Сажа

Аморфный углерод
Общие
Традиционные названия	Сажа
Хим. формула	C
Безопасность
NFPA 704	1 0 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Выброс сажи из дизельного грузовика Kenworth W900

Сажа — аморфный углерод, продукт неполного сгорания или термического разложения углеводородов в неконтролируемых условиях. Применяется в основном в шинной и резинотехнической промышленности (три четверти всего производства сажи). В больших количествах её используют для приготовления чёрной краски в полиграфической и лакокрасочной промышленности, в чёрной металлургии, электротехнической промышленности.

Термин «сажа» иногда неточно применяют для наименования углеродного продукта ― технического углерода, производимого в промышленных масштабах для наполнения резин и пластических масс.

Газовая сажа — название чёрной краски (особенно художественной) с пигментом «сажа».

Свойства

Сажа является уникальным чёрным пигментом, не выцветающим на солнце. Тушь для письма на основе древесной сажи начали делать в Древнем Китае более трёх тысяч лет назад. В туши для ресниц тоже применяется сажа, только с добавлением ланолина и антиаллергенных ингредиентов.

Свойство сажи повышать прочность и снижать истираемость резины было открыто в начале 1920-х годов, а до Первой мировой войны с этой целью применялась дорогостоящая окись цинка. Когда лабораторные исследования показали, что с увеличением количества вводимой в резину сажи упругость получаемого материала и сопротивляемость истиранию увеличиваются, промышленное производство технического углерода в мире начало стремительно расти. Шинные и резинотехнические заводы до сих пор являются главными потребителями сажи.

Значительное количество технического углерода потребляет также чёрная металлургия, для производства стали.

Ещё одним важным потребителем техуглерода в конце ХIХ — начале ХХ века стала электротехническая промышленность: контактные щётки динамо-машин и электродвигателей постоянного тока изготавливались из смеси графита, технического углерода и связующего вещества (каменно-угольного пека).

Получение

По способу производства сажи делят на три группы: канальные, печные и термические.

1. Канальные (диффузионные) сажи получают при неполном сжигании природного газа или его смеси с маслом (например, антраценовым) в так называемых горелочных камерах, снабженных щелевыми горелками. Внутри камер расположены охладительные поверхности, на которых сажа осаждается из диффузионного пламени.
2. Печные сажи получают при неполном сжигании масла, природного газа или их смеси в факеле, создаваемом специальным устройством в реакторах (печах). Сажа в виде аэрозоля выносится из реактора продуктами сгорания, и улавливается специальными фильтрами.
3. Термические сажи получают в специальных реакторах при термическом разложении природного газа без доступа воздуха.

Вред

Сажа входит в категорию частиц, опасных для лёгких, так как частицы менее пяти микрон в диаметре не отфильтровываются в верхних дыхательных путях. Дым от дизельных двигателей, состоящий в основном из сажи, считается особенно опасным из-за того, что его частицы обладают канцерогенными свойствами.

Производство сажи в России и СССР

В Россию до 1914 года сажа импортировалась. К началу 1917 года на оборудовании, реквизированном царскими властями у немецкого предпринимателя, начал производить сажу Кудиновский завод, входивший в качестве цеха в завод «Электроугли».

В период индустриализации в СССР нужно было создать собственные технологии производства, а затем и новые сажевые заводы для выпуска 6 тысяч тонн сажи в год. Научные исследования и совершенствование технологии сажевого производства курировала молодой учёный Сусанна Михайловна Карпачёва. За эти работы её окрестили «Королевой сажи».

В годы Великой Отечественной войны главным производителем сажи для шинной промышленности стал Крутянский сажевый завод, давший первую продукцию 7 ноября 1941 года и использовавший оборудование эвакуированного в Коми АССР Майкопского завода. К началу 1944-го мощность предприятия превысила 9000 т в год (в полтора раза превысив потребности, определённые в годы первых пятилеток и в 15 раз превысив производительность Майкопского сажевого завода, производившего 600 т продукции в год). На тот период это практически закрыло потребность страны в высокоактивных сажах для шинной промышленности и полиграфии.

См. также

• Белая сажа
• Технический углерод
• Выхлопные газы