Гумата получава името си от индийската дума "каучук", която буквално означава "сълзи на дърво". Мая и ацтеките го извличат от сока на бразилската хевея (Hevea brasiliensis или каучуково дърво), подобно на белия сок от глухарче, който потъмнява и се втвърдява във въздуха. От сока те изпариха лепкаво тъмно смолисто вещество "каучук", правейки от него примитивни водоустойчиви обувки, тъкани, съдове и детски играчки. Също така, индианците имаха отборна игра, напомняща за баскетбол, в която бяха използвани специални гумени топки, които се отличаваха със своите невероятни способности за скачане. По време на Великите географски открития Колумб донесе в Испания, наред с други чудеса на Южна Америка, няколко от тези балове. Те се влюбиха в испанците, които след като промениха правилата на индийските състезания, измислиха нещо, което стана прототип на днешния футбол.
Следващото споменаване на каучук се появява едва през 1735 г., когато френският пътешественик и натуралист Шарл Кондамин, изследвайки басейна на Амазонка, открива за европейците дървото Hevea и неговия млечен сок. Дървото, открито от членовете на експедицията, отделя странна, бързо втвърдяваща се смола, която по -късно е наречена „каучук“от мислители от Парижката академия на науките. След като през 1738 г. Condamine донесе на континента проби от каучук и различни продукти от него, заедно с подробно описание на методите за добив, в Европа започна да търси начини за използване на това вещество. Французите тъкат гумени конци с памук и ги използват като жартиери и тиранти. Наследственият английски обущар Самюъл Пийл през 1791 г. получава патент за производството на тъкани, импрегнирани с разтвор на каучук в терпентин, създавайки компанията Peal & Co. В същото време възникват първите експерименти за защита на обувки с калъфи от такава тъкан. През 1823 г. известен Чарлз Макинтош от Шотландия изобретил първия водоустойчив дъждобран, като добавил тънко парче каучук между два слоя плат. Шлиферите бързо станаха популярни, бяха кръстени на създателя си и поставиха началото на истински "гумен бум". И скоро в Америка, при влажно време, те започнаха да обуват непохватни индийски гумени обувки - галоши - върху обувките си. До смъртта си Macintosh продължава да смесва каучук с различни вещества като сажди, масла, сяра в опит да промени свойствата си. Но експериментите му не доведоха до успех.
Гумираната тъкан се използва за направата на дрехи, шапки и покриви на микробуси и къщи. Тези продукти обаче имат един недостатък - тесен температурен диапазон на еластичност на каучука. При студено време такава тъкан се втвърдява и може да се напука, а при топло време, напротив, омекотявайки се, се превръща в зловонна лепкава маса. И ако дрехите могат да бъдат прибрани на хладно място, тогава собствениците на покриви от гумирана тъкан трябваше да търпят неприятни миризми. Така очарованието с нов материал бързо премина. Горещите летни дни донесоха разруха на компаниите, които установиха производството на каучук, тъй като всичките им продукти се превърнаха в неприятно миришещо желе. И светът отново забрави за гумата и всичко свързано с нея в продължение на няколко години.
Един шанс помогна да оцелее прераждането на гумените изделия. Чарлз Нелсън Гудиър, който е живял в Америка, винаги е вярвал, че каучукът може да се превърне в добър материал. Той подхранва тази идея в продължение на много години, упорито я смесва с всичко, което му попадне под ръка: с пясък, със сол, дори с черен пипер. През 1939 г., след като изразходва всичките си спестявания и дължи повече от 35 хиляди долара, той постига успех.
Съвременниците се подиграват на ексцентричния изследовател: „Ако срещнете мъж с гумени ботуши, гумено палто, гумена цилиндър и гумен портфейл, в който няма да има нито цент, тогава можете да сте сигурни - вие сте пред Goodyear."
Има легенда, че откритият от него химичен процес, наречен вулканизация, се е появил благодарение на парче наметало на Макинтош, забравено на печката. По един или друг начин, атомите на сярата обединиха молекулярните вериги на естествения каучук, превръщайки го в устойчив на топлина и замръзване еластичен материал. Именно той днес се нарича каучук. Историята на този упорит човек има щастлив край, той продаде патента за своето изобретение и плати всичките си дългове.
