История открытия Чарльзом Гудийром вулканизации резины – одна из самых запутанных и непостижимых историй. Этот человек не имел права на успех. Он не обладал нужными знаниями и подготовкой. Он сталкивался с трудностями, перед которыми спасовал бы любой другой. Часто он даже не знал, чего добивался.
Настойчивость Гудийра можно объяснить только его безграничной верой и тем, что эта вера придавала ему силы. Он сказал однажды: «В моей работе меня всегда подбадривает мысль, что все, что скрыто и неизвестно и чего не могут открыть никакие научные исследования, вернее всего будет открыто только волею случая человеком, самым настойчивым в поисках и самым внимательным ко всему, имеющему хоть малейшее отношение к предмету поисков».
Изыскания завели Гудийра в дремучую чащу органической химии, и он шел вперед наивно и беспечно, как Гензель и Гретель шли через лес к колдунье. Органическая химия была в то время еще в пеленках. Никто не знал о резине или «резиновой» химии больше Гудийра, а он ровным счетом ничего не знал. Гудийр просто верил в свою счастливую звезду.
В 1735 году экспедиция французских астрономов нашла в Перу дерево, выделявшее особый сок, или смолу, которая была бесцветной в своем естественном состоянии и обладала свойством затвердевать в лучах солнца.
Туземцы изготовляли из смолы различные предметы: обувь, посуду и т.д. Французы привезли это вещество домой и познакомили Европу с эластичной резиной, которая на первых порах вызвала интерес лишь как диковинка. Джозеф Пристли в письме к другу сообщал, что он пользуется ею для стирания ошибок в рукописи. В чистом виде это вещество обладало следующими свойствами: при нагревании оно становилось мягким и тягучим, а при низкой температуре затвердевало, как камень.
Возможно вы искали - Доклад: Приближается эра молекулярной электроники
Первая фабрика резины была открыта в Вене в 1811 году. К 1820 году французы научились изготовлять подтяжки и подвязки из резиновых нитей, сплетенных с хлопком. В Англии Макинтош придумал класть тонкий слой резины между двумя кусками материи и делать непромокаемые пальто, которые под зимним дождем становились твердыми, как броня; летом же их приходилось хранить в подвале. Примерно в то же время один морской капитан завез в Соединенные Штаты пятьсот пар жесткой индийской обуви. Ее стали носить в дождливую погоду поверх обычных башмаков. Эта резиновая обувь была очень неуклюжей, но тем не менее пользовалась большим спросом у американцев. В Америке продавали до полумиллиона пар в год по цене пять долларов за пару, несмотря на то, что эти «галоши» были непрочны.
Внезапная популярность резины в Соединенных Штатах послужила причиной бума 1830 года. Житель Бостона Е.М. Чаффи искал вещество, которое улучшило бы качество производимой им кожи. Он приступил к опытам, смешав фунт сырой резины с тремя квартами скипидара. Затем прибавил к смеси сажи для придания ей цвета и блеска. Каландровая машина, которую он сам сконструировал, наносила тонкий слой этой смеси на материю. В 1833 году вместе с несколькими коллегами он основал компанию «Роксберри Индиа Раббер» с основным капиталом в 30 тысяч долларов. В 1835 году он получил патенты на свою смесительную машину и каландр.
Дело имело феноменальный успех. Через два года капитал компании увеличился почти до 500 тысяч долларов. Чаффи изготовлял крыши для хижин и фургонов, головные уборы, обувь, одежду. Появились фабрики резины в Бостоне, Фрэмингэме, Салеме, Линне, Челси, Стейтен-Айленде и Трое. Этот бум получил название «резиновой лихорадки».
На второе лето резиновая одежда, головные уборы и крыши фургонов превратились в жидкое месиво и издавали такой отвратительный запах, что их приходилось зарывать в землю. К концу 1836 года людям, причастным к делу, стало совершенно ясно, что резиновая промышленность обречена на гибель, но широкая публика еще не знала, что потери акционеров резиновых фирм составляли уже 2 миллиона долларов.
Незадолго до этого Чарльз Гудийр вошел в магазин «Роксберри компани» в Нью-Йорке. Сделав покупки, он вышел из магазина, не помышляя, что отныне его преследует по пятам тень его будущего.
Похожий материал - Доклад: Что общего между шифрованием и линией Мажино?
Гудийр приобрел в магазине резиновый спасательный круг. Ему казалось, что он может усовершенствовать клапан, через который в круг накачивается воздух. Он и не подозревал, что в усовершенствовании прежде всего нуждается материал, из которого изготовлен круг, а не отдельные его части. Через три недели он сконструировал клапан, работавший во много раз лучше старого. Когда Гудийр пришел со своим изобретением в контору «Роксберри Раббер», агент компании сказал, что если он хочет разбогатеть, пусть изобретет способ усовершенствовать резину. Гудийру следовало бы заткнуть уши и удрать прочь, но он не удрал, а принял этот совет всерьез.
