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改變了橡膠,卻沒能拯救自己——發明家查爾斯·古德伊爾的悲劇人生

改變了橡膠,卻沒能拯救自己——發明家查爾斯·古德伊爾的悲劇人生

橡膠,是大自然贈予人類的絕佳禮物,從絕緣手套到汽車輪胎,從膠鞋雨衣到田徑跑道,橡膠的應用隨處可見。雖然橡膠改變了世界,惠及我們每一個人,但是,人類初識橡膠的時候,並沒看出它有多大的能耐,甚至對它失去過信心。多虧了一位勤勉的發明家,用畢生的努力改良橡膠,才挽救了幾乎「流產」的橡膠工業。這位發明家就是有著「現代橡膠之父」美譽的查爾斯·古德伊爾。

橡膠工業出現困境

橡膠的故鄉在南美洲,那兒生長著一種橡膠樹,割破樹皮會看到白色的膠乳,一滴一滴流淌下來。當地的土著居民把這種膠乳叫做「樹的眼淚」。他們將膠乳風乾凝固,做成彈性十足的圓球,然後一邊唱著歌,一邊圍成圓圈跳舞,把球傳來傳去。15世紀末,著名航海家哥倫布航行到達美洲時,看到當地人玩這種遊戲。哥倫布感到很好奇,就將圓球帶回了歐洲。哥倫布之後,越來越多的西方探險者抵達美洲,他們漸漸得知橡膠樹的產地、土著人採集膠乳的方法以及利用天然橡膠製作鞋子、水壺和其他罈罈罐罐的過程。

經過幾個世紀對於橡膠知識的探索、沉澱和推廣,19世紀,歐洲終於出現了橡膠工業。1819年,英國人查爾斯·麥金托什發現用煤焦油能夠溶解橡膠,於是便用橡膠製劑給布料塗層,做成了人類最早的橡膠雨衣。1826年,英國人托馬斯·漢考克發現用一種機械方式反覆擠壓橡膠,能夠降低其彈性,提高起塑性,他用這種方法做出了世界上最早的鬆緊帶。一時間,人們被橡膠材料帶來的驚喜沖昏了頭腦,以至於還沒有對橡膠性質研究透徹,就過早地對橡膠進行大規模的商業化應用。

無論麥金托什,還是漢考克,他們用新方法製作的橡膠製品,本質上仍然使用的是天然橡膠。這些產品很快就暴露出問題——天冷會發硬開裂,天熱會變軟發臭,黏黏糊糊。由於技術問題難以解決,大量橡膠產品開始滯銷,一度將要興起的橡膠企業陸續倒閉,許多投資者和研究者紛紛對橡膠失去了興趣。

古德伊爾結識橡膠

在人們不再看好橡膠工業的時候,遠在美國的古德伊爾也正因為事業陷入困境而發愁——他三十歲出頭,正值壯年,已經成為9個孩子的父親,做了十多年的五金生意,但經營不善,公司破產。

1834年的夏天,古德伊爾已經斷絕收入一年有餘了,全靠典當家當來養活妻子和孩子。一天,古德伊爾無所事事地在街上閑逛,偶然看到商店櫥窗中展示的橡膠充氣救生圈,他想到,救生圈氣門漏氣也許是許多人溺水而死的重要原因。於是他想到這是一個商機,果斷買下救生圈。通過數周的研究,古德伊爾設計出了一個防止漏氣的氣門。然而,當他找到代理商的時候,後者沒有半分欣喜,而是無奈地把他帶到儲藏室。打開門的一瞬間,古德伊爾聞到了一股刺鼻的橡膠惡臭。原來,儲藏室里堆滿了賣不出去的橡膠產品——鞋子、雨衣以及救生圈。由於夏天的高溫,這些東西變臭變黏,成為了無用的垃圾。

代理商告訴古德伊爾,橡膠行業已經過氣,即將被淘汰,所以他設計的氣門自然也就無用了。但古德伊爾卻在此刻意識到,如果能夠找到改善天然橡膠的方法,打破溫度的限制,那麼就可以變廢為寶了。因此,古德伊爾決心要對天然橡膠進行改性,以充分利用好這種有很大商業潛力的材料。從此,古德伊爾的生活便與橡膠牢牢黏在了一起。

古德伊爾沒有學過有機化學,根本不懂得天然橡膠的化學成分是什麼,更不知道應該要添加什麼物質、進行什麼化學反應才能有效改良橡膠的性質。所以,當時他的實驗方法就是不停的嘗試,根據效果來判斷。比如,他向橡膠中摻入過松節油、鎂粉、石灰甚至火藥。可是這些方法都只是簡單地將物質混合,並沒有發生化學反應,因此都不成功。同時,漫無目的的嘗試還給他帶來了更多的負債。沒過多久,古德伊爾便因為欠下太多債務而被拘捕,他只好帶著做實驗用的擀麵杖和各種添加劑搬進了監獄。

「火爐事件」帶來轉折

這個時候,古德伊爾已經迷上了橡膠,甚至在獄中,他還在想方設法繼續自己的研究。好在古德伊爾的親戚替他還清了債務,他才得以出獄。

雖然重獲自由,但古德伊爾的處境並沒有太多好轉,他依然瘋狂地嘗試,不停地實驗。然而你沒有人再願意借錢給他了,人們還這樣調侃他:如果你碰到一個人,帽子、圍脖、外套、背心、鞋子全是橡膠做的,口袋裡沒有一分錢,那麼這個人就是查爾斯·古德伊爾。

但努力總會有所回報,1938年7月,古德伊爾的嘗試開始小有所成。他用硝酸溶液的蒸汽處理橡膠,可以改善橡膠性能,於是發明了一種「酸蒸汽處理橡膠工藝」,獲得了專利。1939年,一次著名的「火爐事件」更是使他的研究發生了轉折。一天,古德伊爾正和朋友聊天,他撕了一塊富含硫磺的橡膠片,漫不經心地丟進火爐里,後來發現懼怕高溫的橡膠在火爐中竟然沒有軟化黏糊,反而變得更堅韌、更有彈性。古德伊爾受到啟發,便開始改用硫磺高溫處理的方法來製造橡膠。

我們知道,橡膠被硫磺改性,是因為高溫下兩者發生了化學反應,硫原子和橡膠的有機聚合物形成了堅固的化學鍵和分子結構。但古德伊爾的時代,化學理論並不發達,他仍然只能用試錯的方式一遍遍嘗試。從修砌火爐、調控溫度、掌握加熱時間、確定硫磺和其他試劑的用量到機械運轉、產物測試,這些事情花費了古德伊爾大量的時間和精力,而且,長期與有毒物質的接觸也嚴重損害了古德伊爾的健康。

1843年,古德伊爾終於取得成功,他發明了一整套完備的程序來製作硫化橡膠,並在1844年再次獲得專利。然而,發明研究和商業應用之間總是有一段距離的。古德伊爾的商業產品還沒上市,他又再次破產入獄。更糟糕的是,這項技術雖然發明起來很難,但掌握起來很容易,因此許多沒有專利權的人也爭相模仿製作改良的硫化橡膠。橡膠工業一下子又火了,橡膠也終於成為一種有價值的工業原料。

在古德伊爾人生餘下的十幾年裡,他陷入了與侵權者無休止的法律鬥爭中。由於貧窮而請不起好的律師,古德伊爾贏得官司的次數非常少。而持久的維權鬥爭又使本就貧困的古德伊爾生活更加困難。終於,1860年,古德伊爾在貧病中去世,陪他一起走到生命盡頭的,只有那幾十萬美金的負債。


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