קלקר (Styrofoam) הוא השם המסחרי של פוליסטירן (polystyrene) מעובד ומקוצף. פוליסטירן, (C8H8)n, הוא פולימר ארומאטי (מבנה טבעתי) המורכב מתת יחידות של סטרין (ראה תמונה).


תמונה נלקחה מויקיפדיה

הקלקר נוצר כאשר מבעבעים גז דרך פוליסטירן נוזלי, הפוליסטירן עובר פולימריזציה ונוצר הקלקר האוורירי המוכר לנו.
פוליסטירן התגלה במקרה ב 1839 אך רק בשנות ה 30 של המאה ה 20 הבינו את חשיבותו ותכונותיו היעילות כגון מבודד, קל משקל וצף (פחות צפוף ממים). אז גם הומצא הקלקר (פוליסטירן מוקצף) המהווה חומר בידוד ואריזה מעולה; הוא מבודד טוב וזול, אינו רעיל ובעל חוזק מכאני גבוה יחסי למשקלו.  


אחד משימושי הקלקר (ויקיפדיה)

הקלקר יכול להגיע בצפיפויות שונות והוא מסווג (F) על פי משקלו למטר מעוקב; F15 לדוגמא פירושו 15 ק"ג למטר מעוקב. כאשר קלקר מגיע גרוס כחומר אריזה תכולת האוויר שבו יכולה להגיע למעל 90%!

ממסים אורגנים שונים (אבל לא אלכוהול) יגרמו להמסה של הקלקר, אצטון,דלק, מסיר לקה (מכיל אצטון) ודבק מגע הם כולם דוגמאות לחומרים כאלו.
הממס האורגאני משמש כמעין חומר סיכוך בין השרשראות של הפוליסטירן ולכן החומר מתרכך והאוויר הכלוא משתחרר. מה שמתקבל הוא מין עיסה של פוליסטירן אך כאשר הממס מתנדף אנו נשארים עם פיסת פוליסטירן קשיחה.  

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

7 תגובות

  • רנין

    הקשר בין ריכוז הממס האורגאני לבין קשיחות פיסת הפוליסטירן

    הקשר בין ריכוז הממס האורגאני לבין קשיחות פיסת הפוליסטירן המתקבלת בתום תהליך ההמסה-
    אני אצטט פסקה שלא כל כך הבנתי:"הממס האורגאני משמש כמעין חומר סיכוך בין השרשראות של הפוליסטירן ולכן החומר מתרכך והאוויר הכלוא משתחרר. מה שמתקבל הוא מין עיסה של פוליסטירן אך כאשר הממס מתנדף אנו נשארים עם פיסת פוליסטירן קשיחה. "
    האם יש קשר בין התרככות החומר לבין קשיחותו בתום התהליך? ככל שהחומר יהיה רך יותר, בתום התהליך0- כאשר הממס יתנדף הוא יהיה קשיחיותר, כלומר ככל שריכוז הממס יהיה גדול יותר החומר יהיה קשיח יותר? וכך יהיה קשה יותר לחתיכה?

  • רועי

    פירוק טבעי של קלקר

    האם קלקר יכול להתפרק ע"י ממס טבעי (אורגני) ?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    אני מעתיק שוב את התשובה שכתבתי לטוקבק מתחת:

    ממס – לפי הגדרתו, ממיס ולא מפרק, כלומר ממס יכול להפריד את המולקולות השרשרתיות הארוכות שמרכיבות את הקלקר אחת מהשניה, אבל הוא לא מפרק אותן, הוא לא יצליח לשבור את הקשרים הכימיים שבתוך המולקולה. כיוון שהקלקר בנוי משרשראות של קשרי פחמן-פחמן בודדים, קשה לחשוב על איזה שהוא ריאגנט כימי סביר שיצליח לפרק אותו. הקשרים הנ"ל הם מאוד (מאוד) יציבים, ולכן לא נוטים להגיב או להישבר. (לכן 'משפחת האלקאנים' בכימיה, שהיא משפחת תרכובות הפחמן המכילה רק פחמן ומימן בקשרים בודדים בלבד נחשבת למשפחה 'אדישה' מבחינה כימית: לא מגיבה עם חומצות או בסיסים או כהלים או אמינים או אפילו מתכות אלקליות או מתכות מעבר. הם מגיבים רק עם מחמצנים מאוד חזקים: כמו גז כלור טהור – או חברים אחרים ממשפחת הגזים ההלוגנים, או חמצן (תגובות שירפה)).

