Název kaučuk pochází z indického slova „guma“, které doslova znamená „slzy stromu“. Maya a Aztékové ji extrahovali z mízy brazilské hevea (Hevea brasiliensis nebo gumovník), podobně jako bílá míza pampelišky, která ve vzduchu ztmavla a ztvrdla. Ze šťávy odpařily lepkavou tmavou pryskyřičnou látku „gumu“, čímž se z ní vyráběly primitivní nepromokavé boty, látky, nádoby a dětské hračky. Indiáni měli také týmovou hru připomínající basketbal, ve které byly použity speciální gumové míče, které se vyznačovaly úžasnou skákací schopností. Během velkých geografických objevů přivezl Columbus do Španělska, mimo jiné zázraky Jižní Ameriky, několik těchto míčů. Zamilovali se do Španělů, kteří po změně pravidel indických soutěží vymysleli něco, co se stalo prototypem dnešního fotbalu.
Další zmínka o kaučuku se objevila až v roce 1735, kdy francouzský cestovatel a přírodovědec Charles Condamine při průzkumu amazonské pánve objevil strom Hevea a jeho mléčnou šťávu pro Evropany. Strom objevený členy expedice vydával podivnou, rychle tvrdnoucí pryskyřici, které později myslitelé z pařížské akademie věd říkali „guma“. Poté, co v roce 1738 Condamine přivezl na kontinent vzorky gumy a různých produktů z ní, spolu s podrobným popisem metod těžby začalo v Evropě hledat způsoby, jak tuto látku použít. Francouzi tkali gumové nitě bavlnou a používali je jako podvazky a podvazky. Dědičný anglický obuvník Samuel Peel v roce 1791 získal patent na výrobu tkanin napuštěných roztokem gumy v terpentýnu, čímž vznikla společnost Peal & Co. Současně vznikly první experimenty na ochranu obuvi s kryty z takové látky. V roce 1823 jistý Charles Mackintosh ze Skotska vynalezl první nepromokavou pláštěnku a mezi dvě vrstvy látky přidal tenký kousek gumy. Pláštěnky se rychle staly populární, byly pojmenovány po svém stvořiteli a znamenaly počátek skutečného „gumového boomu“. A brzy v Americe si za vlhkého počasí začali na boty oblékat nemotorné indické gumové boty - galoše. Až do své smrti Macintosh nadále míchal kaučuk s různými látkami, jako jsou saze, oleje, síra, ve snaze změnit jeho vlastnosti. Jeho experimenty ale nevedly k úspěchu.
Pogumovaná tkanina byla použita k výrobě oděvů, klobouků a střech dodávek a domů. Takové výrobky však měly jednu nevýhodu - úzký teplotní rozsah pružnosti gumy. V chladném počasí taková tkanina ztvrdla a mohla prasknout, a v teplém počasí naopak měknutí proměnila v zákeřnou lepivou hmotu. A pokud šlo oblečení odložit na chladné místo, pak se majitelé střech z pogumované tkaniny museli smířit s nepříjemnými pachy. Fascinace novým materiálem tedy rychle pominula. A horké letní dny přinesly zkázu společnostem, které založily výrobu gumy, protože všechny jejich výrobky se změnily v zapáchající želé. A svět zase na několik let zapomněl na gumu a vše s ní spojené.
Šance pomohla přežít znovuzrození gumárenských výrobků. Charles Nelson Goodyear, který žil v Americe, vždy věřil, že z gumy se může stát dobrý materiál. Živil tuto myšlenku po mnoho let a vytrvale ji míchal se vším, co mu přišlo pod ruku: s pískem, solí, dokonce i pepřem. V roce 1939, poté, co utratil všechny své úspory a dlužil více než 35 tisíc dolarů, dosáhl úspěchu.
Současníci zesměšnili excentrického badatele: „Pokud potkáte muže v gumácích, gumovém kabátu, gumovém cylindru a gumové peněžence, ve které nebude ani cent, pak si můžete být jisti - jste před Goodyearem."
