第272章 硫化橡胶
作品:《从部落少主到帝国皇帝》 东港的蒸汽船试验虽因橡胶管破裂而暂停,但其展现的潜力已足够震撼人心。闪索当即下令,派船将这台珍贵的原型机和船只拖回科学院下设的秘密船坞,并调派可靠卫队加强警戒,所有参与人员签署保密契约,严禁泄露任何细节。蒸汽动力,尤其是其船舶应用,将成为明月城最高级别的机密之一。
王徽、威廉·席卡德、奥托·冯·格里克三人,则完全沉浸在了闪索城主那“硫磺硫化橡胶”的点拨之中。试验刚一结束,他们甚至来不及换下沾满煤灰油渍的工作服,就一头扎进了科学院材料实验室,召集了上百名对化学、材料学感兴趣的学者、资深工匠以及他们的得意弟子。
实验室里,气氛狂热而专注。天然橡胶(生胶)被切割成小块,硫磺粉被研磨得极其精细。王徽根据闪索模糊的提示——“混合”与“加热处理”,初步设计了实验方案:他们将不同质量比的橡胶与硫磺混合,加入少量可能起催化作用的物质,然后在铁质模具中压制,放入特制的、可控制温度的烘箱中进行加热。
第一批实验很快开始。温度设定在相对较低的100摄氏度左右,时间为一个时辰。当样品取出冷却后,众人急切地进行测试。结果令人沮丧:大部分样品要么硫化不足,橡胶依然发粘、易变形;要么因硫磺比例过高或温度时间控制不当,橡胶变得过度硬化、脆化,一掰就断。少数看似弹性尚可的样品,在模拟蒸汽高温环境的测试中,很快又软化失效。
“比例不对,温度和时间恐怕也需调整。”席卡德记录着数据,眉头紧锁,“城主的提示方向肯定正确,但具体参数如同迷雾。”
“那就系统地试!从低比例到高比例,从低温短时到高温长时,穷举法也要试出来!”王徽的倔劲上来了。他深知,不解决橡胶的耐热耐压问题,蒸汽机的实用化就是空中楼阁。
庞大的实验计划展开。实验室昼夜灯火通明。为了精确控制变量,他们制作了数十个小型烘箱,每个烘箱设定不同的温度梯度(从80℃到150℃)。橡胶与硫磺的配比被精细划分,从橡胶占绝对主导的99:1,到硫磺比例逐渐增加的95:5、90:10、85:15……直至对半开50:50,甚至硫磺更多的比例。加热时间也从一刻钟、半个时辰、一个时辰、两个时辰到更长。
每一次加热结束,样品被取出后,都要经过一系列严格的测试:手感弹性、拉伸强度、回弹速度、硬度、耐磨性,以及最关键的热稳定性测试——将其置于模拟蒸汽管道温度(约120-150℃)的油浴中,观察其软化、变形、老化速度。
失败是常态。硫磺比例过低,硫化不完全,橡胶性能改善有限;比例稍高或温度时间稍长,橡胶就变得硬脆如角,失去弹性;温度控制不稳,同一批次样品性能都差异巨大。大量珍贵的天然橡胶(主要来自南美贸易和本地少量橡胶树试验种植)和硫磺(主要来自本地火山地区采集和贸易)被消耗在一次次不成功的实验中。实验室里时常弥漫着橡胶加热后的特殊气味和硫磺的淡淡臭味,废料堆日渐增高。
王徽、席卡德、格里克三人几乎是住在了实验室。他们亲自称量原料,记录数据,分析失败原因。
王徽甚至根据中医“君臣佐使”的配伍思想,尝试添加不同矿物粉末作为“辅料”,观察其对硫化过程的影响。席卡德则试图从物质结合的微观角度去理解硫化反应。格里克更关注加热装置的改进,力求温度均匀稳定。
时间一天天过去,一个月的时间在反复的失败、调整、再实验中流逝。参与实验的每个人都熬红了眼睛,面容憔悴,但眼神中的执着却越来越亮。他们知道,每排除一个错误选项,就更接近正确的答案。
