A gumi nevét az indiai "gumi" szóról kapta, ami szó szerint "fa könnyeit" jelenti. Maya és aztékok a brazil hevea (Hevea brasiliensis vagy gumifa) nedvéből vonták ki, hasonlóan a pitypang fehér nedvéhez, amely sötétedett és megkeményedett a levegőben. A léből elpárologtattak egy ragadós, sötét gyantás anyagot, a „gumit”, és primitív vízálló cipőket, szöveteket, edényeket és gyermekjátékokat készítettek belőle. Ezenkívül az indiánoknak volt egy kosárlabdára emlékeztető csapatjátéka, amelyben speciális gumilabdákat használtak, amelyek elképesztő ugróképességükkel tűntek ki. A nagy földrajzi felfedezések során Kolumbusz Dél -Amerika egyéb csodái mellett Spanyolországba hozott néhány ilyen labdát. Beleszerettek a spanyolokba, akik, miután megváltoztatták az indiai versenyek szabályait, kitaláltak valamit, ami a mai futball prototípusa lett.
A gumi következő említése csak 1735 -ben jelent meg, amikor a francia utazó és természettudós, Charles Condamine, az Amazonas -medencét kutatva felfedezte az európaiak számára a Hevea fáját és tejes nedvét. Az expedíció tagjai által felfedezett fából furcsa, gyorsan kikeményedő gyanta keletkezett, amelyet később a Párizsi Tudományos Akadémia gondolkodói "guminak" neveztek. Miután 1738 -ban a Condamine gumi és különféle termékek mintáit hozta a kontinensre, az extrakciós módszerek részletes leírásával együtt, Európában elkezdett keresni ennek az anyagnak a felhasználási módjait. A franciák pamutból szőtték a cérnaszálakat, és harisnyakötőként és nadrágtartóként használták őket. Az öröklődő angol cipész Samuel Peel 1791 -ben szabadalmat kapott a terpentin gumi -oldattal impregnált szövetek gyártására, létrehozva a Peal & Co. céget. Ugyanakkor felmerültek az első kísérletek a cipő burkolattal való védelmére egy ilyen szövetből. Egy skót Charles Mackintosh 1823 -ban feltalálta az első vízálló esőkabátot, két vékony szövetdarab közé vékony gumit. Az esőkabátok gyorsan népszerűvé váltak, elnevezték az alkotójukról, és egy igazi "gumi fellendülés" kezdetét jelentették. És hamarosan Amerikában, nyirkos időben elkezdtek ügyetlen indiai gumi cipőt - galózt - felvenni a cipőjükre. Haláláig a Macintosh folytatta a gumi keverését különféle anyagokkal, például korommal, olajokkal, kénnel, hogy megváltoztassa tulajdonságait. De kísérletei nem vezettek sikerre.
A gumírozott anyagból ruhákat, kalapokat és furgonok és házak tetőit készítették. Az ilyen termékeknek azonban volt egy hátrányuk - a gumi rugalmasságának szűk hőmérséklettartománya. Hideg időben az ilyen szövet megszilárdult és megrepedhetett, meleg időben pedig éppen ellenkezőleg, lágyulva büdös ragadós masszává változott. És ha a ruhákat hűvös helyen el lehetett helyezni, akkor a gumírozott szövetből készült tetők tulajdonosainak kellemetlen szagokat kellett beletörődniük. Így az új anyagok iránti rajongás gyorsan elmúlt. A forró nyári napok pedig tönkretették a gumitermelést megalapító vállalatokat, mivel minden termékük kellemetlen szagú zselévé változott. És a világ ismét elfelejtette a gumit és mindent, ami ehhez kapcsolódik, több évig.
Egy esély segített túlélni a gumitermékek újjászületését. Az Amerikában élő Charles Nelson Goodyear mindig is hitt abban, hogy a gumi jó anyaggá válhat. Ezt az ötletet sok éven át ápolta, kitartóan összekeverve mindennel, ami a kezébe került: homokkal, sóval, még borssal is. 1939 -ben, miután minden megtakarítását elköltötte és több mint 35 ezer dollárral tartozott, sikert ért el.