Existuje legenda, že chemický proces, který objevil, nazývaný vulkanizace, se objevil díky kousku pláště Macintoshe zapomenutého na kamnech. Tak či onak to byly atomy síry, které spojily molekulární řetězce přírodního kaučuku a přeměnily jej na tepelně a mrazuvzdorný, elastický materiál. Je to on, komu se dnes říká guma. Příběh tohoto tvrdohlavého muže má šťastný konec, patent na svůj vynález prodal a zaplatil všechny své dluhy.
Během Goodyearova života začala rychlá výroba gumy. Spojené státy se okamžitě ujaly vedení ve výrobě galusek, které se prodávaly po celém světě, včetně Ruska. Byly drahé a jen bohatí lidé si je mohli dovolit koupit. Nejkurióznější je, že galoše nebyly používány k tomu, aby hlavní boty nenavlhly, ale jako domácí pantofle pro hosty, aby nebarvily koberce a parkety. V Rusku byl v Petrohradu v roce 1860 otevřen první podnik vyrábějící gumové výrobky. Německý podnikatel Ferdinand Krauskopf, který již měl v Hamburku továrnu na výrobu galoší, zhodnotil vyhlídky nového trhu, našel investory a vytvořil Partnerství rusko-americké manufaktury.
Málokdo ví, že finská společnost Nokia se mimo jiné v letech 1923 až 1988 specializovala na výrobu gumových bot a galoší. Ve skutečnosti to během let krizí pomohlo udržet společnost nad vodou. Světoznámá Nokia se stala díky svým mobilním telefonům.
Ve druhé polovině 19. století zažila Brazílie vrchol rozkvětu, když byla monopolistou v pěstování hevea. Manaus, bývalé centrum gumárenské oblasti, se stalo nejbohatším městem na západní polokouli. Jaká byla ohromující budova opery postavená ve městě skrytém džunglí. Byl vytvořen nejlepšími francouzskými architekty a stavební materiály pro něj byly přivezeny ze samotné Evropy. Brazílie pečlivě hlídala zdroj svého luxusu. Trest smrti byl uložen za pokus o vývoz semen hevea. V roce 1876 však Angličan Henry Wickham tajně odstranil sedmdesát tisíc semen Hevea v podpalubí lodi „Amazonas“. Sloužily jako základ pro první gumové plantáže, založené v koloniích Anglie v jihovýchodní Asii. Tak se objevil levný přírodní britský kaučuk na světovém trhu.
Různé výrobky z gumy brzy dobyly celý svět. Z gumy byly vyrobeny dopravní pásy, všechny druhy hnacích řemenů, boty, pružná elektrická izolace, plátěné gumičky, dětské balónky, tlumiče nárazů, těsnění, hadice a mnoho dalšího. Jiný výrobek podobný gumě prostě neexistuje. Je izolační, vodotěsný, pružný, roztažitelný a stlačitelný. Zároveň je trvanlivý, pevný, snadno zpracovatelný a odolný proti oděru. Ukázalo se, že dědictví Indiánů je mnohem cennější než všechno zlato slavného Eldorada. Bez gumy si nelze představit celou naši technickou civilizaci.
Hlavní aplikace nového materiálu byla s objevem a distribucí, nejprve gumových vozíkových pneumatik, a poté automobilových pneumatik. Navzdory skutečnosti, že kočáry s kovovými pneumatikami byly velmi nepohodlné a vydávaly strašný hluk a chvění, nový vynález nebyl vítán. V Americe dokonce zakázali přepravu na masivních pevných pneumatikách, protože byli údajně velmi nebezpeční kvůli nemožnosti hluku varovat kolemjdoucí o blízkosti vozidla.
