Guma je dobila ime po indijskoj riječi "guma", koja doslovno znači "suze drveta". Maja i Asteci su ga izvadili iz soka brazilske hevee (Hevea brasiliensis ili gumeno drvo), slično bijelom soku maslačka, koji je potamnio i očvrsnuo u zraku. Iz soka su isparili ljepljivu tamno smolastu tvar "gumu", od koje su napravili primitivne vodootporne cipele, tkanine, posude i dječje igračke. Također, Indijanci su imali timsku igru koja je podsjećala na košarku, u kojoj su korištene posebne gumene loptice, koje su se odlikovale nevjerojatnim sposobnostima skakanja. Tokom velikih geografskih otkrića, Kolumbo je u Španiju, između ostalih čuda Južne Amerike, donio nekoliko ovih lopti. Zaljubili su se u Špance, koji su, promijenivši pravila indijskih takmičenja, izmislili nešto što je postalo prototip današnjeg fudbala.
Sljedeće spominjanje gume pojavilo se tek 1735. godine, kada je francuski putnik i prirodnjak Charles Condamine, istražujući amazonski bazen, otkrio drvo Hevea i njegov mliječni sok za Europljane. Drvo koje su otkrili članovi ekspedicije ispuštalo je čudnu smolu koja se brzo stvrdnjavala, a koju su kasnije mislioci s pariške Akademije nauka nazvali "guma". Nakon što je 1738. godine Condamine na kontinent donio uzorke gume i raznih proizvoda od nje, zajedno s detaljnim opisom metoda ekstrakcije, u Europi su počeli tragati za načinima korištenja ove tvari. Francuzi su tkali gumene niti s pamukom i koristili ih kao podvezice i tregere. Nasljedni engleski postolar Samuel Peel 1791. godine dobio je patent za proizvodnju tkanina impregniranih otopinom gume u terpentinu, stvarajući tvrtku Peal & Co. Istodobno su nastali prvi pokusi zaštite cipela navlakama od takve tkanine. 1823. izvesni Charles Mackintosh iz Škotske izumio je prvi vodootporni kišni mantil, dodajući tanki komad gume između dva sloja tkanine. Kabanice su brzo postale popularne, dobile su ime po svom tvorcu i označile su početak pravog "gumenog buma". Ubrzo su u Americi, po vlažnom vremenu, počeli oblačiti nespretne indijske gumene cipele - galoše - preko cipela. Do svoje smrti, Macintosh je nastavio miješati gumu s raznim tvarima poput čađe, ulja, sumpora u pokušaju da promijeni njegova svojstva. Ali njegovi eksperimenti nisu doveli do uspjeha.
Gumirana tkanina korištena je za izradu odjeće, šešira i krovova kombija i kuća. Međutim, takvi proizvodi imali su jedan nedostatak - uski temperaturni raspon elastičnosti gume. U hladnom vremenu takva se tkanina stvrdnula i mogla bi puknuti, a po toplom vremenu, naprotiv, omekšavajući, pretvorila se u smrdljivu ljepljivu masu. A ako se odjeća mogla odložiti na hladno mjesto, tada su vlasnici krovova od gumirane tkanine morali podnijeti neugodne mirise. Tako je fascinacija novim materijalom brzo prošla. Vrući ljetni dani donijeli su propast kompanijama koje su uspostavile proizvodnju gume, jer su se svi njihovi proizvodi pretvorili u žele smrdljivog mirisa. I svijet je opet nekoliko godina zaboravio na gumu i sve što je s njom povezano.
Šansa je pomogla preživjeti ponovno rođenje gumenih proizvoda. Charles Nelson Goodyear, koji je živio u Americi, oduvijek je vjerovao da se guma može pretvoriti u dobar materijal. Negovao je ovu ideju dugi niz godina, uporno je mešajući sa svime što mu je došlo pod ruku: sa peskom, sa solju, čak i sa biberom. Godine 1939., pošto je potrošio svu ušteđevinu i dugovao više od 35 hiljada dolara, postigao je uspjeh.