A kortársak nevetségessé tették a különc kutatót: "Ha találkozik egy gumicsizmás, gumi kabátos, gumírozott kalapos és gumi pénztárcás emberrel, amelyben egyetlen cent sem lesz, akkor biztos lehet benne - a Goodyear előtt áll.."
Van egy legenda, miszerint az általa felfedezett kémiai folyamat, az úgynevezett vulkanizálás, a tűzhelyen elfelejtett Macintosh köpeny egy darabjának köszönhetően jelent meg. Így vagy úgy, a kénatomok egyesítették a természetes gumi molekuláris láncait, hő- és fagyálló, rugalmas anyaggá alakítva azt. Ő az, akit ma guminak hívnak. Ennek a makacs embernek a története happy enddel végződik, eladta találmánya szabadalmát, és kifizette minden tartozását.
A Goodyear élete során gyors gumigyártás vette kezdetét. Az Egyesült Államok azonnal átvette a vezető szerepet a kaloszok gyártásában, amelyeket a világ minden táján, köztük Oroszországban is értékesítettek. Drágák voltak, és csak a gazdag emberek engedhették meg maguknak, hogy megvásárolják őket. A legérdekesebb dolog az, hogy a galózt nem azért használták, hogy a főcipő ne legyen nedves, hanem házi papucsként a vendégek számára, hogy ne foltosítsák a szőnyegeket és a parkettát. Oroszországban 1860 -ban nyitották meg az első gumitermékeket gyártó vállalkozást Szentpéterváron. A német üzletember, Ferdinand Krauskopf, akinek már volt hamburgi galushes-előállító gyára, felmérte az új piac kilátásait, befektetőket talált, és létrehozta az orosz-amerikai manufaktúra partnerségét.
Kevesen tudják, hogy a finn Nokia cég, többek között 1923 és 1988 között, gumicsizma és galoshes gyártására szakosodott. Valójában a válságok éveiben ez segített a vállalat talpon maradásában. A világhírű Nokia mobiltelefonjainak köszönhetően vált.
A 19. század második felében Brazília élte virágkorának csúcsát, mivel monopolista volt a hevea termesztésében. Manaus, a gumi régió egykori központja lett a leggazdagabb város a nyugati féltekén. Milyen volt a lenyűgöző operaház, amelyet egy dzsungel által elrejtett városban építettek. Franciaország legjobb építészei hozták létre, és ehhez az építőanyagokat Európából hozták. Brazília gondosan őrizte luxusának forrását. Halálbüntetést szabtak ki a hevea magvak exportálási kísérlete miatt. 1876 -ban azonban az angol Henry Wickham titokban eltávolította a Hevea hetvenezer magját az "Amazonas" hajó rakterében. Ezek szolgáltak alapul az első gumiültetvényekhez, amelyeket Anglia kolóniáiban hoztak létre Délkelet -Ázsiában. Így jelent meg a világpiacon az olcsó természetes brit gumi.
Hamarosan különféle gumitermékek hódították meg az egész világot. Szállítószalagok, mindenféle hajtószíjak, cipők, rugalmas elektromos szigetelés, vászon gumiszalagok, baba lufi, lengéscsillapítók, tömítések, tömlők és még sok minden más készült gumiból. Egyszerűen nincs más gumiszerű termék. Hőszigetelő, vízálló, rugalmas, nyújtható és összenyomható. Ugyanakkor tartós, erős, könnyen feldolgozható és kopásálló. Az indiánok öröksége sokkal értékesebbnek bizonyult, mint a híres Eldorado összes aranya. Lehetetlen elképzelni az egész technikai civilizációnkat gumi nélkül.
Az új anyag fő alkalmazási területe a gumi kocsiabroncsok, majd az autógumik felfedezése és forgalmazása volt. Annak ellenére, hogy a fém gumiabroncsokkal ellátott kocsik nagyon kényelmetlenek voltak, és szörnyű zajt és rázkódást okoztak, az új találmány nem volt üdvözlendő. Amerikában még a kocsikat is betiltották a masszív, tömör gumiabroncsokon, mivel a közlekedés szerint nagyon veszélyesek voltak, mivel a zaj lehetetlen volt figyelmeztetni a járókelőket a jármű közelségére.
