原本白色的輪胎，是如何一步步“黑化”的？

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自從汽車被髮明之後，它們日夜穿梭在大街小巷之中，迅速改變了人類社會的生產生活方式。汽車飛馳的速度在某種程度上是建立在不斷高速運轉的輪胎之上，而輪胎作為汽車中最重要的部件之一，它的發展與演進也經歷了漫長的歷史，最起碼，今天我們熟悉的黑色橡膠輪胎也並非其最初的模樣。

改變世界之“輪”

在很多“改變世界的發明”評選或“世界十大發明”評選中，輪子往往會高票當選，輪已經成為人類文明十分基礎而重要的發明之一，一個簡簡單單的圓形，就可以成功減少一個物體在地上拖動時的摩擦力，使其方便移動到更遠的距離。

但是，輪子的發明，不是我們想象得那麼簡單。公元前四世紀，已有兩軸車的圖畫。輪的發明大約是在新石器時代晚期至青銅器時代早期，換句話說，現代意義上的人類出現後有十幾萬年是不懂得使用輪子的。

據學者研究指出，最早的車輪在距今6000年前左右的美索不達米亞、高加索及中歐等地出現。2002年，斯洛文尼亞考古學家發現了盧布爾雅那沼澤輪。當時的輪子還非常簡單，只是一些圓形的板，和軸牢牢地釘在一起。

公元前3000年，人們才開始將軸裝到手推車上，使得輪子不直接和車身相連。不久以後，又出現了裝有輪輻的車輪。相傳也在這個時候，中亞地區已經使用帶輪的車，但當時文明相對發達的埃及並不知道，仍是用滾木為輪拖運貨物。

盧布爾雅那沼澤輪。來源/盧布爾雅那市博物館

可以說，車輪的發明相當於人類歷史上的第一次交通運輸技術上的革命。雖然沒有人知道輪子是誰發明的，但它的出現無疑大大減輕了人們搬運重物的負擔，使人可以快速搬動大大超過自身重量的物體，更建立了人類歷史上第一個陸地運輸系統。而輪子的發明，也不是那麼簡單的，美洲的古老文明，例如阿茲特克與瑪雅文明，雖然歷史同樣悠久，但一直沒有發明輪子，使得其文明程度一直停留在相對較低的水準上，當西方殖民者越過大洋而來，擁有數百萬人口的美洲古老文明就這樣被數百人的西班牙探險隊打敗。

18世紀前，輪胎主要由木頭或金屬製成，舒適性欠佳，在外觀和形狀上基本沒有太大變化，發展進程緩慢，而且受限於材質的原因，車輪本身的發展也很難玩出花樣，無論歷代的能工巧匠如何動心思，都很難從真正意義上提高車輪的性能，為人類提供一個平穩和安全的出行方式。

我們再將時針撥轉回去。1493年，西班牙探險家哥倫布率隊初次踏上南美大陸。在這裡，西班牙人看到印第安人小孩和青年在玩一種遊戲，唱著歌互相拋擲一種小球，這種小球落地後能反彈得很高，如捏在手裡則會感到有粘性，並有一股煙燻味。西班牙人還看到，印第安人把一些白色濃稠的液體塗在衣服上，雨天穿這種衣服不透雨；還把這種白色濃稠的液體塗抹在腳上，雨天水也不會弄溼腳。這是西班牙人第一次瞭解到了橡膠的彈性和防水性，但並沒有真正知道它們的來源。

1693年，法國科學家拉康達到南美又看到土著人玩這種小球，在追根尋底調查這種小球后，才得知這種小球是在砍一種被印地安人稱為“橡膠”的樹時，流出的濃稠液體制造出來的。1736年，法國科學家康達敏從秘魯帶回有關橡膠樹的詳細資料，出版了《南美洲內地旅行記略》，書中詳述了橡膠樹的產地、採集乳膠的方法和橡膠的利用情況，引起了人們的重視。

但這一時期的橡膠存在一個問題：太過柔軟。部分馬車工匠已經認識到這種新材料的價值，開始將其塗抹在車輪上，試圖通過其緩衝的作用來提高車輛的穩定性和乘坐的舒適度，但受限於天然橡膠本身的特性，始終難以製造出真正意義上的高性能車輪。