Savremenici su ismijavali ekscentričnog istraživača: "Ako sretnete čovjeka u gumenim čizmama, gumenom kaputu, gumenom šeširu i gumenom novčaniku u kojem neće biti ni centa, tada možete biti sigurni - ispred ste Goodyear -a."
Postoji legenda da se kemijski proces koji je otkrio, nazvan vulkanizacija, pojavio zahvaljujući komadu Macintosh ogrtača zaboravljenom na štednjaku. Na ovaj ili onaj način, atomi sumpora su ujedinili molekularne lance prirodne gume, pretvorivši je u elastični materijal otporan na toplinu i mraz. On se danas zove guma. Priča o ovom tvrdoglavom čovjeku ima sretan kraj, prodao je patent za svoj izum i platio sve dugove.
Za vrijeme Goodyear -ovog života započela je brza proizvodnja gume. Sjedinjene Američke Države odmah su preuzele vodstvo u proizvodnji galoša, koje su se prodavale po cijelom svijetu, uključujući i Rusiju. Bili su skupi i samo su ih bogati ljudi mogli priuštiti da ih kupe. Najzanimljivije je to što su se galoše koristile ne da bi se glavna cipela smočila, već kao kućne papuče za goste, kako ne bi zaprljali tepihe i parket. U Rusiji je prvo preduzeće za proizvodnju gumenih proizvoda otvoreno u Sankt Peterburgu 1860. Njemački biznismen Ferdinand Krauskopf, koji je već imao fabriku za proizvodnju galoša u Hamburgu, ocijenio je izglede novog tržišta, pronašao investitore i stvorio partnerstvo rusko-američke fabrike.
Malo ljudi zna da se finska kompanija Nokia, između ostalog, od 1923. do 1988. specijalizirala za proizvodnju gumenih čizama i galoša. Zapravo, tokom godina krize, ovo je pomoglo da se kompanija održi na površini. Svjetski poznata Nokia postala je zahvaljujući svojim mobilnim telefonima.
U drugoj polovici 19. stoljeća Brazil je doživio vrhunac svog procvata, budući da je bio monopolist u uzgoju heveje. Manaus, nekadašnje središte gumene regije, postao je najbogatiji grad na zapadnoj hemisferi. Kakva je to zadivljujuća operna kuća izgrađena u gradu skrivenom džunglom. Napravili su je najbolji arhitekti Francuske, a građevinski materijal za nju dopremljen je iz same Evrope. Brazil je pažljivo čuvao izvor svog luksuza. Smrtna kazna izrečena je za pokušaj izvoza sjemena heveje. Međutim, 1876. godine Englez Henry Wickham tajno je uklonio sedamdeset hiljada sjemenki Hevee u skladištima broda "Amazonas". Oni su poslužili kao osnova za prve plantaže kaučuka, osnovane u kolonijama Engleske u jugoistočnoj Aziji. Tako se na svjetskom tržištu pojavila jeftina prirodna britanska guma.
Ubrzo su razni proizvodi od gume osvojili cijeli svijet. Transportne trake, sve vrste pogonskih remena, cipela, fleksibilna električna izolacija, lanene elastične trake, dječji baloni, amortizeri, brtve, crijeva i još mnogo, mnogo više, napravljeni su od gume. Jednostavno ne postoji drugi proizvod sličan gumi. Izolacijska je, vodootporna, fleksibilna, rastezljiva i stisnuta. U isto vrijeme, izdržljiv je, snažan, jednostavan za obradu i otporan na abraziju. Pokazalo se da je naslijeđe Indijanaca mnogo vrijednije od svega zlata slavnog Eldorada. Nemoguće je zamisliti čitavu našu tehničku civilizaciju bez gume.
Glavna primjena novog materijala bila je otkrićem i distribucijom, najprije guma za gume, a zatim i guma za automobile. Unatoč činjenici da su kočije s metalnim gumama bile vrlo neugodne i da su stvarale užasnu buku i tresanje, novi izum nije dočekan. U Americi su čak zabranili kočije na masivnim čvrstim gumama, jer su slovili kao vrlo opasni zbog nemogućnosti buke da upozore prolaznike na blizinu vozila.
