В 1839 году постоянно обедневший изобретатель, называвший череду долговых тюрем своими «гостиницами», спас больную промышленность и превратил ее в многомиллионное предприятие. . Чарльз Гудьир (1800-1860) открыл процесс отверждения каучука, который превратил это замечательное, но несовершенное натуральное вещество из редкости, подходящей для музеев, в первый из современных пластиков.

Во время своего второго визита в Новый Свет в 1493–1496 годах Христофор Колумб (1451–1506) заметил, что местные жители Эспаньолы играли в игру, похожую на футбол, с легким и прыгучим мячом. сделанный из млечного, белого сока дерева. Индейцы лечили сок, называемый латексом, выкуривая его, чтобы испарить воду, прежде чем формировать латекс в шарики. Последующие исследователи из Европы узнали, что латекс, который был одновременно эластичным и липким, можно было прессовать не только в предметы для игр, но и в полезные предметы, такие как водонепроницаемая ткань, надувные сумки, формованные бутылки и ботинки.

В 1735 году французский географ-математик Шарль Мари де ла Кондамин (1701-1774) прислал образцы сырого каучука из Южной Америки и описал его ботаническую природу и продукты, которые можно из него изготовить. Французы назвали этот материал каучук , от слова майя, обозначающего плакучее дерево, и восторженно рекламировали его упругость и устойчивость к воде. Его стали называть каучуком после того, как британский химик Джозеф Пристли (1733–1804) в 1770 году заметил, что он превосходит панировочные сухари для стирания следов карандаша.

Тот факт, что латекс затвердевает при высыхании, побудил к поиску растворителей, позволяющих производить изделия вдали от мест сбора каучука. В 1763 году два француза обнаружили, что скипидар успешно растворяет каучук, но оставляет его липким. Эксперименты с эфиром через несколько лет решили проблему липкости. Каучук был впервые использован в коммерческих целях английским производителем Сэмюэлем Пилом, который нанес раствор каучука в скипидаре на водонепроницаемую ткань. В 1820 году шотландский химик Чарльз Макинтош (1766-1843) обнаружил, что при погружении сырого каучука в лигроин образуется жидкое каучуковое вещество, которое можно наносить кистью на листы хлопчатобумажной ткани. Два куска этой прорезиненной ткани, сжатые вместе, как сэндвич, оказались идеальным водонепроницаемым плащом или макинтошем.

Замечательные качества резины сразу бросались в глаза. Эластичный, пластичный, прочный, долговечный, электрически инертный и водостойкий — это был материал, который требовал эксплуатации. Но в то время это также было непреодолимым: плащи Macintosh, которые так хорошо работали в лондонском тумане, таяли на жаре американского юга. В зимние холода резиновые галоши становились твердыми и ломкими. И запах резины был неприятный. Хотя спрос на легкий, гибкий, водонепроницаемый материал из Бразилии изначально был высоким, фабрики, возникшие в 1830-х годах на волне «резиновой лихорадки», быстро разорились.

В 1834 году обанкротившийся молодой изобретатель из Коннектикута по имени Чарльз Гудьир попытался продать Roxbury India Rubber Company улучшенный герметичный клапан для спасательных кругов. Компания отказалась от его изобретения на том основании, что в нем нет смысла, пока кто-то не сможет придумать лучшую резину. Компания Goodyear всегда была влюблена в резину и нуждалась в небольшом поощрении. Несмотря на то, что у него не было ни гроша в кармане и он не знал химии, он решил раскрыть весь потенциал каучука. В это время Гудьир, у которого были жена и маленькие дети, то попадал в долговую тюрьму, то выходил из нее, где он уговорил тюремных охранников разрешить ему проводить эксперименты на тюремной кухне.

Гудиер погрузился в оргию проб и ошибок, смешивая натуральный латексный каучук со всем, что он мог найти, включая гамамелис, касторовое масло и чернила.

Через пять лет своих расследований и в год, когда ему исполнилось 40 лет, Гудиер случайно пролил немного сырого латекса, смешанного с серой, на горячую плиту. Вместо того, чтобы плавиться, как обычная резина, вещество равномерно обугливалось, как кожа. Он сильно нагрел смесь, но она не расплавилась. Холодной зимой в Массачусетсе не вывешивали обугленный материал на ночь снаружи. заставить его разрушиться. Он оставался податливым. В ходе более позднего теста компания Goodyear увидела, что вдоль края обугленной резины была идеально отвержденная граница. Его счастливая случайность быстро произвела революцию в резиновой промышленности.