По време на живота на Goodyear започна бързо производство на каучук. Съединените щати веднага поеха водещата роля в производството на галоши, които се продаваха по целия свят, включително Русия. Те бяха скъпи и само богатите хора можеха да си позволят да ги купят. Най -любопитното е, че галошите са използвани не за да се намокрят основните обувки, а като домашни чехли за гости, така че да не цапат килими и паркет. В Русия първото предприятие, произвеждащо каучукови изделия, е открито в Санкт Петербург през 1860 г. Германският бизнесмен Фердинанд Краускопф, който вече имаше фабрика за производство на калоши в Хамбург, оцени перспективите на новия пазар, намери инвеститори и създаде Партньорството на руско-американската фабрика.
Малко хора знаят, че финландската компания Nokia, наред с други неща, от 1923 до 1988 г. е специализирана в производството на гумени ботуши и галоши. Всъщност, през годините на криза, това помогна за поддържането на компанията. Световноизвестната Nokia стана благодарение на мобилните си телефони.
През втората половина на 19 век Бразилия преживява разцвета на своя разцвет, като е монополист в отглеждането на хевея. Манаус, бившият център на гумената област, се превърна в най -богатия град в западното полукълбо. Каква беше зашеметяващата опера, построена в град, скрит от джунглата. Той е създаден от най -добрите архитекти на Франция, а строителните материали за него са донесени от самата Европа. Бразилия внимателно пази източника на своя лукс. Смъртното наказание беше наложено за опит за износ на семена от хевея. Въпреки това, през 1876 г. англичанинът Хенри Уикъм премахна тайно седемдесет хиляди семена от хевея в трюмовете на кораба „Амазонас“. Те послужиха като основа за първите каучукови насаждения, създадени в колониите на Англия в Югоизточна Азия. Така на световния пазар се появи евтин естествен британски каучук.
Скоро различни гумени изделия завладяха целия свят. Конвейерни ленти, всякакви задвижващи ремъци, обувки, гъвкава електрическа изолация, еластични ленти от лен, бебешки балони, амортисьори, уплътнения, маркучи и много, много други бяха направени от каучук. Просто няма друг продукт, подобен на каучук. Той е изолационен, водоустойчив, гъвкав, разтегаем и свиваем. В същото време той е издръжлив, здрав, лесен за обработка и устойчив на абразия. Наследството на индианците се оказа много по -ценно от цялото злато на прочутия Елдорадо. Невъзможно е да си представим цялата ни техническа цивилизация без гума.
Основното приложение на новия материал беше с откриването и разпространението, първо на гуми за каретки, а след това на гуми за автомобили. Въпреки факта, че вагоните с метални гуми бяха много неудобни и създаваха ужасен шум и треперене, новото изобретение не беше приветствано. В Америка дори забраниха вагони с масивни плътни гуми, тъй като се смяташе за много опасни поради невъзможността на шум да предупреждава минувачите за близостта на превозното средство.
В Русия подобни каруци също предизвикаха недоволство. Основният проблем се крие във факта, че те често хвърляха кал по пешеходците, които нямаха време да отскочат. Московските власти трябваше да издадат специален закон за оборудване на вагони с гумени гуми със специални регистрационни табели. Това беше направено, за да могат гражданите да забележат и да изправят правонарушителите си.
Производството на каучук се увеличава многократно, но търсенето на него продължава да расте. В продължение на около сто години учените по целия свят търсят начин да научат как да го правят химически. Постепенно беше открито, че естественият каучук е смес от няколко вещества, но 90 процента от масата му е полиизопренов въглеводород. Такива вещества принадлежат към групата на полимерите - продукти с високо молекулно тегло, образувани чрез комбиниране на много много, еднакви молекули на много по -прости вещества, наречени мономери. В случая с каучук, това бяха молекули на изопрена. При благоприятни условия молекулите на мономера се съединяват в дълги, гъвкави вериги. Тази реакция на образуване на полимер се нарича полимеризация. Останалите десет процента в каучука са съставени от смолисти минерални и протеинови вещества. Без тях полиизопренът стана много нестабилен, губейки ценните си свойства на еластичност и здравина във въздуха. По този начин, за да научат как да правят изкуствен каучук, учените трябваше да решат три неща: да синтезират изопрен, да го полимеризират и да предпазят получения каучук от разлагане. Всяка от тези задачи се оказа изключително трудна. През 1860 г. английският химик Уилямс получава изопрен от каучук, който представлява безцветна течност със специфична миризма. През 1879 г. французинът Гюстав Бушар загрява изопрена и с помощта на солна киселина успява да извърши обратната реакция - да получи каучук. През 1884 г. британският учен Тилден изолира изопрена чрез разлагане на терпентин по време на нагряване. Въпреки факта, че всеки от тези хора допринесе за изучаването на каучук, тайната на неговото производство остава неразкрита през 19 век, тъй като всички открити методи са неподходящи за промишлено производство поради ниския добив на изопрен, високата цена на суровината материали, сложността на техническите процеси и редица други фактори.
