פולימרים – כל מה שהתביישתם לשאול

פולימר (Polymer) הוא סוג נפוץ מאוד של חומר שבא לידי ביטוי גם כחומר טבעי וגם כחומר מלאכותי. פולימר מבחינה כימית הוא חומר המבוסס על מולקולות ענקיות, שהן שרשראות של יחידות בשם "מונומרים" שחוזרות על עצמן. לפולימרים יש השלכות רחבות על חיי היום-יום ועל התעשייה, הם נחקרים במסגרת תחומי מדע שונים, כולל בתחום שמכונה כימיה פולימרית ובעולם ההנדסה הכימית, ולכן הידע עליהם רק הולך ונבנה. אם כן, מהו בדיוק פולימר, למה הוא משמש ומהן התכונות החשובות שלו? הינה כל התשובות.

מה זה פולימר?

פולימר הוא חומר כימי מורכב מאוד. הינה כמה נקודות שיסייעו לעשות "היכרות מהירה":

  • חומר שכולנו כבר מכירים – כולנו דווקא מכירים היטב אתה החומר הזה מחיי היום-יום, בשימוש בו במוצרים רבים, בעיקר במוצרים מבוססי פלסטיק.
  • נקודת המפנה ההיסטורית – אף על פי שהפולימרים נפוצים היום כאמור גם כחומר טבעי וגם כחומר מלאכותי, הם לא היו מוכרים כמעט עד שנת 1844. בשנה זו נרשם פטנט על תהליך בשם ולקניזציה, בהקשר של ייצור צמיגים דווקא (כלומר פולימרים בתעשיית הגומי).
  • פיתוח מתמשך – עם השנים התפתחויות שונות במחקר העמיקו את ההבנה שלנו באשר לפולימרים ובאשר למה שאפשר לעשות בהם בפועל בייצור. עם הזמן התברר שזהו חומר בעל תכונות מיוחדות ועם פוטנציאל רב לשימושים מעשיים. התברר למשל שאורך שרשראות של פולימרים משפיע על תכונותיהם וזה איננו דבר רגיל.

פולימרים בחיינו

הפולימרים באים לידי ביטוי בחלוקה לשתי קטגוריות עיקריות:

פולימרים טבעיים

פולימרים שנמצאים בצורה נרחבת בטבע כחומר בניין ביולוגי נפוץ. דוגמה בולטת מאוד לכך מספק ה-DNA, שגם הוא מבוסס על פולימרים. מכאן מובן עד כמה חומר זה מרכזי לא רק לאדם אלא לעולם החיי בכלל.

פולימרים סינתטיים

ישנם פולימרים מלאכותיים או סינתטיים ופולימרים חצי מלאכותיים או חצי-סינתטיים. הסוג החצי סינתטי מיוצר באופן מלאכותי מרכיבים טבעיים, למשל מצלולוזה (תאית). מה עושים בחומר המלאכותי שקיבלנו? ייתכן שלא שאלתם את עצמכם מה מרכיב פלסטיק, אך בפועל פלסטיק הוא חומר שמורכב מכמה חומרים, כאשר פולימרים הם המרכיב המרכזי בפלסטיק. כך שחומר זה מקבל ביטוי בעיקר בפלסטיק לסוגיו, אך גם בחומרים אחרים כגון גומי וניילון. באופן דומה, הוא מתבטא במוצרים מסוגים רבים כגון צבעים ושקיות ניילון.

תכונות הפולימרים

לאחר שהבנו באופן בסיסי מה זה פולימרים, חשוב להבין שהם סוג חומרים מגוון מאוד בתכונות. אם מדובר בפולימרים מלאכותיים, מייצרים אותם באופנים שונים למדי בהתאם לדרישות מהחומר שאמור להתקבל, בתהליך שידוע בשם פילמור או polymerization. בפולימר המלאכותי שמתקבל, אפשר להשתמש לאחר הייצור כחומר גלם לשם המשך העיבוד. לפולימרים המלאכותיים מוסיפים בדרך כלל חומרים נוספים לפי הצורך, כמו למשל חומרים שנועדו להוסיף חוזק או חומרי צבע (כמובן שהחומר גם עשוי להיות שקוף בהתאם לצורך). בסופו של דבר מתקבל אחד מכמה סוגי פלסטיק נפוצים. אלה כמה דוגמאות בולטות:

  • PVC – פוליוויניל כלוריד הוא פלסטיק מתאים כשמעוניינים בשילוב של משקל נמוך, עמידות גבוהה ומחיר זול.
  • PP – פוליפרופילן הוא הכינוי לסוג פלסטיק מיוחד שמצטיין בעמידות גבוהה לחום ולכימיקלים.
  • LDPE – פוליאתילן בצפיפות נמוכה הוא סוג פלסטיק חשוב מאוד, מאחר שהוא מתאים לשימוש אשר דורש מגע עם מזון.

עיבוד הפלסטיק במחלקה הייעודית לכך אצל ספק שמתמחה בכך, יוכל להביא ליצירת קשת רחבה של מוצרי פלסטיק איכותיים. פלסטיק הוא גם חומר "פלסטי" – מונח שמרמז על היכולת הנוחה לעבד אותו. ואכן, את הפלסטיק מבוסס הפולימרים אפשר לעבד בדרכים רבות, כולל יצירת צורות באמצעות הזרקת פלסטיק נוזלי, פעולות עיבוד שבבי שונות על הצורה שמתקבלת, צביעה שלה בדרכים שונות ואפילו הדפסה על גביה.

שאלות נפוצות

בהגדרה תמציתית, פולימר הוא סוג נפוץ של חומרים בסיסיים שרואים גם בטבע וגם כחומר מלאכותי.

הפולימרים הסינתטיים מאפשרים שליטה מרבית ועשירה על תכונות החומר שהם יוצרים. בכך הם מרחיבים באופן ניכר את אפשרויות השימוש המעשיות בפולימרים.

החלוקה הראשית של סוגי פולימרים היא לפי מקור – טבעי או מלאכותי. חלוקה משנית היא לפי המונומרים – אם הם מסוג אחד או מכמה סוגים של מונומרים. ישנן גם גישות חלוקה נוספות כגון תגובת הפולימרים לחום, התנהגותו המכנית, מידת הגבישיות שלהם, הקבוצה הכימית המרכזית שבהם וכן אופן ייצור הפולימר. 

לסיכום

מעמדם של הפולימרים כרכיב מרכזי בייצור הפלסטיק כנראה ישמור אותם כחומר חשוב ביותר בעולם הייצור גם בעתיד הנראה לעין. כמו כן, הרבגוניות של האפשרויות שהם מציעים היא בסיס למחקר מתמשך, כך שסביר שגם נראה חידושים לא מעטים, סביב חומר מצוין זה והשימוש בו.  

פתח צא'ט
אפשר להציע עזרה?
היי,
אפשר לעזור?
דילוג לתוכן