U Rusiji su takve zaprege takođe izazivale nezadovoljstvo. Glavni problem ležao je u činjenici da su često bacali blato na pješake koji nisu imali vremena za povratak. Moskovske vlasti morale su donijeti poseban zakon o opremanju vagona gumenim gumama sa posebnim tablicama. To je učinjeno kako bi građani mogli primijetiti i privesti svoje počinitelje pravdi.
Proizvodnja gume se višestruko povećala, ali je potražnja za njom nastavila rasti. Otprilike stotinu godina naučnici širom svijeta traže način da nauče kako to napraviti hemijski. Postupno je otkriveno da je prirodni kaučuk mješavina nekoliko tvari, ali 90 posto njegove mase čini poliizoprenski ugljikovodik. Takve tvari pripadaju skupini polimera - visokomolekularnih proizvoda nastalih spajanjem vrlo mnogo, identičnih molekula mnogo jednostavnijih tvari koje se nazivaju monomeri. U slučaju gume, to su bili molekuli izoprena. Pod povoljnim uvjetima, molekule monomera spojene su u dugačke, fleksibilne lance. Ova reakcija stvaranja polimera naziva se polimerizacija. Preostalih deset posto u gumi sastoji se od smolastih mineralnih i proteinskih tvari. Bez njih, poliizopren je postao vrlo nestabilan, gubeći svoja vrijedna svojstva elastičnosti i čvrstoće u zraku. Tako su naučnici, kako bi naučili kako se pravi umjetna guma, morali riješiti tri stvari: sintetizirati izopren, polimerizirati ga i zaštititi nastalu gumu od raspadanja. Svaki od ovih zadataka pokazao se kao izuzetno težak. 1860. engleski hemičar Williams dobio je izopren iz gume, koja je bila bezbojna tečnost sa specifičnim mirisom. 1879. Francuz Gustave Bouchard zagrijao je izopren i uz pomoć klorovodične kiseline uspio je izvesti obrnutu reakciju - dobiti gumu. 1884. godine britanski naučnik Tilden izolovao je izopren razlaganjem terpentina tokom zagrijavanja. Unatoč činjenici da je svaki od ovih ljudi pridonio proučavanju gume, tajna njegove proizvodnje ostala je neriješena u 19. stoljeću, jer su sve otkrivene metode bile neprikladne za industrijsku proizvodnju zbog niskog prinosa izoprena, visoke cijene sirovine materijala, složenost tehničkih procesa i niz drugih faktora.
Početkom dvadesetog stoljeća istraživači su se pitali je li izopren zaista potreban za proizvodnju gume? Postoji li način da se dobiju potrebne makromolekule iz drugih ugljikovodika? Godine 1901. ruski naučnik Kondakov otkrio je da se dimetilbutadien, ostavljen godinu dana u mraku, pretvara u gumenu tvar. Ovu metodu je kasnije tokom Prvog svjetskog rata koristila Njemačka, odsječena od svih izvora. Sintetička guma bila je vrlo loše kvalitete, proizvodni proces bio je vrlo kompliciran, a cijena je bila previsoka. Nakon rata, ova metilna guma više nikada nije proizvedena. Godine 1914, istraživači Matthews i Strange iz Engleske napravili su vrlo dobru gumu od divinil -a koristeći metalni natrijum. No, njihovo otkriće nije otišlo dalje od laboratorijskih eksperimenata, jer nije bilo jasno kako se zauzvrat proizvodi divinil. Takođe nisu uspeli da stvore fabriku za sintezu u fabrici.