В началото на ХХ век изследователите се чудеха дали изопренът наистина е необходим за производството на каучук? Има ли начин да се получат необходимите макромолекули от други въглеводороди? През 1901 г. руският учен Кондаков открива, че диметилбутадиен, оставен за една година на тъмно, се превръща в каучуково вещество. Този метод по -късно е използван по време на Първата световна война от Германия, отрязан от всички източници. Синтетичният каучук е с много лошо качество, производственият процес е много сложен, а цената е непосилна. След войната този метилов каучук никога не е произвеждан никъде другаде. През 1914 г. изследователи Matthews и Strange от Англия направиха много добра гума от дивинил, използвайки метален натрий. Но тяхното откритие не отиде по -далеч от експериментите в лабораторията, защото не беше ясно как от своя страна да се произвежда дивинил. Те също не успяха да създадат завод за синтез във фабриката.
Петнадесет години по -късно нашият сънародник Сергей Лебедев намери отговора и на двата въпроса. Преди Световната война руските фабрики произвеждат около дванадесет хиляди тона каучук годишно от вносен каучук. След като революцията приключи, нуждите на новото правителство, което извършваше индустриализацията на промишлеността, от каучук нараснаха многократно. Един резервоар изискваше 800 килограма гума, кола - 160 килограма, самолет - 600 килограма, кораб - 68 тона. Всяка година покупките на каучук в чужбина се увеличават и увеличават, въпреки факта, че през 1924 г. цената му достига две и половина хиляди златни рубли на тон. Ръководството на страната беше загрижено не толкова от необходимостта да се плащат такива огромни суми пари, а по -скоро от зависимостта, в която доставчиците влагат съветската държава. На най -високо ниво беше решено да се разработи индустриален метод за производство на синтетичен каучук. За това в края на 1925 г. Върховният съвет на народното стопанство предложи конкурс за най -добрия начин за получаването му. Конкурсът беше международен, но според условията каучукът трябваше да се произвежда от продукти, добивани в Съветския съюз, а цената за него не трябва да надвишава средния за света за последните пет години. Резултатите от състезанието бяха обобщени на 1 януари 1928 г. в Москва въз основа на резултатите от анализа на изпратените проби с тегло най -малко два килограма.
Сергей Василиевич Лебедев е роден на 25 юли 1874 г. в семейството на свещеник в Люблин. Когато момчето беше на седем години, баща му почина, а майка му беше принудена да се премести с децата при родителите им във Варшава. Докато учи във варшавската гимназия, Сергей се сприятели със сина на известния руски химик Вагнер. Често посещавайки дома им, Сергей слушаше завладяващите истории на професора за приятелите си Менделеев, Бутлеров, Меншуткин, както и за мистериозната наука, занимаваща се с трансформацията на веществата. През 1895 г., след като успешно завършва гимназията, Сергей влиза във Физико -математическия факултет на Санкт Петербургския университет. Младежът прекарваше цялото си свободно време в къщата на Мария Остроумова, която беше сестра на майка му. Тя имаше шест деца, но Сергей се интересуваше особено от братовчедката й Анна. Тя беше обещаващ художник и учи при Иля Репин. Когато младите хора разбраха, че чувствата им са далеч от близките им, те решиха да се сгодят. През 1899 г. Лебедев е арестуван за участие в студентски бунтове и е заточен от столицата за една година. Това обаче не му попречи да завърши брилянтно университета през 1900 г. По време на Руско-японската война Сергей Василиевич е призован в армията, а когато се връща през 1906 г., се отдава изцяло на изследвания. Той живееше цял ден в лабораторията, като си направи легло с одеяла, съхранявани в случай на пожар. Анна Петровна Остроумова няколко пъти намира Сергей в болницата, лекуван от изгаряния, получени в резултат на опасни експерименти, които химикът винаги е извършвал сам. Още в края на 1909 г., работейки почти сам, той успява да постигне впечатляващи резултати, демонстрирайки пред колегите каучуковия полимер на дивинила.