    לגבי בקטריות- גם בעולם הטבע קשה 'להתמודד' (לפרק) קשרים כנ"ל. דרך אגב, זאת אחת הסיבות מדוע לגוף קשה לחמצן מולקולות ארוכות של שומן רווי. (למזלנו בקצה אחד של מולקולת שומן ישנו 'ראש' עם קבוצת חומצה, ובזכותו הגוף מצליח 'לעשות כימיה' מסויימת עם מולקולת השומן, ולחמצן אותה בסופו של דבר, ע"י תגובות שמקצצות כל פעם את 2 הפחמנים שבראש המולקולה). בקלקר / פוליסטירן אין קבוצות חומציות כנ"ל שיכולות להפוך את המולקולות לפעילות יותר מבחינה כימית. בעשרים השנים האחרונות התגלו חיידקים שמסוגלים 'לאכול' נפט. אפשר לקרוא עליהם בקישורים:
    http://azgad.com/?p=1397
    http://www.hayadan.org.il/wp/life-wirhout-oil-2911072/
    כיוון שנפט גולמי מכיל תרכובות דומות, מבחינה כימית, לאלו של קלקר, יש סיכוי שהחיידקים הנ"ל יוכלו לפרק קלקר. אבל כאן נכנסת בעיית הלחות או יותר נכון הרטיבות: בגלל שכל החיים מבוססים על מים, גם הבקטריות צריכות איכשהו להמיס את המולקולות שברצונם לאכול בתוך מים. כפי שכתוב בקישור הראשון – חיידקים אוכלי נפט מפרישים חומר מיוחד שהופך את הנפט לתחליב (ומאפשר המסתו החלקית בתוך מים, זאת אחת הסיבות מדוע החיידקים הללו יעילים רק בשטח סגור ולא בלב ים השוטף את חומרי התחליב), אולם במקרה של קלקר – השרשראות הפולימריות כל כך ארוכות ומסובכות אחת בשנייה, מה שיוצר חומר מוצק, ובלתי מסיס לחלוטין במים (על מסיסות של חומרים בחומרים) כך שנראה לי שאין סיכוי לגרום לקלקר להיות מומס במים (ועל ידי כך נגיש למאכל בקטריות). שים לב שבקישור שמופיע בסוף התשובה למעלה, על 'חידק שמפרק קלקר'– ראשית מבצעים בקלקר פירוק תרמי – על ידי חימום בסביבה נטולת חמצן ל- 520oC, מה ששובר את שרשראות הפולימר, והופך אותו למה שמכונה בקישור 'שמן סטירן' נוזלי, ורק אותו מסוגלות הבקטריות לפרק, לא את הקלקר עצמו. לסיכום – הקלקר, בדומה להרבה פולימרים סינטטים, הוא חומר מאוד יציב וקשה מאוד לפירוק, ולכן מהווה מפגע סביבתי.

  • רונן

    ממה נובע הצבע

    איך יתכן שהקלקר עצמו הוא לבן אבל החומר שנוצר כתוצאה מהעיכול עיי האציטון נעשה פתאום ירוק ???

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    הנושא של שינוי צבע כתוצאה משינוי מצב צבירה או שינוי במצב החומר נדון כבר בתשובות אחרות
    קישורים:
    מדוע הכתמת בגד באקונומיקה איננה הפיכה, מה קורה לצבע?
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%93%D...

    מדוע צבעים דוהים בחשיפה לשמש?
    http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/chemistry/%D7%9E%D7%93%D...

