輪胎的曆史：為什麼白色的橡膠最終變成了黑色輪胎？
許多産品都會被做成各種顔色，以符合不同人的需求，但是你應該沒有見過其它顔色的輪胎。
從腳踏車到大貨車，它們的輪胎顔色都出奇的一緻，那就是統一的黑色。
那麼問題就來了，為什麼沒有其它顔色的輪胎呢？
圖源：mrmonochrome
輪胎和橡膠
我們中國人很早就發明了輪子，最早的輪子便是用木頭制成圓形結構，然後固定在一些推車或者其它工具上，可以大大節省搬運成本。
但是這種輪子沒有任何東西做緩沖，它容易破損不說，在面對各種不同的路況時，人坐在馬車上肯定也不會很舒服，很難長距離使用。
進入工業時代後，人們有能力把輪子做得更好，更人性化，木質的材料也可以直接變成鐵和鋼，同時還會在輪子外包裹一些緩沖材料，這就有了最早的輪胎。
事實上，人們很快就發現了，這個緩沖材料才是輪胎的關鍵所在，在輪胎的曆史上，這個材料換過很多種，包括皮革，壓縮石棉，人造絲，甚至連紙都曾經用過。
到了1847年，為了更好地解決緩沖減震問題，蘇格蘭發明家羅伯特·威廉·湯姆森提出充氣輪胎的概念，或許出于材料的考慮，這一想法并沒有得到量産。
直到1888年，同樣出生于蘇格蘭的發明家兼獸醫——約翰·博伊德·鄧洛普首次制造并量産了充氣輪胎，而這位發明家的最初目的隻是為了讓自己10歲的孩子騎兒童三輪車時不至于被震到頭痛。
圖注：鄧祿普
鄧洛普給自己的充氣輪胎申請了專利并命名為鄧祿普輪胎，這種效果俱佳的輪胎迅速占領市場成為輪胎界的最早霸主。
不過，這裡有一個小插曲，我前面提到羅伯特·威廉·湯姆森才是最早提出充氣輪胎概念人，他之後在倫敦宣布鄧祿普充氣輪胎專利無效。
受限于材料，其實早期的充氣輪胎隻适用于自行車和其它輕型車輛，因為承載越重則意味着材料越容易被磨損報廢。
凝固後的橡膠，圖源：Mitchel P.
直到人們發現了天然橡膠，這種材料簡直就是為輪胎而生的，它不僅耐磨，而且還具有很好的彈性，以及抓地力。
不同于現在的輪胎顔色，天然橡膠是一種白色的粘性物質，它主要來自于一種植物——橡膠樹的汁液！
橡膠樹，圖源：Vyacheslav Argenberg
橡膠是如何獲得的?
橡膠樹原産于南美洲，早在3000多年前，古老的瑪雅人和阿茲特克人就已經用橡膠制作物品使用了，其中包括一些比賽用的球。
歐洲殖民者到達後，他們把橡膠樹的種子帶走并傳播到南亞熱帶地區，現在天然橡膠的主要生産國都是在南亞——泰國、馬來西亞和印度尼西亞等。
提取橡膠，圖源：Vyacheslav Argenberg
為了獲取橡膠樹上的橡膠，人們會将橡膠樹切開一個口，然後白色的汁液就會從開口上流下來，隻要将其裝在桶裡就好了。
在獲取橡樹汁的過程中，氣溫是關鍵，隻有相對較低的氣溫才能讓汁液從樹上流出來，如果氣溫較高的話，橡膠樹就會停止分泌并凝固橡膠。
所以，獲取橡膠的工人一般是在氣溫較低的早晨工作。
氧化後的橡膠，圖源：Etan J. Tal
天然橡膠在獲取後，它會被氧化成黑色，在工業上，天然橡膠還不能直接用于制作輪胎或者其它産品，需要加入硫進行固化，天然橡膠在硫化之後會變得更具抗性和彈性，而且不會被氧化。
硫化之後的橡膠可以用作各種産品，但由于其在輪胎上的使用，導緻天然橡膠的需求量非常巨大，靠橡膠樹每天流出那麼一點明顯不夠用。
在第二次世界大戰期間，人們不得不尋找天然橡膠的替代品，這就誕生了現在常用的合成橡膠，最早的合成橡膠是在德國的拜耳實驗室誕生的。
矽膠，圖源：Wiebew
你肯定聽說過矽膠，它其實也是一種合成橡膠，隻是它是矽基聚合物而不是碳基聚合物，矽和碳存在許多共性。
合成橡膠的彈性沒有天然橡膠好，不過作為替代品還是可以的，現在全世界大約有三分之二的輪胎是由合成橡膠制作的。
天然橡膠和合成橡膠都可以加入一些物質讓材料變成其它顔色，但是如果将它們做成輪胎的話，隻能是黑色。
為什麼現在的輪胎是黑色？
如果把天然橡膠固化後直接用于輪胎，那它的顔色會是乳白色的，由于最早的橡膠輪胎就是這樣直接生産的，所以是白色的，這就是為什麼米其林人是一個白色的輪胎人。
但是把天然橡膠直接做成輪胎是一件非常浪費，同時也不是性能最優的選擇，所以在生産輪胎的過程中會加入許多化學物質。
其中一種物質決定了輪胎的顔色——那就是炭黑，這種黑色的物質會覆蓋掉其他任何顔色，這就是為什麼現在所有輪胎都是黑色的原因。
當然，加入炭黑的目的并不是想讓輪胎變成黑色，其目的是加強輪胎的性能。
事實上，炭黑的主要用途就是用于輪胎生産，平均而言一個輪胎大約會含有 30%的炭黑。
那些添加了炭黑的輪胎，其耐磨性可以提升10倍以上，同時輪胎的抗拉強度可以提高1000%以上。
炭黑，圖源：FK1954
另外，輪胎的一些區域會在汽車行駛過程中變得特别熱，從而使輪胎破損并降低使用年限，炭黑的使用還有助于将熱量從輪胎上的某些熱點傳導出去，而不至于過熱。
從1904年人們發現在橡膠中加入炭黑可以增加橡膠的性能開始，到了1917年，炭黑基本已經被添加到所有新生産的輪胎中，至今都沒有改變。
最後
如果要制作一個性能更好的輪胎，那麼炭黑幾乎是必不可少的，所以現在滿大街都是黑色的輪胎。
當然，黑色的輪胎也沒什麼不好的，這樣怎麼使用也看不出很髒。
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