“橡胶?对,当然——橡胶可以用来做轮胎、印章、鞋底、花园里浇水用的软管……”很好!还有别的吗?大多数人会在这时产生疑问,这很正常。就连专家都很难把橡胶在日常生活中的所有应用一一列举出来。由这种用途极其广泛的材料制成的物品究竟有多少种,没有人知道准确的数字。蹦极用的绳索、发动机减震垫、密封圈、气球、体操垫子、印刷机滚筒——如果有人试图把在日常生活中所遇到的所有含橡胶的物品都记录下来,那么他很快就会因变得筋疲力尽而放弃。实际上,列举出不含橡胶的物品要更容易些。毕竟,这种弹性材料几乎在任何地方都能够找到,只要这些地方需要传输能源或运送或盛放液体。
然而,事情并非如此简单,因为单一的弹性橡胶材料其实并不存在。为了使橡胶能够在极端的条件下工作,工程师现在依靠各种高性能橡胶。这些特殊材料与玛雅人与阿兹台克人用来制造球和容器的天然粘性材料有很多相同之处。这就如同赛车和手推车之间的相同之处。如今,我们之所以能够拥有这些特殊的材料,唯一的原因就是有人在100年前提出了一个非常好的想法。
如今,您肯定能在朗盛公司专用化学品集团找到精通橡胶的人,这是因为朗盛不断延续和传承高性能橡胶的故事。这个故事起源于1906年在拜耳公司(Elberfelder Farbenfabriken Friedr. Bayer & Co.)染色厂举行的一种“竞赛”。随后,拜耳股份公司(Bayer AG)对这个故事进行整理。2004年以来,这个故事在朗盛得到进一步的延续。大约100年前,拜耳公司一个名叫弗雷兹·霍夫曼(Fritz Hofmann)的人在制药部任首席化学家。如今,他更以合成橡胶的首位制造者而为人们所熟知。
当然,霍夫曼那时早已知道橡胶是什么。毕竟,克里斯托弗·哥伦布和其他探险家早在他发现橡胶前的几百年前就记述了在南美洲见到印第安人使用这种新奇的材料。1839年,欧洲发明了硫化工艺,这使得将粘性天然橡胶转化为固态弹性材料成为可能。在很长一段时间里,人们都认为这种橡胶是一种高科技材料,不但可以用来制造外套和靴子,还能制造钢笔、烟管嘴甚至假牙,更不用说轮胎了。
然而,制造这些物品所需的天然橡胶有很多缺点。首先,当天然橡胶暴露在空气和高温下时会快速分解(现在仍然如此)。其次,天然橡胶需要在种植园中种植,因此其质量和价格波动极大。而最主要的问题则是天然橡胶很难进行化学改性,这意味着它无法满足科技发展不断扩大的需求。
正因为此,一些新奇的想法在化学家们试图在试管中寻找替代材料的过程中诞生了。霍夫曼的公司是促使这些新想法诞生的公司之一。这家公司于1906年提出,如果有人能够在1909年11月1日之前成功“研制出制造橡胶或橡胶替代品的方法”,公司将奖励发明者2万马克。这项提议在当时类似于19世纪60年代早期约翰·F·肯尼迪向美国人发起的到60年代末让人类登陆月球的号召。2万马克在1900年是一笔数目不小的金额,当时花50马克可以买一件时髦的套装,而1909年一名工人一年的薪水大约是1300马克。所以,如果霍夫曼想赢得这份奖金,他就必须抓紧时间。而更为麻烦的是,他对自己面对的任务只有一个模糊的概念。
霍夫曼面临的最大难题是,尽管当时许多实验室都在深入研究天然橡胶,但直到1905年人们才发现构成这种弹性材料的链分子实际上是由无数一排排的组分构成的,化学家称这些组分为橡胶基质。实际上,科学家在1860年时就已经认识了橡胶基质,但是没有人真正知道如何在实验室将橡胶基质(聚合)以自然的方式连接起来。另外,尽管神秘的“天然橡胶组分”橡胶基质以乳液的形式生长在树上,但仍然很难以纯净的形式获取。
尽管如此,霍夫曼仍然没有放弃合成橡胶的研究,并于1909年9月12日获得成功。近100年前,250 690号专利颁发给了首个合成橡胶。
然而,将霍夫曼的设想转变为真正可用的,同时也可经济利用(最重要的一点)的橡胶还需要一些时间。尽管霍夫曼的团队具备专业技术,橡胶基本组分橡胶基质仍然很难制取。于是,霍夫曼不得不先撇开倍受珍视的橡胶基质,转而研制具有类似化学结构的物质,即通常所说的“甲基橡胶基质”。相对而言,当时这种物质较易制取。
霍夫曼把这种物质放到很多锡罐中加热,并耐心的等待了数周乃至数月。他最终打开其中一个罐子时说了些什么,人们至今仍不得而知。清楚的是,他在罐子里发现了一种奇特的物质,它可以随聚合温度的变化而变得很软或很硬,但是始终保持弹性。这种物质被称为甲基橡胶,或合成橡胶。它的发现标志着我们今天所熟知的橡胶的诞生。