  • מאיר

    פירוק קלקר

    האם יש ממס או בקטריה שיפרקו קלקר (אפילו בקצב איטי מאוד של מספר שבועות) והם חשכה או לחות ישפיעו?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    תשובה

    ממס – לפי הגדרתו, ממיס ולא מפרק, כלומר ממס יכול להפריד את המולקולות השרשרתיות הארוכות שמרכיבות את הקלקר אחת מהשניה, אבל הוא לא מפרק אותן, הוא לא יצליח לשבור את הקשרים הכימיים שבתוך המולקולה. כיוון שהקלקר בנוי משרשראות של קשרי פחמן-פחמן בודדים, קשה לחשוב על איזה שהוא ריאגנט כימי סביר שיצליח לפרק אותו. הקשרים הנ"ל הם מאוד (מאוד) יציבים, ולכן לא נוטים להגיב או להישבר. (לכן 'משפחת האלקאנים' בכימיה, שהיא משפחת תרכובות הפחמן המכילה רק פחמן ומימן בקשרים בודדים בלבד נחשבת למשפחה 'אדישה' מבחינה כימית: לא מגיבה עם חומצות או בסיסים או כהלים או אמינים או אפילו מתכות אלקליות או מתכות מעבר. הם מגיבים רק עם מחמצנים מאוד חזקים: כמו גז כלור טהור – או חברים אחרים ממשפחת הגזים ההלוגנים, או חמצן (תגובות שירפה)).

    לגבי בקטריות- גם בעולם הטבע קשה 'להתמודד' (לפרק) קשרים כנ"ל. דרך אגב, זאת אחת הסיבות מדוע לגוף קשה לחמצן מולקולות ארוכות של שומן רווי. (למזלנו בקצה אחד של מולקולת שומן ישנו 'ראש' עם קבוצת חומצה, ובזכותו הגוף מצליח 'לעשות כימיה' מסויימת עם מולקולת השומן, ולחמצן אותה בסופו של דבר, ע"י תגובות שמקצצות כל פעם את 2 הפחמנים שבראש המולקולה). בקלקר / פוליסטירן אין קבוצות חומציות כנ"ל שיכולות להפוך את המולקולות לפעילות יותר מבחינה כימית. בעשרים השנים האחרונות התגלו חיידקים שמסוגלים 'לאכול' נפט. אפשר לקרוא עליהם בקישורים:
    http://azgad.com/?p=1397
    http://www.hayadan.org.il/wp/life-wirhout-oil-2911072/
    כיוון שנפט גולמי מכיל תרכובות דומות, מבחינה כימית, לאלו של קלקר, יש סיכוי שהחיידקים הנ"ל יוכלו לפרק קלקר. אבל כאן נכנסת בעיית הלחות או יותר נכון הרטיבות: בגלל שכל החיים מבוססים על מים, גם הבקטריות צריכות איכשהו להמיס את המולקולות שברצונם לאכול בתוך מים. כפי שכתוב בקישור הראשון – חיידקים אוכלי נפט מפרישים חומר מיוחד שהופך את הנפט לתחליב (ומאפשר המסתו החלקית בתוך מים, זאת אחת הסיבות מדוע החיידקים הללו יעילים רק בשטח סגור ולא בלב ים השוטף את חומרי התחליב), אולם במקרה של קלקר – השרשראות הפולימריות כל כך ארוכות ומסובכות אחת בשנייה, מה שיוצר חומר מוצק, ובלתי מסיס לחלוטין במים (על מסיסות של חומרים בחומרים) כך שנראה לי שאין סיכוי לגרום לקלקר להיות מומס במים (ועל ידי כך נגיש למאכל בקטריות). שים לב שבקישור שמופיע בסוף התשובה למעלה, על 'חידק שמפרק קלקר'– ראשית מבצעים בקלקר פירוק תרמי – על ידי חימום בסביבה נטולת חמצן ל- 520oC, מה ששובר את שרשראות הפולימר, והופך אותו למה שמכונה בקישור 'שמן סטירן' נוזלי, ורק אותו מסוגלות הבקטריות לפרק, לא את הקלקר עצמו. לסיכום – הקלקר, בדומה להרבה פולימרים סינטטים, הוא חומר מאוד יציב וקשה מאוד לפירוק, ולכן מהווה מפגע סביבתי.