Сергей Василиевич Лебедев беше добре запознат с всички трудности при производството на синтетичен каучук, но реши да участва в състезанието. Времето беше трудно, Лебедев оглавява катедрата по обща химия в Ленинградския университет, така че трябваше да работи вечер, през почивните дни и напълно безплатно. За щастие няколко студенти решиха да му помогнат. За да спазят крайния срок, всички работеха с голям стрес. Трудни експерименти бяха проведени в най -лошите условия. Участниците в това предприятие по -късно си спомниха, че абсолютно нищо не липсва и те трябваше да направят или намерят сами. Например ледът за охлаждане на химически процеси беше разделен заедно на Нева. Лебедев, освен специалността си, овладява професиите на стъклодухар, шлосер и електротехник. И все пак нещата вървяха напред. Благодарение на предишни дългосрочни изследвания, Сергей Василиевич незабавно се отказа от експериментите с изопрен и се спря на дивинила като изходен продукт. Лебедев опита маслото като лесно достъпна суровина за производството на дивинил, но след това се спря на алкохол. Алкохолът се оказа най -реалистичният изходен материал. Основният проблем с реакцията на разлагане на етилов алкохол до дивинил, водород и вода беше липсата на подходящ катализатор. Сергей Василиевич предположи, че това може да е една от естествените глини. През 1927 г., докато е на почивка в Кавказ, той постоянно търси и изучава глинени проби. Намери този, който му трябваше в Коктебел. Реакцията в присъствието на намерената от него глина дава отличен резултат и в края на 1927 г. от алкохола се получава дивинил.
Анна Лебедева, съпругата на големия химик, си спомня: „Понякога, докато си почиваше, той лежеше по гръб със затворени очи. Изглежда, че Сергей Василиевич спеше, а след това извади бележника си и започна да пише химически формули. Много пъти, седейки на концерт и развълнуван от музиката, той набързо изваждаше бележника си или дори плакат и започваше да записва нещо, а след това слагаше всичко в джоба си. Същото може да се случи и на изложби."
Полимеризацията на дивинил се извършва от Лебедев по метода на британски изследователи с наличието на метален натрий. На последния етап полученият каучук се смесва с магнезия, каолин, сажди и някои други компоненти, за да се предотврати гниене. Тъй като крайният продукт беше получен в оскъдни количества - няколко грама на ден - работата продължи почти до последните дни на състезанието. В края на декември синтезът на два килограма каучук приключи и той беше изпратен в столицата.
Анна Петровна пише в мемоарите си: „В последния ден съживлението царува в лабораторията. Присъстващите бяха щастливи и щастливи. Както обикновено, Сергей Василиевич беше мълчалив и сдържан. Усмихвайки се леко, той ни погледна и всичко показваше, че е доволен. Каучукът приличаше на големи меденки, по цвят подобни на мед. Миризмата беше остра и доста неприятна. След като описанието на метода за производство на каучук беше завършено, той беше опакован в кутия и отнесен в Москва."
Журито приключи разглеждането на представените образци през февруари 1928 г. Имаше много малко от тях. Резултатите от работата на учени от Франция и Италия, но основната борба се разгръща между Сергей Лебедев и Борис Бизов, който получава дивинил от петрол. Като цяло гумата на Лебедев беше призната за най -добрата. По това време производството на дивинил от петролни суровини беше по -трудно да се комерсиализира.
Вестници по целия свят писаха за изобретението на синтетичен каучук в Русия. Мнозина не го харесаха. Известният американски учен Томас Едисон публично заяви: „По принцип е невъзможно да се направи синтетичен каучук. Опитах се сам да направя експеримента и се убедих в това. Следователно новините от Страната на Съветите са още една лъжа."