1834年，生於美國康乃狄克州紐黑文，美國商人查爾斯·固特異（Charles Goodyear）正在經歷人生的至暗時刻。他傾注很多心血的五金生意破產，已經34歲的他再次變得窮困潦倒。不肯屈服於命運的他，依舊在紐約四處尋找機會。在參觀一家橡膠工廠時，他被各種各樣的橡膠製品所吸引，憑藉其敏銳的商業直覺，認識到橡膠可能會有很多值得開發的用途。

查爾斯·固特異

1852年，固特異在做試驗時，無意之中把盛橡膠和硫磺的罐子丟在爐火上，橡膠和硫磺受熱後流淌在一起，形成了塊狀膠皮，橡膠硫化法就這樣在無意間被髮明出來。固特異的這一偶然行為，是橡膠製造業的一項重大發明，因為他掃除了橡膠應用上的一大障礙，使橡膠從此成為一種正式的工業原料，也使與橡膠相關的許多行業蓬勃發展成為可能。

騎自行車的鄧祿普。來源/蘇格蘭國立博物館

固特異為橡膠的進一步開發使用打開了新世界的大門。1887年10月，生活在愛爾蘭的發明家約翰·博伊德·鄧祿普（John Boyd Dunlop）將橡膠管兩端相連並在內部充氣，為他兒子的三輪車開發了第一個實用的充氣輪胎。1889年，自行車手威利·休姆證明了鄧祿普輪胎的優越性，在愛爾蘭和英國的自行車比賽中，首次使用橡膠輪胎，並贏得勝利。

約翰·博伊德·鄧祿普

與之相適應的是，此時的第二次工業革命正如火如荼地進行著，橡膠的輪胎髮明為新生的汽車工業提供了理想的“輪子”。自此，橡膠輪胎一統天下，人類文明也乘上了橡膠輪胎的快車道。

鄧祿普發明的輪胎。來源/蘇格蘭國立博物館

橡膠輪胎與汽車的“天作之合”

自從真正意義上的現代充氣橡膠輪胎問世以來，人們最初利用的就是天然橡膠製作輪胎。天然橡膠本身是白色的，所以最初的輪胎其實是乳白色，後來人們又發現白色化學物質“氧化鋅”（Zinc oxide）可以作為橡膠的添加劑來增加橡膠的摩擦力。

1908年，美國福特公司推出了“福特T型車”（Ford Model T）。它的面世使1908年成為工業史上具有重要意義的一年：T型車以其低廉的價格使汽車作為一種實用工具走入尋常百姓之家，美國也自此成為“車輪上的國度”。

一輛澳大利亞產的福特T型車，車輪為白色

福特公司為其T型車配備的是橡膠輪胎，從圖片裡我們可以看到，這一時期的橡膠輪胎大部分都是白色的。為福特提供輪胎的正是固特異輪胎公司，1898年，在查爾斯·固特異去世四十多年後，弗蘭克·賽柏林（Frank Seiberling）為了紀念固特異，使用他的名字註冊成立了“固特異輪胎和橡膠公司”（The Goodyear Tire & Rubber Company），剛開始時，公司只是生產一些簡單的橡膠製品，生產規模也很小，只有13名工人，主要製造自行車與四輪馬車輪胎、馬蹄鐵橡膠襯墊，甚至是紙牌籌碼。

弗蘭克·賽柏林

如果說固特異是現代橡膠工業的開創者，那麼賽柏林則是現代橡膠輪胎的開創者。隨著汽車工業的飛速進展，固特異輪胎公司成為“風口上的豬”。1901年，該公司開始供應賽車輪胎給福特汽車，1908年，賽柏林發明了機械化輪胎成型機，使得橡膠輪胎生產擺脫了繁瑣且耗時的手工過程，真正意義上開始了現代化工業大生產，從10小時內手工生產5個輪胎迅速增量為機械製造的60個輪胎，徹底改變了輪胎製造並導致輪胎產量激增。到1913年，美國製造的輪胎中有一半以上是在賽柏林的機器上製造的。到1916年，固特異輪胎橡膠公司已成為世界上最大的輪胎生產商。賽伯林因為身材矮小，還被稱為橡膠界的“小拿破崙”。

1970年，人類首次登陸月球所乘坐的太空車採用的還是固特異輪胎。可以說，賽柏林生產的固特異輪胎，貫穿了人類近代交通技術進步的全過程。

輪胎的“黑白之爭”

