有些人凭着一颗赤子之心，在最好的时代凭着创造飞黄腾达，名利双收，载入史册。
可有些人创造了改变人类文明的发明，惠及我们每一个人，不仅没有腰缠万贯、名利双收，甚至连糊口的收入都没有。
一辈子动荡奔波、再三入狱、家破子亡、穷困潦倒，拼死平活终于赢得了应有的荣誉却也逃不过债台高筑疾病缠身，英年早逝。
这位“现代橡胶之父”空有一个“好时代”名字，却从来没有碰上自己的好时代。
http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/1526648782950f75a8fd121
固特异是一位发明家，拥有好几项专利，还被授予数枚勋章，为橡胶工业做出巨大贡献。
他穷极一生苦心钻研橡胶的改性方法，那份坚持甚至有些难以被人理解，他用最笨的方法找到了改良生橡胶的方法，几乎挽救了当时早产的橡胶工业。
http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/1526648783025a7eb6f996b
天然橡胶是一种从植物中提取出来的化合物。
其分子普遍呈线型结构，由于分子量大而在无外力作用下分子链无规则卷曲成线团状，在外力作用下分子链反弹并产生强烈的复原倾向。
同时分子间的作用也会影响分子链段运动。
因此它在常温下具有较高的弹性和耐碱性，略有一些塑性，也不溶于一些极性溶剂。
这些性质在许多材料中是绝无仅有的。
它的发现广泛开拓了人类工具的使用范畴，确实是自然馈赠的绝佳材料。
http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/15266487831861afc1edb57
图：给橡树割胶
世界上约有2000种植物可以产生类似天然橡胶的聚合物，但真正有实用价值的还是巴西三叶橡胶树。
因此远在11世纪，橡胶最早就被南美洲和中美洲的人民用来做祭品和做成橡胶球玩耍。
1493年哥伦布第二次航行探险到达美洲，发现了这一片神秘的大陆和大陆上新奇的一切。
其中就包括当地印第安人手上拿着的一颗黑色的球，球落到地上后竟然能快速反弹。
此后在西班牙和葡萄牙征服美洲大陆的过程中，橡胶的知识也被陆续带到了欧洲。
http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/15266487831763c040ad848
图：提取橡胶树的乳液做天然橡胶
经过三个世纪的橡胶知识探索、沉淀与推广，直到19世纪初天然橡胶才开始工业研究和应用。
英国人汉考克发明了降低天然橡胶弹性、提高塑性的机械方法，使橡胶更便于加工。
他还利用橡胶做起了雨衣、橡胶带、橡皮擦的生意，成为橡胶工业的先驱。
但是当时人们被发现这种神奇材料的惊喜冲昏了头脑，以至于还没有对橡胶性质研究透彻，就过早地商业化应用。
http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/1526648783163939c853ee2
图：用橡胶做成的雨衣
1834年的夏天，固特异已经破产了一年有余，靠典当家当养活家中妻子和9个孩子的中年男人。
这一天他忧心忡忡地在纽约的街上闲逛，偶然在罗克斯伯里印度橡胶公司橱窗里看到一种橡胶充气救生带。
他认为救生带气门的缺陷是造成前几天新闻里报道有人溺水而死的重要原因。
于是他心生商机，果断买下救生带，
通过数周的研究，再次回到店里向罗克斯伯里公司提交了一个改进的气门。
http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/1526648783670ae025226a5
但代理商却没有半分欣喜，而是无奈地把他带到储藏室。
打开门的一瞬间迎面涌来一股刺鼻的橡胶恶臭。
如果不是门口明显的标志提醒，固特异可能以为自己来到了久未处置的垃圾场。
储藏室里堆满了变形的橡胶制品，畸形的救生带、鞋子以各种古怪的姿势软塌塌地黏在一块。
橡胶长期存在于空气中会发生氧化反应，分子内的极性基团增多，造成橡胶结构破坏而变黏，夏日的高温更加促进了反应的进行。
当然，当时对橡胶的研究远没有那么深入。
http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/15266487839855bc7c1e30c
固特异在此刻意识到，橡胶受到温度限制的情况才是要解决的急迫问题，并且将来大有前景。
由此也
点燃了他的钻研之心，固特异决心要对橡胶进行改性，以充分利用好这种性质优异的实用材料。
从这时开始直到生命结束，他的生活便与橡胶牢牢黏在了一起。
http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/15266487838290219a0c679
固特异没有学过有机化学，根本不懂得