Petnaest godina kasnije, naš sunarodnjak Sergej Lebedev pronašao je odgovor na oba ova pitanja. Prije svjetskog rata ruske tvornice proizvodile su oko dvanaest hiljada tona gume godišnje od uvezene gume. Nakon završetka revolucije, potrebe nove vlade, koja je provodila industrijalizaciju industrije, u gumi povećane su višestruko. Za jedan rezervoar bilo je potrebno 800 kilograma gume, automobil - 160 kilograma, avion - 600 kilograma, brod - 68 tona. Svake godine kupovine gume u inostranstvu su se povećavale i povećavale, uprkos činjenici da je 1924. cijena dostigla dvije i pol hiljade zlatnih rubalja po toni. Rukovodstvo zemlje nije se toliko brinulo zbog potrebe da se plate tako velike svote novca, već zbog zavisnosti u koju su dobavljači stavili sovjetsku državu. Na najvišem nivou odlučeno je da se razvije industrijska metoda za proizvodnju sintetičkog kaučuka. Zbog toga je krajem 1925. godine Vrhovno vijeće narodne privrede predložilo konkurs za najbolji način da se to dobije. Konkurencija je bila međunarodna, međutim, prema uvjetima, guma je trebala biti napravljena od proizvoda iskopanih u Sovjetskom Savezu, a cijena za nju ne bi trebala prelaziti svjetski prosjek u posljednjih pet godina. Rezultati konkursa sumirani su 1. januara 1928. godine u Moskvi na osnovu rezultata analize dostavljenih uzoraka težine najmanje dva kilograma.
Sergej Vasiljevič Lebedev rođen je 25. jula 1874. u porodici sveštenika u Lublinu. Kad je dječaku bilo sedam godina, otac mu je umro, a majka je bila prisiljena preseliti se s djecom roditeljima u Varšavu. Dok je studirao u gimnaziji u Varšavi, Sergej se sprijateljio sa sinom poznatog ruskog hemičara Wagnera. Često posjećujući njihovu kuću, Sergej je slušao profesorove fascinantne priče o svojim kolegama prijateljima Mendeljejevu, Butlerovu, Menšutkinu, kao i o misterioznoj nauci koja se bavi transformacijom supstanci. Godine 1895, nakon što je uspešno završio gimnaziju, Sergej je ušao na Fizičko -matematički fakultet Univerziteta u Sankt Peterburgu. Mladić je svo slobodno vrijeme provodio u kući Marije Ostroumove, koja je bila sestra njegove majke. Imala je šestero djece, ali Sergeja je posebno zanimala njena rođaka Anna. Bila je perspektivna umjetnica i studirala je kod Ilye Repina. Kada su mladi ljudi shvatili da su njihova osjećanja daleko od njihovih rođaka, odlučili su se zaručiti. 1899. Lebedev je uhapšen zbog učešća u studentskim neredima i prognan iz prijestonice na godinu dana. Međutim, to ga nije spriječilo da briljantno diplomira na univerzitetu 1900. Tokom rusko-japanskog rata, Sergej Vasiljevič je pozvan u vojsku, a kada se vratio 1906., potpuno se posvetio istraživanju. Živio je cijeli dan u laboratoriji, praveći sebi krevet od ćebadi spremljenih u slučaju požara. Anna Petrovna Ostroumova nekoliko je puta zatekla Sergeja u bolnici, gdje se liječio od opekotina nastalih kao rezultat opasnih eksperimenata, koje je kemičar uvijek sam izvodio. Već krajem 1909., radeći gotovo sam, uspio je postići impresivne rezultate, demonstrirajući kolegama gumeni polimer divinil.
Sergej Vasiljevič Lebedev bio je dobro svjestan svih poteškoća u proizvodnji sintetičke gume, ali je odlučio sudjelovati na natjecanju. Vrijeme je bilo teško, Lebedev je vodio Odsjek za opću hemiju na Lenjingradskom univerzitetu, pa je morao raditi uveče, vikendom i potpuno besplatno. Na sreću, nekoliko učenika odlučilo mu je pomoći. Kako bi ispunili rok, svi su radili s velikim stresom. Teški eksperimenti izvedeni su u najgorim uslovima. Učesnici ovog poduhvata kasnije su se prisjetili da apsolutno ništa nije nedostajalo i da su morali sami učiniti ili pronaći. Na primjer, led za hlađenje hemijskih procesa je cijepan zajedno na Nevi. Lebedev je, pored svoje specijalnosti, savladao i profesije puhača stakla, bravara i električara. Pa ipak, stvari su se kretale naprijed. Zahvaljujući prethodnim dugotrajnim istraživanjima, Sergej Vasiljevič je odmah napustio eksperimente s izoprenom i odlučio se za divinil kao početni proizvod. Lebedev je isprobao ulje kao lako dostupnu sirovinu za proizvodnju divinil -a, ali se potom odlučio za alkohol. Alkohol se pokazao kao najrealniji polazni materijal. Glavni problem reakcije razgradnje etilnog alkohola na divinil, vodik i vodu bio je nedostatak odgovarajućeg katalizatora. Sergej Vasiljevič sugerirao je da bi to mogla biti jedna od prirodnih glina. 1927. godine, dok je bio na odmoru na Kavkazu, neprestano je tražio i proučavao uzorke gline. Našao je onu koja mu je trebala na Koktebelu. Reakcija u prisutnosti gline koju je pronašao dala je odličan rezultat, a krajem 1927. iz alkohola je dobiven divinil.