V Rusku také takové koněspřežky způsobovaly nespokojenost. Hlavní problém spočíval v tom, že často házeli bláto na chodce, kteří se nestihli odrazit. Moskevské úřady musely vydat speciální zákon o vybavení kočárů gumovými pneumatikami speciální poznávací značky. Stalo se tak, aby si měšťané mohli všimnout a postavit své pachatele před soud.
Výroba gumy se mnohonásobně zvýšila, ale poptávka po ní stále rostla. Asi sto let vědci z celého světa hledali způsob, jak se naučit, jak to vyrobit chemicky. Postupně se zjistilo, že přírodní kaučuk je směsí několika látek, ale 90 procent jeho hmotnosti tvoří polyisoprenové uhlovodíky. Tyto látky patří do skupiny polymerů - vysokomolekulárních produktů vzniklých kombinací mnoha identických molekul mnohem jednodušších látek nazývaných monomery. V případě kaučuku to byly molekuly isoprenu. Za příznivých podmínek se molekuly monomeru spojily v dlouhé, pružné řetězce řetězců. Tato reakce vzniku polymeru se nazývá polymerace. Zbývajících deset procent v kaučuku bylo tvořeno pryskyřičnými minerálními a proteinovými látkami. Bez nich se polyisopren stal velmi nestabilním a ztratil své cenné vlastnosti pružnosti a pevnosti ve vzduchu. Aby se vědci naučili vyrábět umělý kaučuk, museli vyřešit tři věci: syntetizovat isopren, polymerovat ho a chránit výsledný kaučuk před rozkladem. Každý z těchto úkolů se ukázal být extrémně obtížný. V roce 1860 anglický chemik Williams získal izopren z kaučuku, což byla bezbarvá kapalina se specifickým zápachem. V roce 1879 zahrál Francouz Gustave Bouchard izopren a pomocí kyseliny chlorovodíkové dokázal provést zpětnou reakci - získat kaučuk. V roce 1884 britský vědec Tilden izoloval izopren rozkladem terpentýnu během zahřívání. Navzdory skutečnosti, že každý z těchto lidí přispěl ke studiu kaučuku, tajemství jeho výroby zůstalo v 19. století nevyřešeno, protože všechny objevené metody byly nevhodné pro průmyslovou výrobu kvůli nízkému výtěžku isoprenu, vysokým nákladům na suroviny materiály, složitost technických procesů a řada dalších faktorů.
Na začátku dvacátého století se vědci zajímali, zda je k výrobě gumy skutečně zapotřebí isoprenu? Existuje způsob, jak získat požadovanou makromolekulu z jiných uhlovodíků? V roce 1901 ruský vědec Kondakov zjistil, že dimethylbutadien ponechaný rok ve tmě se mění na kaučukovitou látku. Tuto metodu později použilo během první světové války Německo, odříznuté od všech zdrojů. Syntetický kaučuk měl velmi špatnou kvalitu, výrobní proces byl velmi komplikovaný a cena byla neúnosná. Po válce se tento metylový kaučuk nikdy jinde nevyráběl. V roce 1914 vědci z výzkumu Matthews a Strange z Anglie vyrobili velmi dobrý kaučuk z divinylu za použití kovového sodíku. Ale jejich objev nešel dále než experimenty v laboratoři, protože nebylo jasné, jak zase vyrobit divinyl. V továrně se jim také nepodařilo vytvořit závod na syntézu.