转机出现在一次看似偶然的调整之后。当实验进行到第35天左右,一位细心的年轻学徒在清理烘箱时,发现角落一个不起眼的样品,其标签显示是“橡胶:硫磺 = 95:5,温度125℃,加热时间一个半时辰”。这个配比和条件在之前的大规模测试中并未特别突出。但这次,或许是因为烘箱内温度分布更均匀,或许是因为这批橡胶原料略有不同,这个样品呈现出与众不同的特性。
它手感柔韧而富有弹性,拉伸时能明显感受到强劲的回缩力,耐磨测试表现优异。最令人惊喜的是,在长时间的热稳定性测试中,它保持了远超其他样品的形状和弹性,软化温度显着提高,老化迹象缓慢。
王徽等人如获至宝!立刻围绕这个初步成功的配比和条件,进行重复实验和微调。他们发现,硫磺含量在3%到8%之间(根据橡胶来源和具体添加剂略有浮动),加热温度在120℃到140℃之间,加热时间控制在1到2.5小时(根据厚度调整),能够稳定地生产出性能优良的“硫化橡胶”!
本小章还未完,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!这种橡胶弹性好、强度高、耐磨、最关键的是耐热性、抗老化性得到了质的飞跃!用它制成的管道、垫圈、密封件,在模拟蒸汽机工况的测试中,使用寿命比之前的生橡胶制品延长了十倍以上!
当王徽亲自将一段乌黑发亮、弹性极佳、在热油中浸泡数日仍基本保持原状的硫化橡胶管呈现在闪索面前时,时间已过去一个多月。
闪索亲临科学院材料实验室。他仔细检视了硫化橡胶的各项测试数据和实物样品,亲自体验了其优异的弹性,观看了耐热对比实验。实验室里,所有参与这项攻坚战的学者、工匠、学徒们都紧张而期待地望着他们的城主。
“好!太好了!”闪索脸上露出了由衷的笑容,他用力拍了拍王徽的肩膀,“王先生,诸位,你们立下了不世之功!此物之重要,不亚于蒸汽机本身!它解决的不仅仅是一个漏气问题,更是为未来所有需要耐热、耐磨、弹性密封的机器,打开了通途!”
他当即宣布:“为表彰诸位攻克硫化橡胶技术的卓越贡献,特奖励科学院材料研究组一百万银币!所有参与者,按贡献大小,由王先生拟定名单,分享此奖!”
实验室里瞬间爆发出惊天动地的欢呼声!一个月来的疲惫、焦虑、无数次失败的阴霾,在这一刻被狂喜冲刷得干干净净。一百万银币!这是一笔巨款!足以让每个参与家庭的生活发生翻天覆地的变化,更是对他们智慧和汗水最高级别的认可。
王徽、席卡德、格里克相视而笑,眼中都有泪光闪动。那些年轻的学徒们更是兴奋地跳了起来,互相拥抱。
奖金很快被兑换发放。王徽等人并未独享,而是制定了详细的分配方案,主要研究者、核心工匠、有突出贡献的学徒,乃至负责后勤保障的普通杂役,都根据其付出得到了相应的份额。整个科学院乃至明月城,都因这笔巨额奖励和硫化橡胶的成功而振奋不已。科学探索的价值,被城主以最直接的方式彰显。
拿着分到的沉甸甸的银币,一位老工匠颤抖着声音说:“这辈子,值了!跟着城主,跟着王先生,搞这些‘奇技’,不仅能见前所未见之物,还能得如此厚赏,光耀门楣!”
而王徽等人,在短暂的庆祝后,已再次埋首实验室。他们知道,硫化橡胶的成功只是第一步,接下来要优化工艺,实现稳定批量生产,并将其应用到蒸汽机管道、密封件,乃至未来可能出现的无数新机械上。
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