Техника - молодёжи 1958-10, страница 32

I

жЯ

С ПОМОЩЬЮ САЖИ

Доктор О. А. БАТТИСТА

Трудно представить себе, что имеется общего у ленты для пишущей машинки, автомобильной покрышки, химического удобрения, бутылки чернил, батарейки для карманного фонарика, граммофонной пластинки, электрокабеля. Однако такой общий признак есть: все они содержат сажу.

Сажа сегодня — это нечто более важное, чем товарный вариант той копоти, которую наши деды снимали со стекол керосиновых ламп. Сажа — основа огромной промышленности, насчитывающей только в США свыше 50 заводов, производящих ежегодно почти 1 млрд. кг этой «пыли черного золота».

Стойкая чернота сажи использовалась еще нашими далекими предками, чтобы на стенах пещер сделать первые примитивные рисунки, записать на старинных папирусах историю Нила, отпечатать первую книгу. Ведь сажа не знает себе равного материала для производства чернил неповторимой черноты.

От применения сажи зависит блестящая чернота автомобиля, дамской сумочки из пластмассы и многих других вещей. Она не только придает красоту изделиям из пластмасс, но и защищает их от явлений старения, вызываемых погодой и солнечным светом.

Промышленная сажа — это чрезвычайно мелкая и однородная копоть, откладываемая строго регулируемым пламенем природных газов или нефти. Поэтому большинство установок для производства сажи, как правило, располагается вблизи дешевых источников природного газа и нефти.

До середины 40-х годов практически вся сажа производилась так называемым желобковым способом. При этом способе осуществляется неполное сгорание природного газа в горелках различной формы и размера; пламя ударяется о длинные железные желоба, в которых собирается копоть. Эта копоть, то есть сажа, механическими скребками снимается с желобов и транспортируется в упаковочный цех.

Применяя горелки с наконечниками различной формы, изменяя расстояние от горелки до желоба и регулируя подачу воздуха, приготовляют сажу самых различных сортов, которые значительно отличаются друг от друга по своим показателям: по размеру частиц (от мелких до грубых), по интенсивности цвета, по способности смешиваться с каучуком и соответственно изменяться, а также по способности повышать прочность и продолжительность службы автопокрышек.

В годы второй мировой войны, когда источники поступления натурального каучука оказались отрезанными, в США

Рис. Н. КОСТРИКИНА

начался расцвет производства синтетического каучука. Выяснилось, что применявшиеся с естественным каучуком сорта сажи не давали удовлетворительного результата с синтетическим. Необходимо было найти новые виды сажи, которые в сочетании с синтетическим каучуком давали бы такие же или даже лучшие результаты, чем желобковая сажа давала с естественным каучуком. В результате были разработаны новые способы производства сажи, совершившие переворот в этом деле.

Промышленное производство теперь все больше применяет метод нефтяных печей. При этом способе предварительно подогретая нефть впрыскивается в специальную печь, в которой температура поднимается до 1200 — 1300°С. Сажа образуется за долю секунды и уносится газами через охлаждающие и собирающие устройства, выходя в конечном итоге в форме пушистых частиц.

Для удобства транспортировки она затем прессуется в таблетки или шарики. Потребителям сажа доставляется в мешках или специальных вагонах, а если транспортировка идет по воде, то в больших контейнерах. Сейчас для транспортировки грузовиками и баржами разрабатываются особые складные резиновые контейнеры емкостью по 5 — 10 тыс. кг, которые могут использоваться повторно.

Сажа, десятки миллионов килограммов которой производятся ежегодно, редко используется сама по себе. Это замечательное вещество (когда-то являвшееся бичом каждой уважающей себя домашней хозяйки) лучше всего служит нам в сочетании с другими веществами.

Однако в последнее время стал известен случай, когда сажа прекрасно оправдала себя при самостоятельном применении. В штате Техас фермеры в долине Рио Гранде успешно применили ее для защиты растений от заморозков. Они разбросали сажу на поверхности земли, благодаря чему она стала чернее и в течение дня поглощала больше тепла. Когда

нпимп.

Сажа — важнейший компонент резины. Автомобильные покрышки всегда черные; но не ввиду предпочтительности этого цвета, а из-за того, что мелкие частицы углерода сообщают резине весьма нужные физические свойства.

Без сажи обычная автопокрышка пробежала бы всего около 750 — 1000 км, после чего она сделалась бы негодной. Еще не найден другой элемент или сложное вещество, которое так же надежно придавало бы резине покрышек прочность и способность противостоять трению. Эта же прочность важна и в других резиновых изделиях, например резиновых сапогах или набойках.

За последние 40 лет главным потребителем сажи была резиновая промышленность. Существует легенда, что примерно в 1915 году один англичанин случайно набрел на, удачную комбинацию каучука и сажи. Как бы то ни было, примерно с того времени резиновая промышленность стала крупнейшим покупателем сажи, производство которой поднялось с 10 млн. кг в год (шедших главным образом на производство чернил и красок) до нынешнего объема, то есть увеличилось в 100 раз!

В настоящее время почти 80% всего каучука перерабатывается в покрышки, камеры и ремонтные материалы. Резина в этих покрышках состоит в основном из двух частей каучука и одной части сажи. Эксплуатируемый сейчас в США автотранспорт имеет примерно 270 млн. покрышек, каждая из которых содержит в среднем 5 кг сажи. Отсюда следует, что по дорогам Америки ныне катится до 1,35 млрд. кг сажи!

Сажа — одно из наиболее мелкопод-разделенных веществ, применяемых в промышленности. Ее частицы настолько мелки, что нужно свыше 30 квадриллионов частиц, чтобы составить один грамм сажи.

Общая поверхность частиц, составляющих один грамм сажи, может быть от 1 000 до 2 000 кв. м. Именно размер общей поверхности частиц сажи главным образом определяет ее способность к прониканию и связыванию с резиной.

Потребление сажи в производстве пластмасс в 1955 году составило лишь около 500 тыс. кг. Ожидается, однако, что в ближайшие два года спрос на нее возрастет до примерно 3 — 5 млн. кг, а в дальнейшем потребность в саже будет расти в соответствии с ростом производства пластмасс, особенно полиэтиленовых продуктов.

Зерна сажи, эти микроскопические частицы, вырабатываемые на заводах, продолжают оставаться загадкой. Нам неизвестно, каким именно образом они сообщают такие замечательные свойства резине. Тем не менее есть все основания считать, что сажа будет и дальше служить человеку в различных, все более важных областях.

(«Сайенс дайджест», февраль 1956 г.)

28