Чарльз Гудийр родился в Нью-Хэвене (штат Коннектикут) в декабре 1800 гола. Когда ему исполнился двадцать один год, он стал компаньоном процветающей фирмы скобяных изделий «А. Гудийр и сыновья». Фирма просуществовала до 1836 года, когда крах банков вынудил Гудийра закрыть предприятие. Еще до того, как это произошло, Чарльз решил расстаться с обреченным бизнесом и посвятить жизнь изобретательству. Но для своей деятельности он избрал отрасль промышленности, которая приближалась к банкротству так же стремительно, как и фирма «А. Гудийр и сыновья».
Он считал резину разновидностью кожи и часто говорил о том, что необходимо «вылечить» резину, сведя таким образом практически неразрешимую проблему к чему-то довольно обыденному. Но своей наивности Гудийр полагал, что сможет решить эту проблему в несколько месяцев. Он писал: «Я был в блаженном неведении относительно трудностей, которые мне предстояло преодолеть. Но вскоре я убедился, что эксперименты с эластичной смолой потребуют смены зимы и лета, то есть, по меньшей мере, двенадцати месяцев, а то и больше, пока я смогу с уверенностью сказать, что изделия не развалятся...»
Его считают сумасшедшим
Гудийр начал опыты с бразильской эластичной смолой, изготовляя дома тонкие пленки при помощи скалки для теста. Он смешивал сырую смолу с любым попадавшимся под руку веществом: солью, перцем, сахаром, песком, касторовым маслом, даже с супом – следуя великолепному логическому заключению, что рано или поздно он перепробует все, что есть на земле, и наконец наткнется на удачное сочетание. Житель Нью-Хэвена Ральф Стил одолжил Гудийру денег, и тот открыл на них лавку. На полках красовались сотни пар галош. Но в первый же жаркий день они растаяли и превратились в дурно пахнущее месиво.
До сих пор Гудийр использовал в качестве основы смесь, предложенную Макинтошем: эластичную смолу в скипидаре. Ему пришло в голову, что липкость этой смеси объясняется присутствием скипидара. Он купил партию резиновой смолы и задумал целую серию опытов. Но не успел он к ним приступить, как один из его подручных куском резины заклеил дырку на брюках. Поджидая, пока резина затвердеет, он присел. Подоспевшему Гудийру пришлось отрезать человека от брюк...
Очень интересно - Реферат: Изо всех лошадиных сил
Гудийр закрыл свою лавку и занялся опытами, смешивая с резиновой смолой множество веществ: орешник, сыр, чернила и все это никуда не годилось, за исключением магнезии. Когда он смещал фунт магнезии с фунтом резиновой смолы, получился материал белее резиновой смолы и гибкий и прочный, как кожа. Он изготовил из него обложки для книг, чехлы для роялей, показал публике, получил горячее одобрение, смеялся от радости – и через месяц убедился, что его вновь постигла полная неудача. Тогда он продал дом, отвез жену и детей в деревню, а сам поехал в Нью-Йорк в поисках поддержки и финансовой помощи. В Нью-Йорке он встретил двух друзей. Один уступил ему комнату на Голдстрит под лабораторию. Второй друг, аптекарь, согласился отпускать ему в кредит любые химикалии, которые могли понадобиться.
В то время Гудийр думал, что его рецепт с магнезией можно еще как-то усовершенствовать. Он кипятил смесь смолы и магнезии в водном растворе негашеной извести и получал пласты резины, которая была гораздо глаже и прочнее прежней.
Газеты восхваляли его как человека, спасшего резиновую промышленность. Но через три недели Гудийр обнаружил, что одной капли самой слабой кислоты – даже яблочного сока – было достаточно, чтобы нейтрализовать негашеную известь и разрушить материал.
На следующем этапе поисков Гудийр отказался от магнезии. «Чистая негашеная известь – вот в чем решение вопроса», – думал он. Но чистая негашеная известь не была решением вопроса – она разрушала резиновую смолу.
Гудийру нравилось расписывать цветными узорами изделия из полученных им материалов; однажды он попробовал применить бронзовую краску. Но бронзовый цвет ему не понравился и он снял краску царской водкой. Капля кислоты, попавшая на резину, так обесцветила материал, что Гудийр сразу выбросил образец. Вид выгоревшего пятна не выходил из головы, и спустя несколько дней он отыскал заброшенную галошу... На том месте, куда попала капля кислоты, исчезла так мучившая Гудийра липкость.
