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2024-03-29 07:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

固特异偶然开发的硫化工艺为批量生产轮胎铺平了道路——stock.adobe.com

在许多伟大的工程突破中,机缘巧合都发挥了作用:魔术贴、特氟龙、凯夫拉尔,甚至炸药。但是,在工业材料的发展过程中,也许没有比1839年查尔斯·古德伊尔(Charles Goodyear)不小心把一块涂有硫磺的橡胶掉到热炉子上,导致它焦化并变质成类似皮革的物质更偶然的事件了。一瞬间,这位美国发明家发现了稳定橡胶树上粘稠、不可靠、难以处理的乳胶的秘密橡胶树取代巴西橡胶树它一直在努力发挥其长期观察到的潜力。

尽管有人认为中美洲人比固特异早三千多年发现了硫化技术,但这位来自康涅狄格州纽黑文的自学成才的制造工程师的名字出现在了美国专利局的文件(编号3633)的顶端,该文件概述了一种以罗马火神命名的“改进印度橡胶织物”的工艺。“我在此宣布,”固特异写道,“我的主要改进在于把硫磺和白铅与印度橡胶结合起来,并使这样形成的化合物在规定的温度下经受热的作用。谁创造了美国?在接下来的几十年里,硫化橡胶被用于制造鞋子、防水服、救生衣、球、帽子、雨伞、木筏……有一天,它将成为轮胎、屋顶、地板、传动带、装配线、减震器、密封件和垫圈的重要组成部分。到20世纪末,固特异的名字与提供给一级方程式赛车(Formula One)特许经营的轮胎上的印刷标志联系最为紧密。

查尔斯·古德伊尔出生于19世纪的最后几天th1800年12月29日在纽约州举行。他的祖先斯蒂芬·固特异是纽黑文殖民地创始人之一的后裔,是伦敦商人公司的负责人。古德伊尔继承了家族的商业传统,在他父亲的五金生意中担任合伙人,在那里他参与了象牙和金属纽扣以及农具的制造。在19世纪30年代,由于信贷紧缩和美国和英国殖民地之间的贸易禁令造成的金融恐慌导致了企业的倒闭,促使固特异对橡胶的性质进行了调查。据固特异公司网站介绍:“其他人曾用它来做胶鞋和外套,但在炎热的夏天,它们会融化。”固特异认为橡胶可以像动物皮一样被“鞣制”或“固化”。古德伊尔放弃了所有其他兴趣,尝试添加各种化学物质来改变橡胶的性能,在这个过程中,他霸占了妻子的厨房。

生活不应该完全用金钱来衡量。

查尔斯·固特异(1800 - 1860)

与此同时,古德伊尔对天然橡胶的研究把他带到了纽约,在那里他看到了用这种物质制成的救生衣充气管。他意识到这些产品是有缺陷的——每年都有价值数千美元的产品被退回到制造商那里——他自己设计了管子,并将其展示给了罗克斯伯里橡胶公司的经理,后者将固特异的创新视为他所在公司经济困难的救生船。炎热的夏天把罗克斯伯里的库存融化成了“一团散发着恶臭、毫无价值的浆糊”,公司的管理层在漫长的测试和实验中投入了大量资金,他们开始后悔曾经涉足橡胶行业。

当时痴迷于橡胶的固特异并没有气馁。正如一位传记作家所写的那样,当他被扔进债务人监狱时,他也没有气馁,因为他“取得了进步,但没有钱”。无论他降落在哪里,他都继续进行实验,添加化学物质(如氧化镁)来降低印度橡胶的粘附性,降低其对极端温度的敏感性。由于他的实验失败了,他的经济也崩溃了,古德伊尔卖掉了他的家具,只好住在纽约租来的阁楼里。他的传记作者查尔斯·斯莱克写道高贵的痴迷在美国,这位“一心一意的天才”甚至卖掉了孩子们的教科书来资助他辛苦的研究工作,不过他还保留着一套中国茶杯,“这不是出于感情,而是因为它们在晚上可以兼做橡胶和松节油的搅拌碗。”古德伊尔会在厨房的桌子上不停地即兴创作化合物,然后在三英里外的格林威治村的一个工厂进行测试,在这个过程中,他会吸入由硝酸、石灰和松脂制成的有毒混合物的烟雾。在一次这样的实验中,由于实验室中产生的气体,他几乎窒息而死。他康复了,但随后的高烧几乎要了他的命。

