אחד היישומים המוכרים ביותר בעולם הכימי של כימיה הוא פיתוח פלסטיק. החל ממכשירים רפואיים מצילי חיים וכלה במיכלי הגוון המשמשים בכדי להחזיק את שארית התבשיל שלכם, פלסטיק נמצא סביבכם. סוג אחד של פלסטיק ידוע במיוחד בשל צדדיותו ומחזוריותו: פולימרים תרמופלסטיים.
TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)
פולימרים תרמופלסטיים נוצרים כאשר יחידות חוזרות הנקראות מונומרים מתחברות לשרשראות או ענפים. מכיוון שהם מתרככים בחימום, קל מאוד לייצר פולימרים תרמופלסטיים למגוון צורות וגם להשאיל את עצמם למיחזור. השימושים הנפוצים בפולימרים תרמופלסטיים כוללים ייצור צינורות, חבלים, חגורות, מבודדים ודבקים.
מהו פולימר?
פולימר הוא פשוט חומר המורכב מיחידות חוזרות רבות הנקראות מונומרים המתחברים יחד לשרשראות או ענפים. פולימרים מסוימים כמו עמילן, תאית וגומי מופיעים באופן טבעי ואילו אחרים כמו פוליאסטר, ניילון ופלסטיק הם סינתטיים.
מה הופך את הפולימרים התרמופלסטיים למיוחדים?
המונומרים המרכיבים פולימרים תרמופלסטיים מתאחדים באמצעות קשרים חשמליים המכונים כוחות ואן דר וואלס המושכים חלשות מולקולות נייטרליות זו לזו. יחידות חוזרות אלה מסודרות את עצמן באופן שמולקולות פולימר תרמופלסטיות נראות כמו גדילי פנינים רבים מעורבבים יחד.
מכיוון שקשריהם חלשים, פולימרים תרמופלסטיים מתרככים בקלות כאשר הם מחוממים, ומאפשרים ליצרנים לעצב אותם למגוון רחב של צורות, ואז לרענן אותם מחדש ולעצב אותם שוב. יכולת זו לשימוש חוזר בפולימרים תרמופלסטיים ללא הגבלת זמן פירושה שהם ניתנים למיחזור.
יתרונות אחרים של פולימרים אלה כוללים חוזק מעולה ונטייה להתנגד לכיווץ. מצד שני, לפולימרים תרמופלסטיים יש כמה חסרונות, כולל עלויות ייצור גבוהות והעובדה שהם נמסים בקלות, מה שהופך אותם לבלתי הולמים לטמפרטורה גבוהה כלשהי יישומים.
מהם פולימרים תרמופלסטיים נפוצים?
ישנם למעשה סוגים רבים של פולימרים תרמופלסטיים, שהם ייחודיים בצורתם ובתפקודם. לעתים קרובות היצרנים משתמשים בפוליאתילן בלחץ גבוה כדי להקיף חפצים קשיחים כמו ציוד חשמלי. פוליאתילן בלחץ נמוך הוא אלסטי מאוד ואידיאלי לבידוד כבלים חשמליים. פוליאמיד מקושר לרוב לייצור חבלים וחגורות. אולי הפולימר התרמופלסטי הניתן לזיהוי ביותר הוא פוליוויניל כלוריד, או PVC, שנוצר בקלות לצינורות, מיכלים וחומרי בידוד. לבסוף, כמה דבקים הם פולימרים תרמופלסטיים, כולל אקרילטים, ציאנו-אקרילטים ואפוקסי.
בעוד שפולימרים תרמופלסטיים מגיעים במגוון רחב של פורמטים ומשרתים מטרות ייחודיות רבות, התכונות הבסיסיות של חומרים אלה נותרות זהות: צדדיות גבוהה ומחזור. כשמדובר ביישומי כימיה בעולם האמיתי, יהיה לך קשה למצוא דוגמה טובה יותר מייצור פלסטיק, כולל פולימרים תרמופלסטיים.