Oroszországban az ilyen lovas kocsik is elégedetlenséget okoztak. A fő probléma abban rejlett, hogy gyakran sárral dobálták a gyalogosokat, akiknek nem volt idejük visszapattanni. A moszkvai hatóságoknak külön törvényt kellett kiadniuk a kocsik speciális rendszámú gumiabroncsokkal való felszerelésére. Ezt azért tették, hogy a városlakók észrevehessék és bíróság elé állíthassák elkövetőiket.
A gumigyártás sokszorosára nőtt, de a kereslet tovább nőtt. Körülbelül száz éven keresztül a tudósok világszerte keresték a módszert, hogy megtanulják, hogyan kell kémiailag elkészíteni. Fokozatosan kiderült, hogy a természetes gumi több anyag keveréke, de tömegének 90 százaléka poliizoprén szénhidrogén. Az ilyen anyagok a polimerek csoportjába tartoznak - nagy molekulatömegű termékek, amelyek sokkal egyszerűbb anyagok, sok monomer azonos molekulájának kombinálásával keletkeznek. A gumi esetében ezek izoprén molekulák voltak. Kedvező körülmények között a monomer molekulák hosszú, rugalmas szálláncokba kapcsolódtak össze. A polimer képződésének ezt a reakcióját polimerizációnak nevezzük. A gumi fennmaradó tíz százaléka gyantás ásványi és fehérje anyagokból állt. Nélkülük a poliizoprén nagyon instabillá vált, elveszítve értékes tulajdonságait, a rugalmasságot és a szilárdságot a levegőben. Így ahhoz, hogy megtanulják a mesterséges gumi készítését, a tudósoknak három dolgot kellett megoldaniuk: izoprént szintetizálni, polimerizálni és a keletkező gumit megvédeni a bomlástól. E feladatok mindegyike rendkívül nehéznek bizonyult. 1860 -ban Williams angol vegyész izoprént kapott a gumiból, amely színtelen, specifikus szagú folyadék volt. 1879 -ben a francia Gustave Bouchard felmelegítette az izoprént, és sósav segítségével képes volt a fordított reakció végrehajtására - gumi előállítására. 1884 -ben a brit tudós, Tilden izoprént izolált terpentin lebomlásával hevítés közben. Annak ellenére, hogy ezek az emberek mindegyike hozzájárult a gumi tanulmányozásához, gyártásának titka a 19. században megoldatlan maradt, mert az összes felfedezett módszer alkalmatlan volt az ipari termelésre az alacsony izoprénhozam, a magas nyersanyagköltség miatt anyagok, a technikai folyamatok összetettsége és számos más tényező.
A huszadik század elején a kutatók azon tűnődtek, vajon valóban szükség van -e izoprénre a gumi előállításához? Van -e mód arra, hogy a szükséges makromolekulát más szénhidrogénekből nyerjük? 1901 -ben Kondakov orosz tudós felfedezte, hogy a dimetil -butadién, amelyet egy évig sötétben hagytak, gumiszerű anyaggá alakul. Ezt a módszert később az első világháború idején Németország is alkalmazta, minden forrástól elzárva. A szintetikus gumi nagyon rossz minőségű volt, a gyártási folyamat nagyon bonyolult és az ár megfizethetetlen volt. A háború után ezt a metil -kaucsukot sehol máshol nem gyártották. 1914 -ben az angliai Matthews és Strange kutató tudósok nagyon jó gumit készítettek divinyl -ből fémes nátrium felhasználásával. De felfedezésük nem ment messzebb, mint a laboratóriumi kísérletek, mert nem volt világos, hogyan lehet divinilt előállítani. Nem sikerült a szintetizáló üzemet sem létrehozniuk a gyárban.