O patnáct let později našel odpověď na obě tyto otázky náš krajan Sergej Lebeděv. Před světovou válkou vyráběly ruské továrny zhruba dvanáct tisíc tun gumy ročně z dovážené gumy. Poté, co revoluce skončila, potřeby nové vlády, která prováděla industrializaci průmyslu, v kaučuku mnohonásobně vzrostly. Jedna nádrž vyžadovala 800 kilogramů gumy, auto - 160 kilogramů, letadlo - 600 kilogramů, loď - 68 tun. Nákupy kaučuku v zahraničí každoročně rostly a rostly, a to navzdory skutečnosti, že v roce 1924 dosáhla jeho cena dva a půl tisíce zlatých rublů za tunu. Vedení země se nezabývalo ani tak potřebou platit tak obrovské částky peněz, jako spíše závislostí, do níž dodavatelé vložili sovětský stát. Na nejvyšší úrovni bylo rozhodnuto vyvinout průmyslovou metodu výroby syntetického kaučuku. K tomu na konci roku 1925 Nejvyšší rada národního hospodářství navrhla soutěž o nejlepší způsob, jak ji získat. Soutěž byla mezinárodní, podle podmínek se ale guma měla vyrábět z produktů těžených v Sovětském svazu a cena za ni by neměla přesáhnout světový průměr za posledních pět let. Výsledky soutěže byly sečteny 1. ledna 1928 v Moskvě na základě výsledků rozboru předložených vzorků o hmotnosti nejméně dva kilogramy.
Sergej Vasilievič Lebedev se narodil 25. července 1874 v rodině kněze v Lublinu. Když bylo chlapci sedm let, jeho otec zemřel a jeho matka byla nucena se s dětmi přestěhovat k rodičům do Varšavy. Během studia na varšavském gymnáziu se Sergej spřátelil se synem slavného ruského chemika Wagnera. Sergei často navštěvoval jejich dům a poslouchal profesorovy fascinující příběhy o svých přátelích Mendělejevovi, Butlerově, Menshutkinovi a také o tajemné vědě zabývající se transformací látek. V roce 1895, po úspěšném absolvování gymnázia, vstoupil Sergej na Fyzikální a matematickou fakultu Petrohradské univerzity. Mladý muž trávil veškerý svůj volný čas v domě Marie Ostroumové, která byla sestrou jeho matky. Měla šest dětí, ale Sergeje zajímala zejména její sestřenice Anna. Byla to nadějná umělkyně a studovala u Ilji Repina. Když si mladí lidé uvědomili, že jejich city jsou daleko od jejich příbuzných, rozhodli se zasnoubit. V roce 1899 byl Lebedev zatčen za účast na studentských nepokojích a na rok vypovězen z hlavního města. To mu však nezabránilo v brilantním absolvování univerzity v roce 1900. Během rusko-japonské války byl Sergej Vasiljevič povolán do armády, a když se v roce 1906 vrátil, věnoval se výhradně výzkumu. Žil celý den v laboratoři, čímž si udělal postel přikrývek uložených pro případ požáru. Anna Petrovna Ostroumová několikrát našla Sergeje v nemocnici, kde byla léčena na popáleniny obdržené v důsledku nebezpečných experimentů, které chemik vždy prováděl sám. Již na konci roku 1909 se mu podařilo pracovat téměř sám a dosáhl působivých výsledků a předvedl kolegům gumový polymer divinylu.
Sergej Vasilievič Lebedev si byl dobře vědom všech obtíží při výrobě syntetického kaučuku, ale rozhodl se zúčastnit soutěže. Doba byla obtížná, Lebedev vedl katedru obecné chemie na Leningradské univerzitě, takže musel pracovat po večerech, o víkendech a zcela zdarma. Naštěstí se mu několik studentů rozhodlo pomoci. Aby stihli termín, všichni pracovali s velkým stresem. Obtížné experimenty byly prováděny za nejhorších podmínek. Účastníci tohoto podniku si později vzpomněli, že jim absolutně nic nechybělo a museli to udělat nebo najít sami. Například led na chlazení chemických procesů byl na Nevě rozdělen. Lebedev kromě své specializace ovládal profese skláře, zámečníka a elektrikáře. A přesto se věci pohybovaly kupředu. Díky předchozímu dlouhodobému výzkumu Sergei Vasilyevich okamžitě opustil experimenty s isoprenem a usadil se na divinylu jako výchozím produktu. Lebeděv vyzkoušel ropu jako snadno dostupnou surovinu pro výrobu divinylu, ale poté se usadil na alkoholu. Alkohol se ukázal jako nejrealističtější výchozí materiál. Hlavním problémem rozkladné reakce ethylalkoholu na divinyl, vodík a vodu byl nedostatek vhodného katalyzátoru. Sergej Vasilievič navrhl, že by to mohl být jeden z přírodních jílů. V roce 1927 na dovolené na Kavkaze neustále hledal a studoval vzorky jílu. Na Koktebel našel ten, který potřeboval. Reakce v přítomnosti jílu, kterou našel, poskytla vynikající výsledek a na konci roku 1927 byl z alkoholu získán divinyl.
