고무

고무나무

1736년 남아메리카 탐험에 나섰던 라 콩다민과 프랑수아 프레노가 처음으로 고무를 과학적으로 설명하였다.

1770년 영국 과학자인 조지프 프리스틀리는 연필자국을 지우는 그 물질의 기능을 발견하고, 고무라고 명명하였다.

1840년대초 찰스 굿이어가 가황처리를 고안함으로써 고무가 상업적으로 널리 쓰이게 되다.천연고무는 여러 종류의 식물에서부터 얻을 수 있다.

특히 브라질산 침엽수인 대극과(大戟科Euphorbiaceae)의 파라고무나무에서 주로 얻을 수 있다. 브라질에서는 여전히 야생식물로부터 유액을 얻고 있으며, 이곳에 농장을 만들려고 했던 계획은 실패했다. 이 나무들은 인도네시아·스리랑카와 말레이시아로 이식(移植) 벌채하여 얻은 씨앗에서 나무를 성장시키는 데 성공하였고, 현재 세계 대부분의 지역에서 소비되는 천연고무를 생산하고 있다.

파라고무나무의 내피(內皮)에 있는 라텍스는 예리한 칼로 껍질을 자르거나 깎아내어 나무의 액을 받아 응고시키는 과정에 의해 얻어진다.

예전에 사용하던 가장 오래된 응고기술은 주로 남아프리카에서 행해졌는데 훈연법(燻煙法)을 이용했다. 두꺼워진 라텍스는 공이나 케이크 모양을 만들기 위해 자루나 막대기 위로 천천히 쏟아붓는다. 현대 고무농장에서는 아세트산과 같은 화학약품을 첨가하여 응고시킨다. 아세트산은 고무의 액체 표면 위에 판을 형성시키며 여분의 수분을 없애기 위해 롤러 사이에 놓고 압축시킨다.

또한 천연 라텍스를 뜨거운 공기의 흐름 속에 분무시키면 액체는 증발되고 고무입자가 남게 된다.

가황처리를 하지 않은 고무 생성물들은 여름에는 너무 부드러워지는 반면 겨울에는 딱딱해지거나 잘 부스러지고, 용매와 접촉하면 끈적끈적해지기 때문에 고무 사용을 피했었다. 몇 년간의 실험이 계속되었으며, 결국은 찰스 굿이어가 고무를 황이나 연백(鉛白)과 결합시켜 이 혼합물을 가열하는 방법을 발견하여 몇 가지 단점을 극복하게 되었다.

그의 가황처리법은 1900년대 초기에, 유기화학 촉진제와 항산화제의 도입으로 개선되었다. 이 물질은 고무를 빨리 가황처리시킬 수 있으며, 오래 사용했을 때 고무가 무르게 되는 것을 방지해준다. 후에 고무의 강도와 내구성을 증가시키는데 효과적인 카본 블랙 같은 보강제(補强劑)도 발견되었다.

합성고무의 증가에도 불구하고, 천연고무는 지속적으로 쓰이고 있다.

천연고무는 열성이 우수하므로 경주차·트럭·버스 및 항공기에 쓰이는 타이어의 제조에 매우 적합하다. 천연고무화학에 관한 연구 결과로 19세기에는 중합시켜 고무와 유사한 물질을 만들 수 있는 이소프렌을 분리했다. 긴 사슬형태의 분자를 만들어내는 이 과정은 20세기초까지 지속적인 관심을 끌었다. 제1차 세계대전 때 독일 과학자들은 약 2,300t의 사용가능한 합성고무를 생산했다. 1930년대와 제2차 세계대전 기간에 다양한 중합과정에 관한 연구가 독일·소련·영국 및 미국 내에서 활발히 이루어졌다.

중요한 합성고무는 다음과 같다.

부타디엔-스티렌 공중합체(公重合體), 다양한 부타디엔 공중합체, 클로로프렌 중합체(네오프렌), 다황화물 중합체(티오콜), 이소부틸렌 중합체(부틸고무), 실리콘을 천연고무나 합성고무와 혼합시킨 실리콘 고무, 가소성 염화비닐과 아세트산비닐 중합체와 그 공중합체 등이다. 어떤 합성고무는 천연고무와 유사한 성질을 갖기도 하고 또한 다른 합성고무는 물리적 특성이 천연고무와 매우 다르다. 천연고무처럼 가황처리를 하면 합성고무의 경도가 증가하고 또한 다른 물질을 보강하여 특별한 용도에 적합한 성질로 변형시킬 수 있다.→ 구타페르카