Tizenöt évvel később honfitársunk, Szergej Lebedev mindkét kérdésre megtalálta a választ. A világháború előtt az orosz gyárak évente mintegy tizenkétezer tonna gumit állítottak elő importált gumiból. A forradalom befejezése után az ipar iparosítását végző új kormány gumiszükséglete sokszorosára nőtt. Egy tartályhoz 800 kilogramm gumi, egy autóhoz 160 kilogramm, egy repülőgéphez 600 kilogramm, egy hajóhoz 68 tonna szükséges. A gumi külföldön történő vásárlása minden évben nőtt és nőtt, annak ellenére, hogy 1924 -ben ára elérte a két és fél ezer arany rubelt tonnánként. Az ország vezetését nem annyira az érdekelte, hogy ilyen hatalmas összegeket kell kifizetni, hanem inkább a függőség, amelybe a beszállítók a szovjet államot helyezik. A legmagasabb szinten úgy döntöttek, hogy kifejlesztenek egy ipari módszert szintetikus gumi gyártására. Erre 1925 végén a Nemzetgazdasági Legfelsőbb Tanács pályázatot javasolt annak megszerzésére. A verseny nemzetközi volt, azonban a feltételeknek megfelelően a Szovjetunióban kitermelt termékekből kellett gumit készíteni, és ennek ára nem haladhatja meg az elmúlt öt év világátlagát. A verseny eredményeit 1928. január 1 -jén Moszkvában összesítették a benyújtott, legalább két kilogramm súlyú minták elemzésének eredményei alapján.
Szergej Vasziljevics Lebedev 1874. július 25 -én született egy lublini pap családjában. Amikor a fiú hét éves volt, apja meghalt, anyja pedig kénytelen volt a gyerekekkel együtt a szüleikhez Varsóba költözni. A varsói gimnáziumban tanulva Szergej összebarátkozott a híres orosz vegyész Wagner fiával. Szergej gyakran látogatott a házukba, és hallgatta a professzor lenyűgöző történeteit baráti társairól, Mendelejevről, Butlerovról, Menszutkinről, valamint az anyagok átalakításával foglalkozó titokzatos tudományról. 1895 -ben, miután sikeresen elvégezte a gimnáziumot, Szergej belépett a Szentpétervári Egyetem Fizika és Matematika Karára. A fiatalember minden szabadidejét Maria Ostroumova házában töltötte, aki anyja húga volt. Hat gyermeke született, de Szergejat különösen unokatestvére, Anna érdekelte. Ígéretes művész volt, és Ilja Repinnél tanult. Amikor a fiatalok rájöttek, hogy érzéseik távol állnak a rokonaiktól, elhatározták, hogy eljegyzik őket. 1899 -ben Lebedevet letartóztatták, mert részt vett a diáklázadásokban, és egy évre száműzték a fővárosból. Ez azonban nem akadályozta meg abban, hogy ragyogóan elvégezze az egyetemet 1900 -ban. Az orosz-japán háború idején Szergej Vasziljevicset behívták a hadseregbe, és amikor 1906-ban visszatért, teljes mértékben a kutatásnak szentelte magát. Egész nap a laboratóriumban élt, tűztakarókban tárolt takaróágyat készített magának. Anna Petrovna Ostroumova többször találta Szergejt a kórházban, ahol veszélyes kísérletek eredményeként kapott égési sérülésekkel kezelték, amelyeket a vegyész mindig maga végzett. Már 1909 végén, szinte egyedül dolgozva, lenyűgöző eredményeket ért el, bemutatva a kollégáknak a divinil gumi polimerét.
Szergej Vasziljevics Lebedev jól ismerte a szintetikus gumi gyártásának minden nehézségét, de úgy döntött, hogy részt vesz a versenyen. Az idő nehéz volt, Lebedev a Leningrádi Egyetem Általános Kémia Tanszékét vezette, így esténként, hétvégén és teljesen ingyen kellett dolgoznia. Szerencsére több diák úgy döntött, hogy segít neki. A határidő betartása érdekében mindenki nagy stresszel dolgozott. Nehéz kísérleteket végeztek a legrosszabb körülmények között. Ennek a vállalkozásnak a résztvevői később emlékeztettek arra, hogy semmi sem hiányzott, és egyedül kellett megtenniük vagy megtalálniuk. Például a kémiai folyamatok hűtésére szolgáló jég mind felosztásra került a Néván. Lebedev szakterülete mellett elsajátította az üvegfúvó, a lakatos és a villanyszerelő szakmát. Pedig a dolgok előre haladtak. A korábbi hosszú távú kutatásoknak köszönhetően Szergej Vasziljevics azonnal felhagyott az izoprénnel végzett kísérletekkel, és kiindulási termékként a divinil mellett döntött. Lebedev kipróbálta az olajat, mint könnyen hozzáférhető nyersanyagot a divinil előállításához, de aztán az alkohol mellett döntött. Az alkohol bizonyult a legreálisabb kiindulási anyagnak. Az etil -alkohol divinil-, hidrogén- és víz -bomlási reakciójának fő problémája a megfelelő katalizátor hiánya volt. Szergej Vasziljevics azt javasolta, hogy ez lehet az egyik természetes agyag. 1927 -ben, a Kaukázusban nyaralása alatt, folyamatosan agyagmintákat keresett és tanulmányozott. A Koktebel -en megtalálta azt, amire szüksége volt. A reakció az általa talált agyag jelenlétében kiváló eredményt adott, és 1927 végén alkoholból divinilt kaptak.
