轮胎的历史：为什么白色的橡胶最终变成了黑色轮胎？

许多产品都会被做成各种颜色，以符合不同人的需求，但是你应该没有见过其它颜色的轮胎。

从脚踏车到大货车，它们的轮胎颜色都出奇的一致，那就是统一的黑色。

那么问题就来了，为什么没有其它颜色的轮胎呢？

图源：mrmonochrome

轮胎和橡胶

我们中国人很早就发明了轮子，最早的轮子便是用木头制成圆形结构，然后固定在一些推车或者其它工具上，可以大大节省搬运成本。

但是这种轮子没有任何东西做缓冲，它容易破损不说，在面对各种不同的路况时，人坐在马车上肯定也不会很舒服，很难长距离使用。

进入工业时代后，人们有能力把轮子做得更好，更人性化，木质的材料也可以直接变成铁和钢，同时还会在轮子外包裹一些缓冲材料，这就有了最早的轮胎。

事实上，人们很快就发现了，这个缓冲材料才是轮胎的关键所在，在轮胎的历史上，这个材料换过很多种，包括皮革，压缩石棉，人造丝，甚至连纸都曾经用过。

到了1847年，为了更好地解决缓冲减震问题，苏格兰发明家罗伯特·威廉·汤姆森提出充气轮胎的概念，或许出于材料的考虑，这一想法并没有得到量产。

直到1888年，同样出生于苏格兰的发明家兼兽医——约翰·博伊德·邓洛普首次制造并量产了充气轮胎，而这位发明家的最初目的只是为了让自己10岁的孩子骑儿童三轮车时不至于被震到头痛。

图注：邓禄普

邓洛普给自己的充气轮胎申请了专利并命名为邓禄普轮胎，这种效果俱佳的轮胎迅速占领市场成为轮胎界的最早霸主。

不过，这里有一个小插曲，我前面提到罗伯特·威廉·汤姆森才是最早提出充气轮胎概念人，他之后在伦敦宣布邓禄普充气轮胎专利无效。

受限于材料，其实早期的充气轮胎只适用于自行车和其它轻型车辆，因为承载越重则意味着材料越容易被磨损报废。

凝固后的橡胶，图源：Mitchel P.

直到人们发现了天然橡胶，这种材料简直就是为轮胎而生的，它不仅耐磨，而且还具有很好的弹性，以及抓地力。

不同于现在的轮胎颜色，天然橡胶是一种白色的粘性物质，它主要来自于一种植物——橡胶树的汁液！

橡胶树，图源：Vyacheslav Argenberg

橡胶是如何获得的?

橡胶树原产于南美洲，早在3000多年前，古老的玛雅人和阿兹特克人就已经用橡胶制作物品使用了，其中包括一些比赛用的球。

欧洲殖民者到达后，他们把橡胶树的种子带走并传播到南亚热带地区，现在天然橡胶的主要生产国都是在南亚——泰国、马来西亚和印度尼西亚等。

提取橡胶，图源：Vyacheslav Argenberg

为了获取橡胶树上的橡胶，人们会将橡胶树切开一个口，然后白色的汁液就会从开口上流下来，只要将其装在桶里就好了。

在获取橡树汁的过程中，气温是关键，只有相对较低的气温才能让汁液从树上流出来，如果气温较高的话，橡胶树就会停止分泌并凝固橡胶。

所以，获取橡胶的工人一般是在气温较低的早晨工作。

氧化后的橡胶，图源：Etan J. Tal

天然橡胶在获取后，它会被氧化成黑色，在工业上，天然橡胶还不能直接用于制作轮胎或者其它产品，需要加入硫进行固化，天然橡胶在硫化之后会变得更具抗性和弹性，而且不会被氧化。

硫化之后的橡胶可以用作各种产品，但由于其在轮胎上的使用，导致天然橡胶的需求量非常巨大，靠橡胶树每天流出那么一点明显不够用。

在第二次世界大战期间，人们不得不寻找天然橡胶的替代品，这就诞生了现在常用的合成橡胶，最早的合成橡胶是在德国的拜耳实验室诞生的。

硅胶，图源：Wiebew

你肯定听说过硅胶，它其实也是一种合成橡胶，只是它是硅基聚合物而不是碳基聚合物，硅和碳存在许多共性。

合成橡胶的弹性没有天然橡胶好，不过作为替代品还是可以的，现在全世界大约有三分之二的轮胎是由合成橡胶制作的。

天然橡胶和合成橡胶都可以加入一些物质让材料变成其它颜色，但是如果将它们做成轮胎的话，只能是黑色。

为什么现在的轮胎是黑色？

如果把天然橡胶固化后直接用于轮胎，那它的颜色会是乳白色的，由于最早的橡胶轮胎就是这样直接生产的，所以是白色的，这就是为什么米其林人是一个白色的轮胎人。

但是把天然橡胶直接做成轮胎是一件非常浪费，同时也不是性能最优的选择，所以在生产轮胎的过程中会加入许多化学物质。

其中一种物质决定了轮胎的颜色——那就是炭黑，这种黑色的物质会覆盖掉其他任何颜色，这就是为什么现在所有轮胎都是黑色的原因。

当然，加入炭黑的目的并不是想让轮胎变成黑色，其目的是加强轮胎的性能。

事实上，炭黑的主要用途就是用于轮胎生产，平均而言一个轮胎大约会含有 30%的炭黑。

那些添加了炭黑的轮胎，其耐磨性可以提升10倍以上，同时轮胎的抗拉强度可以提高1000%以上。

炭黑，图源：FK1954

另外，轮胎的一些区域会在汽车行驶过程中变得特别热，从而使轮胎破损并降低使用年限，炭黑的使用还有助于将热量从轮胎上的某些热点传导出去，而不至于过热。

从1904年人们发现在橡胶中加入炭黑可以增加橡胶的性能开始，到了1917年，炭黑基本已经被添加到所有新生产的轮胎中，至今都没有改变。

最后

如果要制作一个性能更好的轮胎，那么炭黑几乎是必不可少的，所以现在满大街都是黑色的轮胎。

当然，黑色的轮胎也没什么不好的，这样怎么使用也看不出很脏。