天然橡胶的化学成分主要是聚异戊二烯。
更不知道应该要添加什么物质、进行什么化学反应能有效改良性质了。
当时他的实验方法就是----穷举尝试。
他甚至还停下自己唯一有收入的五金店生意，专心致志地开展无法使他营利的橡胶研究工作。
http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/1526648783538558b839db6
图：几种聚异戊二烯结构式，橡胶主要是顺聚异戊二烯
此后，厨房成为了因特异的实验室，一切可以弄到手的物质都成为他的实验药品。
他尝试用松节油、镁粉、石灰分别掺和橡胶粉末，甚至尝试火药进行试验。
可是这些方法都只是简单地将物质混合，并没有发生化学反应，因此实验完全没有成功的可能。
漫无目的的试验给他带来的只有不断增加的失败次数和负债数目。
生活像是给他上了一把枷锁，而此时，他的债主也给他的双手拷上了枷锁。
因特异因为欠下太多债务而被拘捕，和他一起进入监狱的还有他做实验用的擀面杖和添加剂。
梦想的力量真的很强大，在狱中的因特异完全没有停止自己的研究。
直到他的父兄替他还清了债务，因特异才得以出狱，重新回归自由。
http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/15266487835491fd88179dd
其实与其说回归自由，不如说是换了个地方继续开展实验。
这次他花了大价钱
买了50桶纯乳胶，用明火混合乳胶制裤子和鞋子。
但是春天做好的鞋子，到了夏天就全部黏在一起。
http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/152664878390668a1a2d985
这下再也没有人愿意借钱给他了。
屋漏偏逢连夜雨，这时他们刚学会走路的儿子夭折了，刚出狱的固特异在自由的气息中饱受丧子之痛的折磨。
不仅如此，由于把口袋里的、能借到的钱都用来购买实验用品，他实在交不起房租，
房东毫不留情地把他们赶出了家门。
http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/15266487843927215b0f6a7
图：胶粘鞋底
也许是绝处逢花吧，不久，固特异在用硝酸清洗橡胶饰品上的青铜漆后发现橡胶虽然褪色了，但它的表面已经失去了黏性。
这一发现大概是可怜的固特异好几年来唯一的好消息了。
随后他便疯狂地把自己关在小屋里配制硝酸溶液，证实了酸气的处理可以有效消除橡胶表面黏性。
但硝酸溶液和硝酸蒸汽对皮肤和粘膜有强刺激和腐蚀作用，浓硝酸加热后还会产生二氧化氮，人体吸入会引发急性氮氧化物中毒。固特异被硝烟熏得卧病在床6个星期才康复。
http://p1.pstatp.com/large/pgc-image/1526648784270e8b1a3c111
图：碘化钾与硝酸铅反应
1837年6月17日，他凭借这一发明申请到了美国240号专利，并且很快吸引到了投资者。
眼看固特异坐拥发明专利将要飞黄腾达，一场金融危机又把他打回原形。
当时流传着一种说法：如果你碰到一个人，帽子、围脖、外套、背心、鞋子都是印第安橡胶做的，口袋里没有一分钱，那么这个人就是查尔斯・固特异。
http://p9.pstatp.com/large/pgc-image/15266487840609bf2043a7f
出于对橡胶研究的疯狂与偏执，固特异继续闷头钻研。
后来他又发明了橡胶薄片，这比起原本的胶状物更为方便使用，并获得纽约机械学会银质奖章。
当时耶鲁大学的化学教授西利曼还给他出具证明书，使他获得了销售许可证。
然而在所有人都以为他终于成功时，顽固的橡胶还是在夏天融化了。
http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/1526648784599bbf4b41d0f
固特异又尝试用几种酸来进行酸化实验，他发现酸化过程中真正是硫磺酸在发挥硫化作用，但是这种作用效果还是受限于温度。
1839年一次偶然的机会，他不小心把样品掉落在炽热的炉中，样品烧焦成了像皮革一样的物体。
奇怪的是，这种惧怕炎热的橡胶在高温下没有软化黏糊，反而变得更坚韧、更有弹性。
橡胶的性质终于被高温和硫磺改变了，它因此具有了永久的弹性。
http://p3.pstatp.com/large/pgc-image/1526648784423cdd9980aea
硫化过程中发生了产生单硫键（C-S-C）、双硫键（C-S2-C）和多硫键（C-Sx-C）的硫交联。
这个过程使更多的硫原子在空间上连接在橡胶聚合物链上形成桥状结构。
而橡胶最终得以获得弹性则要归功于这种桥状结构了。
高温的作用便使硫的交联键更加稳定地存在橡胶体系中。
橡胶硫化改性虽然只是固特异胡乱尝试得出的方法，但现代材料应用却证实了其作用机理的可行性。
评论 (0)