Говоря химическим языком, Гудиер сумел связать воедино длинные линейные цепочки молекул каучука. Каучук получают из сока каучукового дерева Hevea braziliensis . Когда натуральный каучук нагревается с серой, сера образует поперечные связи между цепями, которые подобны мосту или ступеням лестницы. Чем больше серы добавлено, тем выше степень сшивки. В натуральном каучуке цепочечные молекулы могут скользить друг относительно друга или вокруг друг друга, что заставляет каучук плавиться при нагревании и распадаться при охлаждении. Если бы автомобильные шины были сделаны из натурального каучука, трение о дорожное покрытие, действующее на них, превратило бы их в бесполезную жижу. Но перекрестные ссылки действуют как якоря, чтобы предотвратить проскальзывание. Они также позволяют резине вернуться в нормальное состояние после того, как она была растянута (свойство, называемое эластичностью). Резиновая лента, которая лишь умеренно сшита, является эластичной. Автомобильная шина, которая сильно сшита, скорее жесткая и упругая, чем эластичная.

Хотя теперь Гудиер знал, что тепло и сера резко изменяют свойства каучука, он понятия не имел, какое количество тепла нужно прикладывать и как долго. Прошло много месяцев личных страданий, но в конце концов он придумал формулу, гарантирующую равномерный результат. В одночасье то, что Goodyear назвал «растительной кожей» и «эластичным металлом» из-за его прочных свойств, стало полезным товаром. Он был эластичным, прочным, водонепроницаемым, и его можно было использовать для склеивания вещей. Прежде всего, он поддавался формовке, что делало его идеально подходящим для массового производства. Вулканизированная резина, которая сначала использовалась для изготовления гофрированных передов, а затем стала модной для мужских рубашек, вскоре превратилась в другие предметы одежды, ремни безопасности, пробки для бутылок, рамки для фотопластинок, мундштуки для сигарет и резиновые зубные пластины. Потребление каучука увеличилось с 38 тонн в 1825 г. до 8000 тонн в 1870 г.

Цельнорезиновые шины, более безопасные для дорог и лугов, появились в 1867 г. для использования в паровых дорожных транспортных средствах, а в 1869 г. – для велосипедов. Резиновые ленты использовались в качестве конвейеров для транспортировки семян и зерна, а затем минералов и руд, а также для привода машин и транспортных средств. С открытием электрической лампы накаливания необходимо было распределять электричество, что стимулировало спрос на изолированные кабели и проводку.

Но вулканизированная резина не лишена недостатков. Его приходилось собирать вручную, а высокие цены во всем мире поддерживались небольшим картелем каучуковых «баронов». Кроме того, этот материал не был устойчив к коррозии, что делало его уязвимым в качестве изолятора для подводных кабелей. Только после того, как вулканизированный каучук начал использоваться в машинах и особенно в автомобильных шинах, современная резиновая промышленность стала реальностью. Формула Гудьира была настолько эффективной, что, несмотря на некоторые технические усовершенствования, процесс вулканизации мало изменился с тех пор.

Привлекательной чертой рецепта вулканизированной резины Goodyear была его простота. К сожалению, это также сделало формулу очень легкой для копирования. Гудьир запатентовал свое изобретение в Соединенных Штатах, но у него не осталось денег, чтобы подать заявку на патентную защиту в Великобритании. Он предложил фирме Charles Macintosh & Co. создать совместное британо-американское предприятие, но его агент отнесся к этому вопросу неуклюже. Следовательно, через четыре года после собственного открытия Гудьира Томас Хэнкок, управляющий директор, реконструировал некоторые образцы, оставленные агентом, и сам быстро подал британский патент, всего за несколько недель до того, как Гудиер подал заявку на свой собственный патент. Именно Хэнкок по предложению друга назвал процесс вулканизацией в честь Вулкана, древнеримского бога огня.

Гудьир провел остаток своей жизни в патентных исках — он вел 32 дела о нарушении прав вплоть до Верховного суда — однажды наняв Дэниела Вебстера за 15 000 долларов за двухдневную работу, чтобы защитить его. На Великой выставке 1851 года он взял большие кредиты, чтобы гарантировать вулканитовый двор, каждая часть которого, включая мебель, музыкальные инструменты и воздушные шары шести футов в диаметре, наполненные водородом, была сделана из вулканизированной резины. Шесть миллионов человек посетили его выставку.

Жизнь Гудиера полна иронии. Заключенный в Париж на 16 дней в 1855 году за неуплату долгов, он получил в тюрьме Крест Почетного легиона от французского императора Наполеона III (его сын принес медаль в камеру). К 1860 году в отрасли, основанной на его патентах на каучук, работало 60 000 человек, а доход составлял более 8 миллионов долларов в год; тем не менее Goodyear умер в долгу на 200 000 долларов. Время от времени он закладывал школьные учебники своих детей и свою украшения жены для оплаты счетов. Его автобиография принесла ему больше денег, чем он когда-либо зарабатывал на своих 60 патентах. Его видение было беззастенчиво мономаниакальным, хотя, как ни странно, некоторые из идей Гудьира относительно использования резины, которые сто лет назад казались сумасбродными, находят применение и сегодня, включая упаковку для продуктов питания, резиновую краску, автомобильные пружины, шины для тачек, водяные кровати, надувные матрасы. спасательные плоты и костюмы человека-лягушки. Если бы он был в состоянии, он бы использовал резину, чтобы переделать мир. И в каком-то смысле он это сделал. Вулканизированная резина проложила путь синтетическим материалам.

