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ゴム、あるいはガム (gum) とは、元来は植物体を傷つけるなどして得られる無定形かつ軟質の高分子物質を指す。だが現在では、後述の天然ゴムや合成ゴムのような有機高分子を主成分とする一連の弾性材料すなわち弾性ゴムを指すことが多い。これらの材料はある温度範囲で、ゴム弾性を持つゴム状態となる。漢字では「護謨」と書き、この字はゴム関連の会社名などに使われることが多い。エラストマー (elastic polymer) の一種であり、エラストマーはゴムと熱可塑性エラストマーの二つに分けられる。

◆ 由来

古代や中世においては、今日の英語でgum、フランス語でgomme、ドイツ語でGummiなどと一群の欧州言語で表記される物質は、アルコールには不溶だが、水を含ませると著しく膨潤してゲル状になり、種類によってはさらに水を加えると粘質のコロイド溶液となる植物由来の物質を指しており、主として多糖類から構成されている。逆に、水には不溶だがアルコールには溶ける植物由来の無定形の樹脂はレジン()と呼ばれる。こうしたゴムの代表がアラビアゴムであり、また似たものにトラガカントゴムやグアーガムがある。近代の発酵工業によって新たに登場した類似物質として、キサンタンガムが知られる。これらは食品の粘度を調整したり(増粘多糖類)、接着剤、あるいは水彩絵具の基質として用いられてきた。これらは弾性ゴムが一般的となってからは水溶性ゴムと呼ばれている。

16世紀になってヨーロッパ人が中南米の文化や自然産物と接触するようになってから、彼らが古くから知っていたゴム(ガム)に似ているが、それらにはない新しい性質を持った植物由来の物質がヨーロッパ社会に知られるようになり、また導入され、古くから知られていたゴム(ガム)と同じ範疇の物質としてゴム(ガム)と呼ばれた。これらは植物体に含まれる乳液(ラテックス)を採取し、凝固させることによって得られるものであった。その中のひとつはチクルの幹から得られ、人間の体温程度の温度で軟化するもので、噛む嗜好品として用いられていた。このゴム(ガム)に関しては、チューインガムを参照されたい。

もうひとつ、パラゴムノキの幹から採取されるラテックスを凝固させたものは著しい弾性を持ち、後世ヨーロッパで産業用の新素材として近代工業に欠かせない素材として受容され、発展することとなった。そのため、パラゴムノキ以外の植物からの同様の性質のゴムが探索され、また同様の性質を持つ高分子化合物の化学合成も模索されることとなった。この一群のゴムを弾性ゴムと呼び、イギリスの科学者ジョゼフ・プリーストリーが鉛筆の字をこすって (rub) 消すのに適することを報告したこと(消しゴムの発祥)から、英語ではこするものを意味するラバー (rubber) とも呼ばれることとなった。

さらに天然のゴム類似物質としてガタパーチャ(グッタペルカ)がある。

以下、弾性ゴムについて詳述する。

◆ 特徴

ゴムは次のような特徴をもつ。

・通常の固体ではその弾性率は1から100GPaであるが、ゴムは1から10MPaと非常に低い弾性率を示す。

・このため、弱い力でもよく伸び、5から10倍にまで変形する。しかし外力を除くとただちに元の大きさまで戻る。伸びきった状態では非常に大きな応力を示す。

・弾性率は絶対温度に比例する。

・急激(断熱的)に伸長すると温度が上昇し、その逆に圧縮すると温度が降下する(Gough-Joule効果)。

・変形に際し、体積変化がきわめて少ない。すなわちポアソン比が0.5に近い。

このような状態を「ゴム状態」という。

・非常に電気を通しにくい

◆ ゴム弾性の構造

分子間を共有結合で結合し、三次元網目構造 (network structure) を形成する高分子は、ガラス転移温度 T_g 以上では「ゴム弾性」という特殊な性質を示す(上記参照)。これはゴムの弾性が他の固体とは異なる機構で実現しているからである(他の固体ではエネルギー弾性という)。

ゴムの弾性は、本来規則構造を持たない分子の配列が、外部からの力により規則性になり、これが元の不規則な配列に戻ろうとするときの力によるもので、熱力学的には応力によるエントロピーの低下(ギブス自由エネルギーの増加)が元に戻ろうとする力による弾性であるから、これをエントロピー弾性と呼ぶ。

◆ 弾性ゴムの種類

ゴムは伸縮性に優れた高分子材料であり、ゴムノキの樹液(ラテックス)によって作られる天然ゴムと、人工的に合成される合成ゴムが存在する。天然ゴムがクリストファー・コロンブスによって西欧に伝えられ、グッドイヤーやダンロップなどの研究開発がゴム工業を発展させた。

◇ 天然ゴム

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