不過，賽柏林雖然改進了輪胎的生產工藝，但最初的橡膠輪胎受制於其天然材質本身的缺陷，在耐磨性和強度上都差強人意，只使用5000英里（約合8000公里），可能就要更換了，對大多數司機來說，相當於每年需要更換一到兩次輪胎。

在汽車還是純手工打造的富人的玩具時，這些都不是問題，壞了就換嘛。但隨著福特T型車在社會範圍內普及開來成為真正意義上的消費品之後，天然橡膠製成的白色輪胎的缺陷就變得不能接受了。

1912年，英國人莫特(S.C.Mottee)在偶然情況下發現了炭黑（carbon black）對橡膠的補強作用，從此，炭黑逐漸成為橡膠工業不可缺少的原材料，現代炭黑工業也由此迅速發展起來。

炭黑的原料為塔底油和雜酚油，一般來說，2.2公噸的原料可製造出一公噸的炭黑。炭黑是由平均直徑為5-30nm的球狀或鏈狀粒子聚積而成的，內部是含有直徑3-500nm的微結晶結構，因此可以和各種遊離基反應。

而炭黑在和橡膠製品結合時，可以與橡膠這一彈性體形成無限網狀交叉結構，稱之為凝碳膠（carbon gel），可以極大增加橡膠製品的抗張強度、硬度、抗撕裂性、耐磨性等性質，從而極大提高輪胎的使用時間，從之前每條輪胎只能跑8000公里猛增到10萬公里以上。但我們知道，炭黑除了是工業原料之外，還能用作顏料，所以加入了炭黑的橡膠，不約而同地全部“黑化”，成為我們現在眼中的黑色輪胎。

加入了炭黑的輪胎除了上述優勢外，人們在漫長的時間中，還發現了炭黑的其他用處，比如可以防止因為強烈的紫外線而損傷，實驗證明，不含炭黑的橡膠在陽光下容易出現硬化，並因為來自太陽的強烈紫外線而變質，從而降低輪胎性能，而炭黑則可以防止陽光帶來的危害，從而提高輪胎的使用壽命。

除此之外，在我們開車的時候，由於輪胎與地面進行摩擦，從而造成輪胎過熱，如果熱量無法及時散去，那麼輪胎可能會過熱且影響輪胎的性能，而炭黑則有助於我們控制輪胎的溫度，使其不會迅速過熱，從而提高輪胎的效能。

總之，炭黑在輪胎強度和耐久性方面起著關鍵作用，因為輪胎是車輛最關鍵的部分，可以影響汽車的所有性能因素。輪胎越結實，駕駛起來就越平穩、越安全。

因此，雖然白色輪胎可能很好看，但在經濟性和安全性的考察下，無數汽車公司還是心照不宣地開始使用加入炭黑的橡膠輪胎。我們總是說，時尚是個圈，在人們普遍使用全黑的輪胎一二十年後，人們反而又懷念過去的白色輪胎了，尤其是這一時間裡，很多豪車開始想要突出自己的標新立異。20世紀20年代，一種“白牆輪胎”（Whitewall tire）出現了。閃閃發光的白胎與黑色的胎面形成了鮮明對比，又因為很難打理，幾乎只被豪車使用，以此來與普通的家用汽車區分開來。

第一次世界大戰期間，由於生產炭黑的原料短缺，德國化學家們開始使用沉澱法生產的白色二氧化硅代替炭黑，白色二氧化硅因其物理性能與炭黑接近，但又是白色的，因此被稱為“白炭黑”。後來，伴隨著汽車行業的不斷發展與炭黑價格的上漲，白炭黑也成為橡膠輪胎的主要補強劑，而且白炭黑的一大優勢是，可以做出多種多樣的顏色，滿足製造白色或彩色的輪胎需求。

因此，在純黑色輪胎一統天下後不久，白色輪胎或黑白混合輪胎，因為文化等因素重出江湖，不過這一時期的輪胎顏色，與性能無關，純粹是為了滿足車主個人標新立異或者審美需求。20世紀50年代，白牆輪胎的使用達到頂峰，比如凱迪拉克推出了“凱迪拉克埃爾多拉多” (Cadillac Eldorado)，該款豪車使用的就是白牆輪胎，非常奢華。