Събитието беше от голямо значение за съветската индустрия, позволявайки да се намали консумацията на естествени каучуци. Също така синтетичният продукт имаше нови свойства, например устойчивост на бензин и масла. Сергей Василиевич беше инструктиран да продължи проучванията и производството на индустриален метод за производство на каучук. Тежката работа започна отново. Сега обаче Лебедев имаше повече от достатъчно възможности. Осъзнавайки важността на работата, правителството даде всичко необходимо. В Ленинградския университет е създадена лаборатория за синтетичен каучук. През годината в него е изградена експериментална инсталация, която произвежда два до три килограма каучук на ден. В края на 1929 г. технологията на фабричния процес е завършена, а през февруари 1930 г. започва строителството на първия завод в Ленинград. Фабричната лаборатория, оборудвана по поръчка на Лебедев, беше истински научен център за синтетичен каучук и в същото време една от най -добрите химически лаборатории по онова време. Тук по -късно известният химик формулира правилата, които позволяват на последователите му да идентифицират правилно веществата за синтез. В допълнение, Лебедев имаше право да избира за себе си всякакви специалисти. По всички възникнали въпроси той трябва да се свърже лично с Киров. Строителството на пилотния завод приключи през януари 1931 г., а през февруари вече бяха получени първите евтини 250 килограма синтетичен каучук. През същата година Лебедев е награден с орден на Ленин и е избран за Академия на науките. Скоро строителството на още три гигантски фабрики беше положено по един проект - в Ефремов, Ярославъл и Воронеж. И преди войната в Казан се появи завод. Капацитетът на всеки от тях беше десет хиляди тона каучук годишно. Те са построени в близост до местата, където се произвежда алкохол. Първоначално хранителни продукти, предимно картофи, са били използвани като суровина за алкохол. Един тон алкохол изискваше дванадесет тона картофи, докато изработката на гума за кола по това време отне около петстотин килограма картофи. Фабриките са обявени за комсомолски строителни обекти и са построени със зашеметяваща скорост. През 1932 г. първият каучук е произведен от завода в Ярославъл. Първоначално при производствени условия синтезът на дивинил е труден. Беше необходимо да се коригира оборудването, така че Лебедев, заедно със служителите си, отиде първо в Ярославъл, а след това във Воронеж и Ефремов. През пролетта на 1934 г. в Ефремов Лебедев боледува от тиф. Той почина малко след като се върна у дома на шестдесет години. Тялото му е погребано в Александро -Невската лавра.
Случаят, на който той даде толкова значителна основа, обаче се разви. През 1934 г. Съветският съюз произвежда единадесет хиляди тона изкуствен каучук, през 1935 г. - двадесет и пет хиляди, а през 1936 г. - четиридесет хиляди. Най -трудният научно -технически проблем беше решен успешно. Възможността за оборудване на превозни средства с гуми от местно производство изигра важна роля за победата над фашизма.
На второ място в производството на синтетични каучуци по това време са германците, които активно се подготвят за война. Производството им е създадено в завод в град Шкопау, който СССР, след победата, го отвежда във Воронеж при условията на репарации. Третият производител на стомана е Съединените американски щати след загубата на пазарите на естествен каучук в началото на 1942 г. Японците превзеха Индокитай, Холандия Индия и Малая, където бяха извлечени повече от 90 процента от естествения продукт. След като Америка влезе във Втората световна война, продажбите за тях бяха преустановени, в отговор правителството на САЩ построи 51 фабрики за по -малко от три години.
Науката също не стои неподвижна. Подобрени бяха производствените методи и суровинната база. Според приложението си синтетичните каучуци бяха разделени на общи и специални каучуци със специфични свойства. Появиха се специални групи изкуствени каучуци, като латекси, втвърдяващи се олигомери и смеси от пластификатори. До края на миналия век световното производство на тези продукти достигна дванадесет милиона тона годишно, произведени в двадесет и девет държави. До 1990 г. страната ни държеше първото място по производство на синтетичен каучук. Половината от изкуствените каучуци, произведени в СССР, са били изнесени. След разпадането на Съветския съюз обаче ситуацията се промени коренно. От водеща позиция страната ни първо беше сред изоставащите, а след това спадна до категорията на догонващите. През последните години се подобри положението в тази индустрия. Делът на Русия на световния пазар за производство на синтетичен каучук днес е девет процента.
