從顏色到結(jié)構(gòu)：全面解析輪胎的秘密(一)

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  輪胎大家絕不陌生，幼兒園的孩子閉著眼都能畫出一個輪子，但很多開了一輩子汽車的司機(jī)也不明白輪胎這玩意兒里到底有什么玄機(jī)。您一定好奇輪胎有什么秘密，不就是圓形、充氣的嗎？要知道，輪胎作為車輛與路面接觸的唯一媒介，對于車輛的性能有著直接影響。瞧，這么重要的東西怎么能沒有秘密？讓我們來探究一下。

●  輪胎歷史

    就像評書中的開始一樣，想知道輪胎有什么秘密咱們得先了解它的身世，由于篇幅限制咱們只看看乘用車輪胎，商用車輪胎且聽下回分解。好了，言歸正傳，第一個空心輪胎是1845年英國人羅伯特•湯姆遜發(fā)明的。他提出用壓縮空氣充入彈性囊，以緩和運(yùn)動時的沖擊，盡管當(dāng)時的輪胎是用皮革和涂膠帆布制成，然而這種輪胎已經(jīng)顯示出滾動阻力小的優(yōu)點(diǎn)，羅伯特•湯姆遜并以《馬車和其他車輛的車輪改良》為題，獲得了英國政府的專利。同年12月10日第一條充氣輪胎誕生，第一個購買充氣輪胎的人是個名叫羅列的貴族，四個輪胎的價(jià)錢合計(jì)為四十四磅二先令，要知道當(dāng)時一英鎊可以兌換白銀三兩，而當(dāng)年英國國民生產(chǎn)總值才1000多萬英鎊。

    1868年，美國人查爾斯•古德伊爾（Charles Goodyear）發(fā)明硫化橡膠的方法，使橡膠能運(yùn)用在輪胎上，古德伊爾先生雖取得專利但并未因此致富（1898年美國一家新成立的輪胎公司為了紀(jì)念他的貢獻(xiàn)，把公司命名為固特異輪胎公司）。

    1887年12月，英國獸醫(yī)約翰•鄧祿普看到他的兒子在布滿石頭的庭院里騎著三輪車，思索如何使車輪更軟以吸收震蕩，于是發(fā)明用充氣的橡膠管套在木制輪輻上，現(xiàn)代輪胎的原型誕生了。1903年，J•F•帕瑪先生發(fā)明了斜紋紡織品，這種斜紋紡織品的發(fā)明促成了斜交輪胎的發(fā)展，1930年米其林公司申請了帶內(nèi)胎輪胎（無內(nèi)胎輪胎前身）；1946年獲得舉世聞名的子午線輪胎專利。看看，很多輪胎大廠都到齊了。 

●  輪胎為什么是黑色

    大家都知道輪胎主要由橡膠組成，橡膠大家沒見過但也大概知道顏色，但您想過為什么以橡膠為原料的輪胎是黑色的嗎？其實(shí)這主要是由輪胎生產(chǎn)時的添加劑決定的，早在十九世紀(jì)，橡膠輪胎由于添加劑的不同，其顏色并不固定。到1915年，由于在輪胎制造時加入了碳黑也稱碳煙（carbon black），橡膠呈現(xiàn)墨水般的純黑色，而且耐磨性達(dá)到前所未有的水準(zhǔn)。此后，橡膠輪胎進(jìn)入黑色一統(tǒng)天下的漫長時期。

    到了二十世紀(jì)五十年代，國外許多擁有轎車的人為了顯示自己的財(cái)富與社會地位，紛紛把輪胎的外側(cè)壁刷上白色油漆，以區(qū)別他人，體現(xiàn)個性。但是這種輪胎美容法最大的缺點(diǎn)就是輪胎使用一段時間后，油漆會逐漸剝落，很不雅觀，這種方式逐漸被冷落了。到六十年代，使用白色橡膠的白色橡膠輪胎又見復(fù)蘇，不過這種輪胎的強(qiáng)度和反抗撕裂性能較差，耐老化性能差，成本也較為昂貴，使用時間稍久，膠料就會慢慢變黃變棕，失去原來的裝飾效果。到了八十年代，日本、德國和美國等發(fā)達(dá)國家曾重新生產(chǎn)并投入胎側(cè)帶有白色字體或環(huán)帶的輪胎，固特異公司甚至還設(shè)計(jì)出一種全透明可在夜間照明的輪胎。

    進(jìn)入九十年代，米其林公司與法國一家化工集團(tuán)合作，用二氧化硅取代碳，取得了良好的效果。由于二氧化硅的固有顏色是白色，可以加入任意不同的染色劑，輪胎從而可以任意選擇顏色了。近些年來，隨著新型橡膠防老化劑和白色以及淺色橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的出現(xiàn)，更進(jìn)一步推動了輪胎顏色的發(fā)展。 

    明白了輪胎為什么是黑色的后，您一定好奇輪胎使用的橡膠了，輪胎用的橡膠和我們嘴里現(xiàn)在嚼的口香糖難道是“同父異母”的兄弟？

    現(xiàn)在大多數(shù)汽車輪胎材料的主要成份是天然橡膠或者合成橡膠。天然橡膠主要來源于三葉橡膠樹，當(dāng)這種橡膠樹的表皮被割開時，就會流出乳白色的汁液，稱為膠乳，膠乳經(jīng)凝聚、洗滌、成型、干燥即得天然橡膠。而我們吃的口香糖的主要成分是膠基，膠基的精確成分通常屬于商業(yè)機(jī)密，其主要成分可以是明膠（日本膠）或天然橡膠（苯乙烯-丁二烯橡膠，丁基橡膠，聚異丁烯）所以說我們吃的口香糖和輪胎用橡膠并不是一種原材料。

●  講講輪胎的橡膠和添加劑

    輪胎生產(chǎn)的原料中有天然橡膠還有合成橡膠，合成橡膠是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料（單體）可以合成出不同種類的橡膠。在合成橡膠中又屬通用橡膠應(yīng)用最多，通用橡膠是指部分或全部代替天然橡膠使用的膠種，如丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠，異丙橡膠，氯丁橡膠等。

    盡管合成橡膠有諸多優(yōu)勢，但天然橡膠的綜合性能優(yōu)越過合成橡膠，所以高級輪胎多用天然橡膠。為了使橡膠具有制造輪胎所要求的性能，比如要讓輪胎具有彈性好、滾動阻力小、耗油低、生熱低、耐磨、耐穿刺、承載能力大、乘坐舒適等性能，必須要在橡膠中滲入各不同的化學(xué)材料，即化學(xué)添加劑。