固特異以硫磺加熱橡膠，使其不再熔化與龜裂

1830年代，天然橡膠是從熱帶樹木採集而來的乳狀汁液，經酸凝固而成，柔軟討喜，卻幾乎毫無用處。對不止一家早期製造商而言，一個炎熱的夏天就足以讓整批存貨熔成惡臭的糊狀物；寒冷則使它變硬、龜裂；即使在室溫下，它也會黏住所有接觸到的東西。數十位創業者曾捲入「橡膠熱」，卻仍試圖販售它，最終破產。

查爾斯·固特異對這個問題著迷不已。他第一個真正的進展出現在1834年，當時硝酸使橡膠表面變得光滑、乾燥且不黏手，這為他贏得波士頓美國郵政署的郵袋合約。但那些郵袋在炎熱的日子裡又熔化了，他再度身無分文。接著他嘗試將硫磺混入橡膠，這使橡膠較不黏手、也更耐溫度變化，但仍然太軟。

1839年，他在麻薩諸塞州一家雜貨店裡，拿著一塊加了硫磺的橡膠比劃，順手把一些橡膠甩到一個滾燙的圓肚火爐上。他把橡膠刮下來，發現碰到高溫的部分變得異常堅韌。那場意外開啟了往後五年的實驗——用茶壺、烤箱和熨斗加熱——直到他完善了在壓力下加熱硫磺與橡膠混合物的方法，他將此過程命名為硫化（vulcanization），取自羅馬火神之名。

關鍵洞見在於熱與硫磺的作用：不只是覆蓋住黏性表面，而是改變橡膠的內部結構，使聚合物鏈無法彼此滑開。固特異於1844年獲頒美國專利第3,633號。他本人幾乎沒有從中獲利——競爭對手竊取了製程，他在法庭上耗盡財富與健康，並於1860年負債而終——但他所發現的反應，使現代橡膠與輪胎產業得以實現。

以硫磺硫化橡膠

天然橡膠是長而纏結的聚合物鏈，受熱時會滑動、變軟，遇冷則變硬。

硫磺加上熱會產生交聯，將這些鏈結成網狀結構，阻止它們自由滑動。

交聯網狀結構在廣泛的溫度範圍內保持彈性，因此不再熔化或龜裂。

該製程簡單，且直接作用於橡膠原料本身，因此任何人都能大規模重現。

材料的失效是分子層面的問題，而非配方問題：應修正鏈結的方式，而不是試圖用添加劑掩蓋症狀。

固特異於1844年獲頒美國專利第3,633號，但競爭對手仿製了製程，他餘生都在法庭上度過。他因技術細節問題失去了歐洲專利，並於1860年去世，負債超過20萬美元；直到他死後，他的家人才從權利金中賺到足夠的錢。固特異輪胎與橡膠公司於1898年在俄亥俄州阿克倫創立，以他的名字命名，儘管他從未與該公司有任何關聯。今日製造的橡膠有一半是合成橡膠，但他所發現的硫化法仍是輪胎與橡膠產業的基礎。