Сажа газовая - это общий термин, применяемый для обозначения тонкодисперсной формы углерода, получаемой термическим разложением природного газа, нефти или их смеси. Ее не нужно путать с животными или минеральными сажами, обладающими природой угля. Из практических соображений в данной статье не описывается ни ламповая сажа, получаемая в основном из каменноугольного креозота, ни ацетиленовая сажа, изготавливаемая из этого газа.
 

Историю применения сажи можно проследить с древнейших времен, но первые краски подобного рода (тушь) использовались в древних китайской и египетской цивилизациях за 2 500 лет до н. э.
 

В зависимости от способа производства существуют различия в химическом составе газовой сажи. Она содержит 88-99,5% углерода, 0,3-11% кислорода, 0,1-1% водорода, до 1% неорганических веществ, небольшие количества смолистых продуктов и следы серы. Размеры частиц газовой сажи колеблются от 5 до 500 нм. С помощью электронного микроскопа установлено, что они имеют сферическую форму. Дифракция рентгеновских лучей обнаруживает структуру, похожую на структуру графита, но менее регулярную.
 

Получение. Существуют три основных способа промышленного получения сажи: канальный, печной и термический. Ниже описаны только первые два, так как последний способ имеет меньшее промышленное значение.
 

а) Канальный способ заключается в сжигании природного газа или природного газа, обогащенного нефтью. Соприкосновение пламени с конструкционными стальными элементами, называемыми каналами или желобами, совершающими медленное возвратно-поступательное движение, оставляет на их поверхности слой сажи, которая счищается неподвижными скребками и падает в бункер. При помощи шнеков сажа выводится из камер сжигания на дальнейшую обработку - гранулирование и упаковку (рис. 1).

б) При печном способе получают газовую сажу при помощи единственного большого факела в камере сгорания. Сажа выводится из печи с горячими газообразными продуктами сгорания, быстро охлаждается распыленной водой и направляется в другой охладитель, также орошаемый распыленной водой. Далее поток поступает к осадителям, циклонам и рукавным фильтрам, где сажа собирается и попадает в соответствующие бункеры и системы транспорта (рис. 2).

Наибольшее количество сажи производится в США, главным образом в Техасе. Другими странами, производящими сажу в значительных количествах, являются Великобритания, Канада и Франция.
 

Применение. В связи с тем, что сажа увеличивает сопротивление каучука к истиранию и износу, основным потребителем ее является резиновая промышленность. В больших количествах сажа производится для нужд шинной промышленности, где она используется в качестве усиливающего наполнителя. Считается, что на каждую шину идет более 2 кг сажи. Следующим по важности потребителем сажи является полиграфическая промышленность, где это вещество применяют для производства печатных или других видов красок. Сажа также идет на изготовление граммофонных пластинок, защитных покрытий, копировальной бумаги и батарей. В упомянутых производствах она главным образом используется в качестве наполнителя, усиливающего агента, пигмента, электрического проводника и химического восстановителя.