Вам будет интересно - Реферат: Цифровизация и многофункциональность - приоритеты развития технических средств российского ТВ вещания
Царская водка, которую применял Гудийр, была не чем иным, как азотной кислотой с некоторой примесью серной кислоты. Гудийр так слабо разбирался в химии, что ему казалось, будто он имеет дело с чистой азотной кислотой. Он подверг несколько пластов резины обработке парами кислотной смеси. Результат превосходил все его предыдущие достижения, и он обратился за патентом. Он арендовал старую резиновую фабрику в Стейтен-Айленде, открыл магазин на Бродвее и готовился приступить к широкому производству, как вдруг разразился второй экономический кризис, разоривший покровителей Гудийра. В течение всего двух месяцев Гудийр снова впал в совершенную нищету.
К этому времени Гудийр уже фактически изобрел процесс изготовления тонкой резиновой пленки, коммерческое применение которой было вполне возможным. Но финансовый крах поверг его в такое отчаяние, что он не был в состоянии оценить достигнутые им результаты. Его семья переехала к нему в Нью-Йорк, и чтобы прокормить детей и жену, Гудийру пришлось заложить последние остатки своего имущества. Гудийр часто совсем ослабевал от голода. В то время, в целях рекламы, он сделал костюм из резиновой материи и надевал его, куда бы ни отправлялся. Кто-то спросил однажды, как можно разыскать Гудийра. Ему ответили: «Если вы увидите человека в резиновом пальто, резиновых ботинках, резиновом цилиндре и с резиновым кошельком в кармане, а в резиновом кошельке ни одного цента, то можете не сомневаться – это Гудийр».
В сентябре того же 1837 года Гудийр снова приехал в Роксберри, где еще сохранилась первая резиновая фабрика, влачившая жалкое существование. Чаффи, первый создатель производства резины в стране, не терял веры в удивительные свойства нового материала. Он взял Гудийра на работу и разрешил ему проводить на фабрике эксперименты, применяя «кислотное лечение резины». Гудийр делал обувь и материю такого хорошего качества, что их покупали даже те, кто раньше вздрагивал при одном упоминании резины. Его немедленно засыпали просьбами о продаже лицензий, и Гудийр заработал что-то около 5 тысяч долларов. Он смог перевезти в Роксберри семью. К нему снова вернулась удача.
Заказ правительства Соединенных Штатов на сто пятьдесят почтовых сумок из резины увенчал его успех. Гудийр изготовил сумки и вывесил их в лавке для всеобщего обозрения.
После напряженной работы Гудийр решил уехать вместе с семьей на отдых. В течение его двухнедельного отсутствия стояла знойная погода. Когда Гудийр вернулся, он понял, что фортуна снова покинула его: сто пятьдесят почтовых сумок растаяли на жаре. Поверхность сумок уцелела, и это доказывало, что сверху резина действительно была «вылечена», но внутренние слои ткани, до которых не добрались пары кислоты, стали липкими. Контракт с правительством был ликвидирован; покупатели стали возвращать и другие товары. К концу лета семья снова оказалась в нищете.
Похожий материал - Доклад: Телефоны прошлых лет
Накануне этого нового провала Гудийр взял в помощники Натаниела М. Хейворда, мастера с фабрики Роксберри. Хейворд также придумал свой способ «излечения» резины, который заключался в следующем: эластичная смола смешивалась с истолченной серой, затем смесь высушивалась на солнце. Он назвал этот способ «соляризацией». Идея соляризации пришла к Хейворду во сне. К удивлению Гудийра, резина Хейворда обладала теми же качествами, что и та, которую делал он сам. Он и не догадывался, что, по существу это была та же самая резина, так как и в том и в другом случае применялась сера. Но теперь Гудийр уже так бедствовал, что временами не знал, как найти крышу над головой и кусок хлеба для семьи.
«В течение четырех лет я тщетно пытался улучшить материал, который до сих пор разорял всех, кто когда-либо занимался его производством. Многие полагали, что человек, упорно продолжавший заниматься этим гиблым делом, заслуживал те невзгоды, которые на него обрушивались, и не имел права на сострадание». Тем не менее Гудийр продолжал работу.
Гудийр натыкается на удачу
У Гудийра был в Воберне шурин, к которому он и переехал с семьей на правах бедного родственника. Именно в ту зиму Гудийр открыл способ, известный теперь под названием «вулканизация».
«Я был поражен, заметив, что образец резины, случайно оставленный у нагретой печки, обуглился, словно кожа. Я попробовал обратить внимание присутствующих на это замечательное явление... так как обычно эластичная смола таяла при высокой температуре, но никто, кроме меня, не видел ничего примечательного в том, что обуглился кусочек резины... Однако я... сделал вывод, что если бы удалось в нужный момент приостановить процесс обугливания, это избавило бы смесь от липкости. После дальнейших опытов, проведенных при высокой температуре, я убедился, что мой вывод верен... и, что необычайно важно, – по краям обуглившегося участка образовывалась полоска избежавшей обугливания и совершенно «излеченной резины».