Anna Lebedeva, a nagy vegyész felesége így emlékezett vissza: „Néha pihenés közben csukott szemmel a hátán feküdt. Úgy tűnt, hogy Szergej Vasziljevics alszik, majd elővette a füzetét, és elkezdett kémiai képleteket írni. Sokszor egy koncerten ülve, és a zenétől izgatottan, sietve elővette a füzetét vagy akár egy plakátját, és elkezdett írni valamit, majd mindent a zsebébe tett. Ugyanez történhet a kiállításokon is."
A divinil polimerizációját Lebedev brit kutatók módszerével végezte fémes nátrium jelenlétében. Az utolsó szakaszban a kapott gumit magnézium -dioxiddal, kaolinnal, korommal és néhány más komponenssel keverték össze a bomlás megelőzése érdekében. Mivel a készterméket szűkös mennyiségben - napi pár grammban - szerezték be, a munka szinte a verseny utolsó napjaiban folyt. December végén befejeződött két kilogramm gumi szintézise, és a fővárosba küldték.
Anna Petrovna ezt írta visszaemlékezéseiben: „Az utolsó napon az ébredés uralkodott a laboratóriumban. A jelenlévők boldogok és boldogok voltak. Szergej Vasziljevics szokása szerint hallgatott és visszafogott volt. Kissé mosolyogva ránk nézett, és minden azt jelezte, hogy elégedett. A gumi úgy nézett ki, mint egy nagy mézeskalács, színében hasonló a mézhez. A szaga csípős volt és meglehetősen kellemetlen. Miután elkészült a gumigyártási módszer leírása, dobozba csomagolták és Moszkvába vitték."
A zsűri 1928 februárjában fejezte be a benyújtott minták vizsgálatát. Nagyon kevesen voltak. A francia és olasz tudósok munkájának eredményei, de a fő küzdelem kibontakozott Szergej Lebedev és Borisz Byzov között, akik divinilt kaptak az olajból. Összességében Lebedev gumiját ismerték el a legjobbnak. A divinil előállítása kőolaj alapanyagból akkoriban nehezebb volt.
Az újságok világszerte írtak a szintetikus gumi oroszországi feltalálásáról. Sokaknak nem tetszett. A híres amerikai tudós, Thomas Edison nyilvánosan kijelentette: „Elvileg lehetetlen szintetikus kaucsuk gyártása. Próbáltam magam elvégezni a kísérletet, és meg voltam győződve erről. Ezért a Szovjetunió földjéről érkező hírek újabb hazugságok."