Anna Lebedeva, supruga velikog kemičara, prisjećala se: „Ponekad je, odmarajući se, ležao na leđima zatvorenih očiju. Činilo se da Sergej Vasiljevič spava, a onda je izvadio bilježnicu i počeo pisati kemijske formule. Mnogo je puta, sjedeći na koncertu, i uzbuđen muzikom, žurno izvadio svoju bilježnicu ili čak plakat i počeo nešto zapisivati, a zatim sve stavio u džep. Isto bi se moglo dogoditi i na izložbama."
Polimerizaciju divinila proveo je Lebedev prema metodi britanskih istraživača uz prisustvo metalnog natrijuma. U završnoj fazi, rezultirajuća guma je pomiješana s magnezijem, kaolinom, čađom i nekim drugim komponentama kako bi se spriječilo propadanje. Budući da se gotov proizvod dobivao u oskudnim količinama - nekoliko grama dnevno - posao je trajao gotovo do posljednjih dana natjecanja. Krajem decembra završena je sinteza dva kilograma gume koja je poslana u glavni grad.
Anna Petrovna je u svojim memoarima napisala: „Posljednjeg dana u laboratoriji je vladao preporod. Prisutni su bili srećni i srećni. Kao i obično, Sergej Vasiljevič je ćutao i bio uzdržan. Blago se nasmiješivši, pogledao nas je i sve je ukazivalo da je zadovoljan. Guma je izgledala kao veliki medenjak, boje slične medu. Miris je bio oštar i prilično neprijatan. Nakon što je dovršen opis metode izrade gume, zapakirana je u kutiju i odnesena u Moskvu."
Žiri je završio ispitivanje dostavljenih uzoraka u februaru 1928. Bilo ih je jako malo. Rezultati rada naučnika iz Francuske i Italije, ali glavna borba odvijala se između Sergeja Lebedeva i Borisa Byzova, koji su dobili divinil iz nafte. Ukupno je Lebedevova guma priznata kao najbolja. U to vrijeme je bilo teže komercijalizirati proizvodnju divinila iz naftnih sirovina.
Novine širom svijeta pisale su o izumu sintetičke gume u Rusiji. Mnogima se to nije dopalo. Poznati američki naučnik Thomas Edison javno je izjavio: „U principu, nemoguće je napraviti sintetičku gumu. Pokušao sam sam izvesti eksperiment i bio sam uvjeren u to. Stoga su vijesti iz Zemlje Sovjeta još jedna laž."
