚴格控制再生料用量，再生料使用萎縮，中美貿易戰大背景下，代加工減少，以上因素導致塑料制品產量下降。塑料制品產量下降，主要影響到再生料的使用上，而對于新料影響不大，國內新料供應量繼續增加，國內石化及各個環節新料庫存并沒有大量積累。
鈦白粉在塑料制品中的應用，除了利用它的高遮蓋力、消色力以及與其他顏料拼用性能好外，它還能提高塑料制品的耐熱、耐光、耐候性能以使塑料制品免受UV光的侵襲，改善塑料制品的機械強度和電性能。幾乎所有熱固性和熱塑性的塑料中都使用它，聚烯烴類（主要是低密度的聚乙烯）、聚苯乙烯、ABS（丙烯腈-丁二烯苯乙烯的共聚物）、聚氯乙烯等。它既可以與樹脂粉末干混合，也可以與含增塑劑的液體相混合，還有一些是把鈦白粉先經過中間工廠制成色母料后再使用。因此，對用于塑料的二氧化鈦的性質要求主要是粒徑細、粒徑分布均勻，以增強對短波長光線的反射能力和制取色相更好的塑料制品。另外，二氧化鈦顏料必須具有良好的耐熱性能以及高分散性。所以用于塑料的二氧化鈦一般都經過無機包膜和有機包膜處理，與涂料系統一樣，戶外塑料用二氧化鈦應為金紅石型，其它可以用銳鈦型。
對于塑料用鈦白粉，要求粒子細、分散性能好；耐熱性和耐光性好，在塑料成型加工的加熱和制得成品在日光曝曬和使用過程中不變色。大多數塑料用鈦白粉粒徑都較細，通常涂料用鈦白粉的粒徑為0.2～0.4μm，而塑料用鈦白粉的粒徑為0.15～0.3μm，這樣可以獲得蘭色底相，對大多數帶黃相的樹脂或易泛黃的樹脂有遮蔽作用。而且用鈦白粉代替立德粉，則白色顏料的耗量可降低50%~70%。
普通型塑料用鈦白粉一般不經過表面處理，因為采用常規的水合氧化鋁這類無機物包膜的鈦白粉，在相對濕度60%時，其吸附平衡水在1%左右，當塑料在高溫擠出加工時，水分蒸發會導致光滑的塑料表面出現氣孔，這種未經無機物包膜的鈦白粉，一般都要經過有機表面處理(多元醇、硅烷或硅氧烷)，因為塑料用鈦白粉與涂料用鈦白粉不同，前者是在低極性的樹脂中，通過剪切力加工混合，有機表面處理后的鈦白粉，在適當的機械剪切力下，就能比較好地分散。在色母粒中由于TiO2的PHR很高，它的易分散性顯得更重要，因此對鈦白粉的表面處理提出了更高的要求。
隨著塑料制品應用范圍的不斷擴大，許多外用塑料制品，如塑料門窗、建筑材料等室外用塑料產品，對耐候性也有很高的要求，除了必須使用金紅石鈦白粉外，還需要進行表面處理，這種表面處理一般不加鋅，只加硅、鋁、鋯等。硅具有親水去濕作用，可防止塑料高溫擠出時因水分蒸發而產生氣孔，但這些表面處理劑的量一般不太多。
鈦白粉在聚烯烴（如聚丙烯）中使用時，有時會使塑料的泛黃，這是因為二氧化鈦與聚烯烴中的含有酚基的抗氧劑（BHT）發生反應所致，對鈦白粉進行適當的有機表面處理可減輕這種泛黃的效應。
在含有鉛穩定劑的硬聚氯乙烯中，在有紫外光照射的情況下，二氧化鈦會促使樹脂變灰，這是因為經紫外光照射后的二氧化鈦會還原成Ti2O3，使鉛穩定劑中的鉛析出，這種反應是可逆的。但是在軟聚氯乙烯和使用錫穩定劑的硬聚氯乙烯中不會發生，同樣在三聚氰胺甲醛樹脂中使用，也因為樹脂本身的還原性，加上紫外線的作用，也能使三聚氰胺裝飾板變（灰）色，如果要在上述材料中使用時，一定要選用化學活性小的高耐候性金紅石型鈦白粉。