ЖИЗЕЛЬ ВАЙС

Книги

Феничелл, Стивен. Пластик: создание синтетического века. Нью-Йорк: HarperBusiness, 1996.

Гудиер, Чарльз. Gum-Elastic и его разновидности, с подробным отчетом о его применении и использовании, а также об открытии вулканизации. Нью-Хейвен: Паб. для автора, 1853.

Периодические издания

Кауфман, Джордж Г. «Чарльз Гудиер — изобретатель вулканизации». Химическое образование (ноябрь 1989 г.): 167–170.

Другое

«Чарльз Гудиер и странная история каучука». http://www.goodyear.com/us/corporate/strange.html

Наука и ее время: понимание социальной значимости научных открытий

Чарльз Гудиер получает патент на вулканизированный каучук

15 июня 1844 года

Чарльз Гудиер Получен патент на вулканизированную резину

< Предыдущий момент

Следующий момент >

ОСНОВНОЙ ИСТОЧНИК: Дань уважения Goodyear, 1860

Поделитесь этой историей

×

Первоисточник

…А теперь всего несколько слов, чтобы обозначить некоторые уроки этой замечательной жизни. Большинство из них лежат на поверхности, и достаточно одного слова, чтобы донести их до ваших мыслей.

Но одно из них, специально иллюстрированное случаем из жизни мистера Гудьира, еще не доведенным до вашего сведения, должно быть развито более отчетливо. то есть

Промысел Божий в творчестве и результатах изобретательского гения.

Главное открытие мистера Гудьира, вулканизация каучука, было немедленно вызвано тем, что называется несчастным случаем…. Кусок индийского каучука, соединенный с серой, который он держал в руке…, был насильственным жестом брошен в горящую печь, возле которой он стоял. Когда его вынули, подвергнув сильному нагреванию, он увидел то, что, как можно с уверенностью утверждать, ускользнуло бы от внимания всех остальных, что произошло полное превращение и что совершенно новый продукт, так удачно названный эластичный металл, был следствием.….

Мистер Гудиер в своем отчете справедливо утверждает, что благодаря своим долгим поискам такого результата и своему пристальному вниманию ко всему, что могло бы его произвести, он воспринял его, в отличие от других; на самом деле другие ничего не думали об этом, когда их внимание было направлено на это. Он понял это и увидел, что великая цель достигнута; тем не менее, добавляет он благоговейно, что, поскольку на это не указывают никакие известные факты или принципы, его следует рассматривать как один из тех случаев, когда водительство Творца провиденциально помогает его творениям, так называемые случайности, достичь те вещи, которые недостижимы силами разума, которыми он их наделил… Бог руководит и помогает изобретательному гению. Своему зоркому глазу, серьезно вглядывающемуся во тьму, он показывает свет.

Из «Речи доктора Даттона, посвященной памяти изобретателя Чарльза Гудиера», в New Englander and Yale Review , том 18, выпуск 71, август 1860 г., стр. 777–790.

В этот день в 1844 году, после десятилетия лишений и упорства, Чарльз Гудиер получил патент на вулканизированную резину. Первые ботинки и одежда из резины плохо себя зарекомендовали в американской среде. Они плавились от жары и трескались от холода. Решив найти способ сделать каучук стабильным и гибким, Гудиер перевез свою семью в Массачусетс, где располагались первые в стране резиновые заводы. Когда один за другим его эксперименты терпели неудачу, его семья впадала в нищету. Наконец, зимним днем ​​1839 г., Goodyear нашла формулу, которая сработала. На это ушло еще пять лет, но в 1844 году он запатентовал процесс. Чарльз Гудиер стал знаменитостью, а вулканизированная резина стала ничем не примечательной частью повседневной жизни.

Когда наступила эпоха автомобилей, два брата из Огайо назвали свою новую компанию Goodyear в знак признания вклада Чарльза Гудиера в продукт, который они произвели — резиновые шины.

Во время визита в Нью-Йорк в 1834 году Чарльз Гудиер проходил мимо розничного магазина Roxbury Rubber Company и был поражен выставленным новым продуктом — резиновым спасательным кругом. Собственно, первое, что привлекло его внимание, так это грубый клапан; он пошел домой и сразу принялся за его улучшение.