Događaj je imao veliki značaj za sovjetsku industriju, dopuštajući smanjenje potrošnje prirodnog kaučuka. Također, sintetički proizvod imao je nova svojstva, na primjer, otpornost na benzin i ulja. Sergej Vasiljevič je upućen da nastavi istraživanje i proizvede industrijsku metodu za proizvodnju gume. Naporan rad je ponovo počeo. Međutim, sada je Lebedev imao više nego dovoljno prilika. Shvativši važnost posla, vlada je dala sve što je potrebno. Na Lenjingradskom univerzitetu stvorena je laboratorija za sintetičku gumu. Tokom godine u njemu je izgrađena eksperimentalna instalacija koja je proizvodila dva do tri kilograma gume dnevno. Krajem 1929. dovršena je tehnologija tvorničkog procesa, a u veljači 1930. započela je izgradnja prvog pogona u Lenjingradu. Tvornička laboratorija, opremljena po nalogu Lebedeva, bila je pravi naučni centar za sintetičku gumu i, ujedno, jedan od najboljih hemijskih laboratorija tog vremena. Ovdje je poznati kemičar kasnije formulirao pravila koja su njegovim sljedbenicima omogućila da pravilno identificiraju tvari za sintezu. Osim toga, Lebedev je imao pravo izabrati bilo kojeg stručnjaka za sebe. U slučaju bilo kakvih pitanja, trebao bi se osobno obratiti Kirovu. Izgradnja pilot pogona završena je u januaru 1931. godine, a u februaru je već primljeno prvih jeftinih 250 kilograma sintetičke gume. Iste godine Lebedev je odlikovan Lenjinovim ordenom i izabran je u Akademiju nauka. Uskoro je po jednom projektu položena izgradnja još tri gigantske tvornice - u Efremovu, Jaroslavlju i Voronježu. A prije rata u Kazanju se pojavila biljka. Kapacitet svakog od njih bio je deset hiljada tona gume godišnje. Izgrađene su u blizini mjesta gdje se proizvodio alkohol. U početku su se prehrambeni proizvodi, uglavnom krumpir, koristili kao sirovina za alkohol. Za jednu tonu alkohola bilo je potrebno dvanaest tona krompira, dok je za izradu gume za automobil tada bilo potrebno oko petsto kilograma krompira. Tvornice su proglašene gradilištima Komsomola i građene su zapanjujućom brzinom. Godine 1932. prva guma proizvedena je u tvornici u Yaroslavlu. U početku, u proizvodnim uslovima, sinteza divinil je bila teška. Bilo je potrebno prilagoditi opremu, pa je Lebedev zajedno sa svojim zaposlenicima otišao prvo u Yaroslavl, a zatim u Voronezh i Efremov. U proljeće 1934. u Efremovu je Lebedev obolio od tifusa. Umro je ubrzo po povratku kući u šezdesetoj godini života. Njegovo telo je sahranjeno u Lavra Aleksandra Nevskog.
Međutim, slučaj, kojem je dao tako značajnu osnovu, se razvio. Sovjetski Savez je 1934. proizveo jedanaest hiljada tona umjetne gume, 1935. - dvadeset pet, a 1936. - četrdeset hiljada. Najteži naučno -tehnički problem uspješno je riješen. Sposobnost opremanja vozila gumama domaće proizvodnje igrala je važnu ulogu u pobjedi nad fašizmom.
Na drugom mjestu u proizvodnji sintetičkog kaučuka u to vrijeme bili su Nijemci, koji su se aktivno pripremali za rat. Njihova proizvodnja je osnovana u fabrici u gradu Shkopau, koju je SSSR, nakon pobjede, odnio u Voronezh pod uslovima reparacija. Treći proizvođač čelika bile su Sjedinjene Američke Države nakon gubitka tržišta prirodne gume početkom 1942. Japanci su zauzeli Indokinu, Nizozemsku Indiju i Malaju, gdje je ekstrahirano više od 90 posto prirodnog proizvoda. Nakon što je Amerika ušla u Drugi svjetski rat, prodaja im je obustavljena, kao odgovor, američka vlada izgradila je 51 tvornicu u manje od tri godine.
Nauka takođe nije mirovala. Poboljšane su proizvodne metode i baza sirovina. Prema svojoj primjeni, sintetičke gume podijeljene su na opće i posebne gume sa specifičnim svojstvima. Pojavile su se posebne grupe umjetnih guma, poput lateksa, stvrdnjavajućih oligomera i mješavina plastifikatora. Do kraja prošlog stoljeća svjetska proizvodnja ovih proizvoda dosegla je dvanaest miliona tona godišnje, proizvedenih u dvadeset devet zemalja. Naša zemlja je do 1990. godine držala prvo mjesto u proizvodnji sintetičkog kaučuka. Polovina umjetnih guma proizvedenih u SSSR -u je izvezena. Međutim, nakon raspada Sovjetskog Saveza, situacija se radikalno promijenila. S vodeće pozicije, naša je zemlja prvo bila među zaostalima, a zatim je pala u kategoriju sustizanja. Posljednjih godina došlo je do poboljšanja situacije u ovoj industriji. Udio Rusije na svjetskom tržištu proizvodnje sintetičke gume danas je devet posto.