Anna Lebedeva, manželka velkého chemika, vzpomínala: „Někdy, když odpočíval, ležel na zádech se zavřenýma očima. Zdálo se, že Sergej Vasiljevič spí, a pak vytáhl notebook a začal psát chemické vzorce. Mnohokrát seděl na koncertě a vzrušený hudbou narychlo vytáhl notebook nebo dokonce plakát a začal si něco zapisovat, a pak vše strčil do kapsy. Totéž se může stát na výstavách. “
Polymerizaci divinylu provedl Lebedev podle metody britských vědců za přítomnosti kovového sodíku. V konečné fázi byl výsledný kaučuk smíchán s magnézií, kaolinem, sazemi a některými dalšími složkami, aby se zabránilo rozpadu. Vzhledem k tomu, že hotový výrobek byl získán ve skrovných množstvích - pár gramů denně - práce pokračovaly téměř až do posledních dnů soutěže. Na konci prosince byla dokončena syntéza dvou kilogramů gumy a byl poslán do hlavního města.
Anna Petrovna ve svých pamětech napsala: „Poslední den v laboratoři vládlo oživení. Přítomní byli šťastní a šťastní. Sergej Vasiljevič jako obvykle mlčel a byl zdrženlivý. Mírně se usmál, podíval se na nás a vše nasvědčovalo tomu, že je potěšen. Guma vypadala jako velký perník, barvou podobný medu. Vůně byla štiplavá a docela nepříjemná. Poté, co byl dokončen popis způsobu výroby gumy, byl zabalen do krabice a převezen do Moskvy. “
Porota dokončila zkoumání předložených vzorků v únoru 1928. Bylo jich velmi málo. Výsledky práce vědců z Francie a Itálie, ale hlavní boj se rozvinul mezi Sergejem Lebeděvem a Borisem Byzovem, kteří dostali divinyl z ropy. Celkově byla Lebedevova guma uznána za nejlepší. Výroba divinylu z ropné suroviny byla v té době obtížněji komerčně dostupná.
Noviny po celém světě psaly o vynálezu syntetického kaučuku v Rusku. Mnohým se to nelíbilo. Slavný americký vědec Thomas Edison veřejně prohlásil: „V zásadě není možné vyrábět syntetický kaučuk. Pokusil jsem se udělat experiment sám a byl jsem o tom přesvědčen. Zprávy ze Země sovětů jsou proto další lží. “
Tato událost měla pro sovětský průmysl velký význam a umožnila snížit spotřebu přírodních kaučuků. Syntetický produkt měl také nové vlastnosti, například odolnost vůči benzínu a olejům. Sergei Vasilyevich byl pověřen, aby pokračoval ve výzkumu a vyráběl průmyslovou metodu výroby gumy. Tvrdá práce začala znovu. Nyní však měl Lebedev příležitostí více než dost. Vláda si uvědomila důležitost práce a dala vše, co potřebovala. Na Leningradské univerzitě byla vytvořena laboratoř ze syntetického kaučuku. Během roku v něm byla postavena experimentální instalace, která produkovala dva až tři kilogramy gumy denně. Na konci roku 1929 byla dokončena technologie továrního procesu a v únoru 1930 byla v Leningradu zahájena výstavba prvního závodu. Tovární laboratoř, vybavená Lebedevovými rozkazy, byla skutečným vědeckým centrem pro syntetický kaučuk a zároveň jednou z nejlepších chemických laboratoří té doby. Zde slavný chemik později formuloval pravidla, která umožňovala jeho následovníkům správně identifikovat látky pro syntézu. Kromě toho měl Lebedev právo vybrat si pro sebe jakékoli specialisty. V případě jakýchkoli