Az esemény nagy jelentőséggel bírt a szovjet ipar számára, lehetővé téve a természetes gumik fogyasztásának csökkentését. Ezenkívül a szintetikus terméknek új tulajdonságai voltak, például a benzin és az olajok ellenállása. Szergej Vasziljevics utasítást kapott, hogy folytassa a kutatást és gyártson ipari módszert a gumi előállításához. A kemény munka újra elkezdődött. Most azonban Lebedevnek több mint elég lehetősége volt. A kormány felismerve a munka fontosságát, mindent megadott, amire szüksége volt. A Leningrádi Egyetemen szintetikus gumi laboratóriumot hoztak létre. Az év folyamán egy kísérleti berendezést építettek benne, amely napi két -három kilogramm gumit állított elő. 1929 végén befejeződött a gyári folyamat technológiája, és 1930 februárjában megkezdődött az első üzem építése Leningrádban. A Lebedev parancsára felszerelt gyári laboratórium a szintetikus gumi valódi tudományos központja volt, és egyben az akkori idők egyik legjobb vegyi laboratóriuma. Itt a híres vegyész később megfogalmazta azokat a szabályokat, amelyek lehetővé tették követőinek, hogy helyesen azonosítsák az anyagokat a szintézishez. Ezenkívül Lebedevnek joga volt bármilyen szakembert kiválasztani magának. Bármilyen felmerülő kérdés esetén személyesen vegye fel a kapcsolatot Kirovval. A kísérleti üzem építése 1931 januárjában fejeződött be, és februárban már megkapták az első olcsó 250 kilogramm szintetikus kaucsukot. Ugyanebben az évben Lebedev elnyerte a Lenin -rendet, és megválasztották a Tudományos Akadémiára. Hamarosan további három óriási gyár építését tervezték egyetlen projekt szerint - Efremovban, Jaroszlavlban és Voronyezsben. A háború előtt pedig megjelent egy üzem Kazanban. Mindegyikük kapacitása évi tízezer tonna gumi volt. Az alkoholtermelés helyei közelében épültek. Kezdetben élelmiszereket, főként burgonyát használtak az alkohol alapanyagaként. Egy tonna alkoholhoz tizenkét tonna burgonya kellett, míg az autó gumiabroncsának elkészítése akkor körülbelül ötszáz kilogramm burgonyát igényelt. A gyárakat komszomol építkezésnek nyilvánították, és elképesztő sebességgel építették. 1932 -ben az első gumit a yaroslavl -i gyár gyártotta. Kezdetben, termelési körülmények között, a divinil szintézise nehéz volt. Szükség volt a berendezés beállítására, ezért Lebedev az alkalmazottaival együtt először Jaroszlavlba, majd Voronyezsbe és Efremovba ment. 1934 tavaszán, Efremovban Lebedev tífuszt kapott. Nem sokkal hazatérése után, hatvan éves korában meghalt. Holttestét az Alekszandr Nyevszkij Lavrában temették el.
Azonban az ügy, amelyet ilyen jelentős alapot adott, kialakult. 1934 -ben a Szovjetunió tizenegyezer tonna műgumit, 1935 -ben huszonötezer, 1936 -ban pedig negyvenezer tonnát állított elő. A legnehezebb tudományos és műszaki probléma sikeresen megoldódott. A fasizmus elleni győzelemben fontos szerepet játszott a járművek hazai gyártású gumiabroncsokkal való felszerelése.
A szintetikus kaucsukgyártás második helyén akkor a németek álltak, akik aktívan készültek a háborúra. Gyártásukat Shkopau városában lévő üzemben hozták létre, amelyet a Szovjetunió a győzelem után a jóvátétel feltételei alapján Voronyezsbe vitt. A harmadik acélgyártó az Amerikai Egyesült Államok volt, miután 1942 elején elvesztették a természetes kaucsuk piacát. A japánok elfoglalták Indokínát, Hollandiát, Indiát és Maláját, ahol a természetes termék több mint 90 százalékát nyerik ki. Miután Amerika belépett a második világháborúba, az értékesítéseket felfüggesztették, válaszul az amerikai kormány 51 gyárat épített kevesebb mint három év alatt.
A tudomány sem állt meg. Javultak a gyártási módszerek és a nyersanyagbázis. Alkalmazásuk szerint a szintetikus kaucsukokat általános és speciális gumikra osztották, amelyek sajátos tulajdonságokkal rendelkeznek. A mesterséges kaucsukok speciális csoportjai jelentek meg, például latexek, kikeményedő oligomerek és lágyító keverékek. A múlt század végére e termékek világszintű termelése elérte a tizenkét millió tonnát évente, huszonkilenc országban gyártva. 1990 -ig hazánk volt az első helyen a szintetikus gumi gyártása tekintetében. A Szovjetunióban gyártott mesterséges gumik felét exportálták. A Szovjetunió összeomlása után azonban a helyzet gyökeresen megváltozott. Hazánk vezető pozícióból először a lemaradók közé tartozott, majd a felzárkózás kategóriájába esett. Az elmúlt években javult a helyzet ebben az iparágban. Oroszország részesedése a szintetikus kaucsuk gyártásának világpiacán ma kilenc százalék.