根据Ann Marie Somma的文章查尔斯·固特异和橡胶的硫化在美国,这只是许多挫折中的一个。这位发明家从波士顿的美国邮局赢得了一份制作橡胶邮袋的合同,却发现它们在炎热的天气里会融化。1837年,他的家庭在当年的金融恐慌中失去了一切。“但1839年,他的命运在马萨诸塞州沃本的一家工厂里发生了改变,古德伊尔现在住在那里,离这座城市涌现出来的橡胶厂很近……在鹰印度橡胶公司工作时,古德伊尔意外地在一个热炉子上把橡胶和硫磺混合在了一起。”出乎固特异的意料,橡胶并没有融化。当他提高温度时,它实际上变硬了。”

然而,人们又花了几年的时间来重新创造化学配方,完善在高温下将硫磺和橡胶混合的过程。固特异的这段经历被美国商人兼发明家纳撒尼尔·海沃德(Nathaniel Hayward)分享了,他曾是罗克斯伯里橡胶工厂的员工,他发现用硫磺处理后,这种材料就失去了粘性。固特异1839年购买了海沃德的第1090号专利(这比固特异的专利早了五年),用于“改进用硫磺制备caoutchouc以制造各种物品”。固特异在其网站上轻描淡写地将硫化橡胶的这一发展阶段描述为“碰运气……但在1841年,固特异成功地采用了加热铸铁的硫化工艺。”

查尔斯古德伊尔的照片-科学历史图像通过阿拉米股票照片

到1842年,这一工艺已经成为一个家族企业,在马萨诸塞州斯普林菲尔德的一家小工厂里运营,由他的兄弟们和他富有的姐夫(历史上只知道他是德·福里斯特先生)经营。该项目的目标是将一种实用的硫化橡胶的方法机械化,最终在美国专利局第3633号和其他专利中达到了最高水平,其中一些专利被卖给了美国实业家Hiram Hutchinson,他后来创立了同名的法国制造公司,今天被称为全球主要的橡胶生产商,并参与航空航天和汽车行业。

19世纪50年代是固特异生命中的最后十年,这段时间主要被一系列混乱的法律纠纷所主宰,在这些纠纷中,麦金塔(Macintosh)和莫尔顿(Moulton)等其他橡胶先驱的名字被凸显出来。在受雇于查尔斯·麦金塔及其公司期间,托马斯·汉考克声称独立发明了硫化技术,他的英国专利于1844年完成,与固特异的专利同年。Slack将两人之间的竞争描述为“激烈的”,并将汉考克描述为“一个学者型的英国发明家,他得到了固特异发现的风,并在专利局击败了他。”固特异的代理商斯蒂芬·莫尔顿(Stephen Moulton)曾向英国引进硫化橡胶样品,他介入并卷入了与麦金塔的一系列纠纷,声称汉考克抄袭了固特异。独立的科学测试无法最终解决这一争论,固特异面临着似乎永无止境的专利侵权问题。

固特异的进入大英百科全书接下来发生了什么:决定性的胜利直到1852年才到来。那一年,他去了英国。在1851年的国际博览会上,他用他的专利制造的物品曾在那里展出。在那里,他试图建立工厂,但没有成功。由于技术和法律问题,古德伊尔在法国和法国也失去了专利权……1855年12月,古德伊尔因在巴黎欠债入狱。与此同时,在美国,他的专利继续受到侵犯。”

尽管很难估计他的发明所带来的巨大财富,古德伊尔在19世纪50年代还抽出时间写了一本书弹性胶及其品种-去世时欠下20万美元(相当于今天的700多万美元)。虽然普通人可能会认为这是对个人的侮辱,但这位忍受了“贫穷、嘲笑、致命的疾病、监禁和自我折磨”的发明家,他自己不会抱怨“别人已经收获了”他所种下的果实,他更愿意反思“生活不应该像人们经常做的那样,完全以美元和美分的标准来衡量”。如果一个人播种却没有人收获,他有理由感到遗憾。”



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