otázek, které vyvstanou, by měl osobně kontaktovat Kirova. Stavba pilotního závodu byla dokončena v lednu 1931 a v únoru již bylo přijato prvních levných 250 kilogramů syntetického kaučuku. Ve stejném roce získal Lebeděv Leninův řád a byl zvolen do Akademie věd. Brzy byla podle jednoho projektu položena výstavba dalších tří obřích továren - v Efremově, Jaroslavli a Voroněži. A před válkou se v Kazani objevila rostlina. Kapacita každého z nich byla deset tisíc tun gumy ročně. Byly postaveny v blízkosti míst, kde se vyráběl alkohol. Zpočátku se jako suroviny pro alkohol používaly potravinářské výrobky, hlavně brambory. Jedna tuna alkoholu si vyžádala dvanáct tun brambor, přičemž výroba pneumatiky pro auto tehdy zabrala zhruba pět set kilogramů brambor. Továrny byly prohlášeny za staveniště Komsomolu a stavěly se ohromující rychlostí. V roce 1932 vyrobil první kaučuk závod Jaroslavl. Zpočátku byla za výrobních podmínek syntéza divinylu obtížná. Bylo nutné upravit vybavení, a tak Lebeděv společně se svými zaměstnanci odešel nejprve do Jaroslavle a poté do Voroněže a Efremova. Na jaře 1934 v Efremově onemocněl Lebeděv tyfem. Zemřel krátce po návratu domů ve věku šedesáti let. Jeho tělo bylo pohřbeno v Alexander Nevsky Lavra.
Případ, který dal tak významnému základu, se však rozvinul. V roce 1934 vyrobil Sovětský svaz jedenáct tisíc tun umělé gumy, v roce 1935 - dvacet pět tisíc a v roce 1936 - čtyřicet tisíc. Nejtěžší vědecký a technický problém byl úspěšně vyřešen. Schopnost vybavit vozidla pneumatikami vyrobenými na domácím trhu hrála důležitou roli při vítězství nad fašismem.
Na druhém místě ve výrobě syntetických kaučuků v té době byli Němci, kteří se aktivně připravovali na válku. Jejich výroba byla založena v závodě ve městě Shkopau, který SSSR po vítězství odvezl do Voroněže za podmínek reparací. Třetím výrobcem oceli byly Spojené státy americké po ztrátě trhů s přírodním kaučukem na začátku roku 1942. Japonci dobyli Indočínu, Nizozemsko, Indii a Malajsko, kde bylo vytěženo více než 90 procent přírodního produktu. Poté, co Amerika vstoupila do druhé světové války, byl prodej jim pozastaven, v reakci na to americká vláda postavila 51 továren za méně než tři roky.
Věda také nestála na místě. Zlepšily se výrobní metody a surovinová základna. Podle jejich aplikace byly syntetické kaučuky rozděleny na obecné a speciální kaučuky se specifickými vlastnostmi. Objevily se speciální skupiny umělých kaučuků, jako jsou latexy, vytvrzující oligomery a směsi plastifikátorů. Do konce minulého století dosáhla světová produkce těchto produktů dvanáct milionů tun ročně, vyrobených v devětadvaceti zemích. Naše země až do roku 1990 držela první místo ve výrobě syntetického kaučuku. Polovina umělých kaučuků vyráběných v SSSR byla vyvezena. Po rozpadu Sovětského svazu se však situace radikálně změnila. Z vedoucí pozice byla naše země nejprve mezi zaostalými a poté klesla do kategorie dohánění. V posledních letech došlo ke zlepšení situace v tomto odvětví. Podíl Ruska na světovém trhu výroby syntetického kaučuku je dnes devět procent.
