הערכה חלופית- פרק פולימרים

לפלסטיק יש יחסי ציבור רעים בגלל הזמן הרב שלוקח לו להתקלות.

איך כיצד חיינו היו נראים ללא הפלסטיק?

פלסטיק הוא שם כולל למגוון רחב מאוד של חומרים סינתטיים וחצי סינתטיים מעשי ידי אדם, שאפשר להעניק להם כמעט כל צורה רצויה – לרוב על ידי חימום והפעלת לחץ.

מבחינה כימית החומרים הפלסטיים הם פולימרים, כלומר שרשרות מולקולריות ארוכות הנוצרות על ידי חיבור רצוף של מולקולות קטנות יותר – מונומרים, בתהליך הנקרא פילמור.

האיזופרן הוא תרכובת אורגנית פחמימנית פשוטה.

איזופרן הוא הפחמימן הנפוץ ביותר בגוף האדם.

התרכובת מהווה חלק מתרכובות רבות וחשובות בתאיהם של יצורים חיים רבים. ויטמין A, ויטמין E, סקוואלין (חומר מוצא של כולסטרול) והם מכילים כולם שיירי איזופרן.

תרכובות רבות בתא מורכבות מיחידות אחדות של איזופרן הקשורות האחת לשנייה.

האיזופרן משמש בעיקר לייצור סוגים שונים של גומי (חומר אלסטי- פלסטיק טבעי). גומי טבעי הוא פולימר של איזופרן - הוא מורכב ממיליוני מולקולות איזופרן הקשורות האחת לשנייה.

איזופרן, הנקרא גם 2- מתיל 3,1 בוטאידאן הוא תרכובת אורגנית פחמימנית נפוצה. בצורתו הטוהורה הוא נוזל נדיף וחסר צבע. נוסחתו המולקולרית היא C5H8. זהו פחמימן המכיל 2 קשרים כפולים שאינם צמודים זה לזה.

המסה המולרית של חומר זה היא 68.12 g/mol וטמפ' הרתיחה שלו הינה 34.07 °C.

מונומר- חומר המורכבת ממולקולות "קטנות", התורמות לשרשרות הפולימר את היחידה החוזרת.
פולימר- חומר המורכבת ממקרומולוקולות שנבנות מיחידות החוזרות על עצמן.
פילמור על ידי סיפוח-

• תהליך שבו נקשרות מולקולות של מונומרים, המכילות לפחות קשר כפול C=C אחד בתוכן.
• לכל הפולימרים הנוצרים בתהליכי סיפוח, הרכב האטומים ביחידה החוזרת זהה להרכב האטומים במונומר.
• עמוד השדרה בפולימרים אלה מכיל אוטמי פחמן בלבד.

הגומי הטבעי מורכבת מיחידות איזופרן CH2=C(CH3)−CH=CH2. מולקולות אלה מתחברות בינהן בתהליך סיפוח ויוצרות שרשרות ארוכות, שמכילות קשר כפול אחרי כל אטום פחמן רביעי. כך זה נראה:

• חסינות טובה
• גמישות, אלסטיות גבוהה
• התנגדות נמוכה להתגלגל
• עמידות גרועה לאור השמש ולשמן

תפקידן של מסכות אב"כ (אטומי ביולוגי כימי) להגן על העיניים ודרכי הנשימה. הן בנויות שני חלקים עיקריים: חלק גמיש העשוי מפולימרים אלסטיים הנצמד לפנים, ומסנן (פילטר), אשר דרכו עובר האוויר הנכנס לדרכי הנשימה ותפקידו להרחיק מהאוויר מזהמים ביולוגיים או כימיים.

החלק הגמיש

החלק הגמיש ממנו עשויה מסכת המגן חייב להיות בלתי חדיר לגזים מצד אחד אך בעל גמישות ויכולת מתיחה מצד שני. גמישות הגומי נדרשת על מנת שניתן יהיה להתאים את המסכה לצורות פנים שונות באופן מיטבי ללא סדקים דרכם יכול הגז לחדור.

סוגי הגומי העיקריים המשמשים במסכות מגן הם הגומי הבוטילי ((butyl rubber הפוליאיזופרן (polyisoprene) והניאופרן (Neoprene) הידועים כעמידים בממסים שונים, בלתי חדירים לגזים ועמידים לאורך זמן.

מחזור גומי כל כך חשוב משתי סיבות:

1. בעוד שנים אחדות לא יהיה עוד מקום נוסף בישראל להטמין את הפסולת השונה הנוצרת מתעשיית הגומי, בעיקר צמיגים המהווים 41 טון פסולת בשנה!
2. מחזור גומי הינו הכרחי משום שאורך חייו של הגומי יכול להימשך מאות שנים עד שהוא מתפרק בכוחות עצמו אל אדמה. בנוסף, מצבורי הצמיגים עלולים להעביר מחלות מאחר ומזיקים שונים נוהגים להתיישב ולהתרבות שם.

מוצרים נפוצים כתוצאה ממחזור גומי:

• על ידי מחזור גומי, בעיקר צמיגים, ניתן ליצור פתיתי גומי בגדלים שונים. פתיתים אלו יכולים לסייע ביצירת קרעקע בטיחותית בגני המשחקים, לעבות את מילוי האספלט בכבישים, להצים את הדשא הסינטטי ועוד.
  
• מחזור גומי יכול לתרום באופן ניכר לחקלאות ולאדריכלות גנים\מוסדות שונים. באמצעות אריחי הגומי, ניתן לרצף משטחי מחייה של בעלי חיים, משטחים מונעי החלקה\ נפילה ועוד.
  

תהליך הגיפור נתגלה לראשונה בשנת 1839, אז ערך הממציא האמריקני צ'ארלס גודייר סדרת ניסיונות שמטרתם הייתה שיפור תכונות הגומי הטבעי באמצעות הוספת חומרים כימיים שונים. במהלך אחד הניסויים נשכחה תערובת של גומי טבעי וגופרית בכבשן למשך הלילה ולמחרת בבוקר החומר שנמצא היה עמיד בטמפרטורות גבוהות, עמיד באור ובעל אורך חיים ממושך בהרבה מגומי לא מעובד. גודייר ערך ניסויים נוספים בכיוון זה עד שהושג תהליך תעשייתי - הוולקניזציה. התהליך נקרא וולקניזציה על שם הנפח ואל האש במיתולוגיה הרומית וולקן בזכות החום הרב שהוא דורש. לאחר תהליך הוולקניזציה גומי נשאר מקובע בצורה בה הוא נתון וניתן לעצב אותו רק באמצעות חיתוך או שיוף. גילוי תהליך הוולקניזציה גרם לתנופת מחקר ופיתוח של שימושים חדשים לגומי כאשר ביניהם המצאת הצמיג והבידוד החשמלי שחוללו מהפכה של ממש בתחום התחבורה והתעשייה העולמית.

• http://pslc.ws/macrog/isoprene.htm
  
• https://www.recycling.co.il/12/%D7%9E%D7%99%D7%97%D7%96%D7%95%D7%A8-%D7%92%D7%95%D7%9E%D7%99
  
• ספר הלימוד: "פולימרים סינתטיים חומרים כבקשתך"
• https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%92%D7%95%D7%9E%D7%99
  
• https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%99%D7%96%D7%95%D7%A4%D7%A8%D7%9F