Когда через несколько дней 34-летний мужчина вернулся в магазин со своим изобретением, менеджер поделился с ним печальной тайной: Roxbury India Rubber Company — первая компания по производству каучука в Соединенных Штатах, существовавшая всего год. на грани банкротства. Покупатели охотно покупали туфли, ботинки, плащи и другие изделия из прорезиненной ткани на фабрике в Роксбери, штат Массачусетс, но в летнюю жару резиновые изделия превратились в липкое, вонючее месиво; зимой они замерзали.

«Резиновая лихорадка» начала 1830-х годов, породившая фабрику в Роксбери и других городах вокруг Бостона, остыла почти так же быстро, как и нагрелась. В естественном состоянии каучук имел фатальный недостаток: в жару он плавился, а на морозе замерзал. Этот недостаток не был очевиден в Эквадоре с умеренным климатом, где коренные жители веками делали из жидкости, известной как «плакучее дерево», сапоги и бутылки. Это не было впервые заметно в более мягком климате Британии, где Томас Хэнкок и Чарльз Макинтош разработали ткань с резиновым покрытием, из которой в 1820-х годах сделали плащи «Макинтош».

. . . в летнюю жару резиновые изделия превращались в липкое, вонючее месиво; зимой они замерзали.

Предприниматели Массачусетса отреагировали на спрос на одежду из прорезиненной ткани, построив фабрики сначала в Роксбери, а затем в других городах вокруг Бостона, таких как Уоберн, в 12 милях к северо-востоку. Там, на берегу реки Аберхона, Eagle India Rubber Company заняла здание обанкротившейся шелковой фабрики и начала производить различные резиновые изделия — фартуки, спасательные жилеты, шляпы, тенты и, к 1836 году, непромокаемую обувь. .

Затем стал очевиден фатальный недостаток каучука, и “Великая паника каучука в Индии” 1830-х годов привела к закрытию большинства каучуковых заводов Новой Англии. В то время как резиновая промышленность в Америке, казалось, была обречена на провал, Чарльз Гудиер не терял веры. У него не было научной подготовки, но к 1835 году он провел два года, экспериментируя с каучуком, и был полностью им одержим.

Прочитав в газете, что каждый час во всем мире тонет 20 человек, он убедился, что у него есть данная Богом миссия предотвратить такие человеческие жертвы. Резиновые спасательные круги, по его мнению, могли бы стать решением. У него не было работы, но он едва жил на деньги, которые он убедил инвесторов продвигать его. Он довел свою семью до нищеты, был заключен в тюрьму за долги и высмеян как сумасшедший, но он выстоял.

Затем стал очевиден фатальный недостаток каучука, и “Великая паника каучука в Индии” 1830-х годов привела к закрытию большинства каучуковых заводов Новой Англии.

Когда его неоднократные неудачи отпугнули последних инвесторов, он прибегнул к беззалоговым займам и попал в долговую тюрьму. После освобождения он умолял соседей о благотворительности и закладывал мебель своей семьи, даже школьные учебники своих детей. Фермеры Вобурна вспоминали, что дети Goodyear были настолько голодны, что выкапывали только половинчатую картошку. Шестеро из его двенадцати детей умерли, не дожив до совершеннолетия.

Наконец, в 1839 году компания Goodyear совершила прорыв. Бывший деловой партнер Натаниэль Хейворд рассказал ему о смешивании жидкого латекса с серой и нагревании его на солнце — процессе, близком к получению резины в гибкой и стабильной форме. Однажды утром в 1839 году Гудиер предпринял следующий шаг: он либо уронил, либо поместил смесь серного каучука в дровяную печь, и получившаяся форма, похожая на кожу, стала первой в мире вулканизированной резиной.

Однажды утром в 1839 годуГудиер сделал следующий шаг: он либо уронил, либо поместил смесь серного каучука в дровяную печь, и полученная в результате форма, похожая на кожу, стала первой в мире вулканизированной резиной.

В 1842 году Гудиер покинул Уобурн, чтобы продавать свой новый продукт в Бостоне и Нью-Йорке. Большинство людей давно перестали прислушиваться к его утверждениям. Затраты и сложности, связанные с получением патента, отложили этот важный шаг на пять лет, дав Хэнкоку время украсть формулу и запатентовать ее в Великобритании. Даже в США Гудиер постоянно защищал свой патент в суде.

Хотя на международных выставках в 1850-х годах Чарльз Гудиер был провозглашен великим изобретателем, он едва был платежеспособным, когда умер в 1860 году. Однако накопленные гонорары в конечном итоге оставили его выживших детей с достаточным количеством денег, чтобы наслаждаться комфортной жизнью, которая в значительной степени ускользала их отец. Когда наступила эпоха автомобилей, два брата из Огайо назвали свою новую компанию «Goodyear» в знак признания вклада Чарльза Гудиера в продукт, который они произвели — резиновые шины.