Tại sao lốp xe lại là màu đen?

Chúng ta đều hiểu rằng thành phần chủ yếu của lốp xe là cao su. Tuy nhiên, dường như có một điều khó hiểu: tại sao màu sắc của lốp xe lại thường là đen, trong khi cao su ban đầu lại có màu trắng?

Lý giải lốp xe có màu đen

Trong thập kỷ đầu của thế kỷ 20, nguyên liệu chính để sản xuất lốp xe là sắt. Tuy nhiên, loại lốp này gặp nhiều hạn chế do tính chất riêng, bao gồm khả năng không đủ để chịu lực khi xe chạy nhanh, tạo ra tiếng ồn khó chịu, hiệu suất ma sát thấp, dễ bị mòn và chai cứng.

Đến năm 1895, xuất hiện loại lốp xe cao su đầu tiên. Lớp vỏ lốp này được làm từ cao su tự nhiên, đưa đến việc lốp xe ô tô được sản xuất ban đầu với màu sắc trắng sữa.

Tuy nhiên, các nhà sản xuất nhanh chóng nhận thấy rằng lốp cao su nguyên chất không đạt độ bền cao và dễ mòn. Hơn nữa, lốp nguyên thủy tỏ ra kém ổn định trong môi trường thay đổi: nó cứng lại trong thời tiết lạnh và trở nên mềm mại khi trời nóng, dẫn đến tình trạng nhanh chóng hỏng hóc và giảm tính an toàn.

Với nhận thức về những thách thức này, các nhà sản xuất đã bắt đầu sử dụng kẽm oxit để gia cố cấu trúc lốp và tăng độ bền. Đồng thời, các gai lốp cũng được thiết kế để cải thiện khả năng bám đường. Cách này cho phép lốp xe vẫn giữ nguyên màu sắc trắng và trở thành phần không thể thiếu trên các dòng xe hơi sang trọng.

Tuy nhiên, khi chiến tranh bùng nổ, thế giới đối mặt với tình trạng thiếu kẽm oxit do nó được sử dụng chủ yếu trong sản xuất đạn dược. Trong tình huống này, các nhà sản xuất lốp xe đã tìm thấy giải pháp bằng cách sử dụng muội than như một chất thay thế. Không ngờ rằng đây lại là một thành phần vô cùng ưu việt, vẫn được sử dụng đến ngày nay.

Lốp xe bắt đầu sử dụng muội than nhờ sự khám phá của Sidney Charles Mote và một nhóm nhà khoa học tại Anh vào năm 1904. Muội than là một sản phẩm phát sinh từ quá trình đốt cháy dầu thô hoặc khí tự nhiên dưới điều kiện thiếu khí oxy. Chất này có khả năng ổn định hơn 20 hợp chất hóa học, và được thêm vào quá trình sản xuất lốp cao su để cải thiện tính đàn hồi, độ dẻo dai cũng như độ bền của lốp.

Không chỉ có tác dụng trong việc tăng cường các tính chất của lốp, muội than còn giúp bảo vệ lớp xe khỏi tác động của tia cực tím. Đây là yếu tố gây ra sự phân hủy nhanh chóng của cao su. Đồng thời, việc sử dụng lốp chứa muội than giúp tản nhiệt hiệu quả, ngăn cho nhiệt độ quá cao không ảnh hưởng lớn đến độ bền của cao su, bởi vì nhiệt độ được xả ra ngoài thay vì bị giam giữ trong lớp xe.

Như vậy, muội than đã chứng minh mình là một thành phần quan trọng trong việc cải thiện tính chất và hiệu suất của lốp xe, từ độ bền đến khả năng chống tác động của môi trường và nhiệt độ.
Năm 1915, sau một giai đoạn dài nghiên cứu, các nhà khoa học đã thành công trong việc phát triển một nguyên liệu mới được pha trộn vào cao su để sản xuất lốp xe, giúp giảm quá trình mài mòn và tăng đáng kể tuổi thọ lốp xe lên tới 4-5 lần so với trước. Loại nguyên liệu này là muội than (carbon black), kết hợp cùng cao su và sợi bông. Trong công thức này, muội than chiếm tỷ lệ 30% khối lượng tổng cộng của lốp. Đây chính là nguyên nhân tạo nên màu sắc đen cho lốp xe.

Trong lịch sử, lốp xe đã có những màu nào?

Vào năm 1950, lốp xe còn được sản xuất với nhiều màu sắc sặc sỡ khác ngoài màu đen, như màu cam, đỏ, vàng… Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, những mẫu lốp xe với màu sắc tươi sáng này lại dần trở nên khô cứng và mất đi vẻ đẹp ban đầu.

Các nhà sản xuất đã phát hiện ra rằng, nguyên nhân chính khiến lốp màu bị hỏng nhanh hơn so với lốp đen là do cao su màu sẽ phản ứng với các chất tổng hợp từ tầng ozone và tia hồng ngoại từ Mặt Trời. Những phản ứng hóa học này dẫn đến sự biến dạng trong cấu trúc của lốp, làm cho tính chất ban đầu của lốp bị thay đổi.

Tuy lốp xe màu sắc có thể có vẻ đẹp nổi bật, nhưng vì độ bền kém hơn so với lốp đen và giá thành cao hơn, chúng dần dần bị thay thế bởi lốp đen truyền thống và cuối cùng biến mất khỏi thị trường.

Nếu xem xét về mặt thẩm mỹ, lốp xe màu đen so với các màu khác có khả năng làm cho xe trông sạch sẽ hơn và khó để nhận thấy các vết bẩn.

Hiện nay, nhiều người đã thực hiện việc sơn lại bề ngoài của lốp, sơn màu cho cả lốp hoặc tạo họa tiết màu sắc trên các chữ cái trên lốp để tạo điểm nhấn cho chiếc xe của họ trên đường. Tuy nhiên, thực chất, những chiếc lốp có màu sắc đặc biệt này vẫn có màu đen ngay từ khi mới được sản xuất.

Việc sử dụng lốp màu đen không chỉ mang lại vẻ thẩm mỹ sạch sẽ mà còn mang tính thực tiễn bởi khả năng che đi các vết bẩn.