מיחזור פלסטיק יכול לפתור חלק ניכר מבעיית הפסולת העולמית, אז מה מונע מאיתנו לעשות זאת בקנה מידה נרחב?
פלסטיק הוא אחד החומרים הנמצאים בשימוש במגוון רחב של תעשיות, וכתוצאה מכך, נוצרת ממנו כמות עצומה של פסולת. קיימים פתרונות רבים למניעת בפסולת הפלסטיק, אפשר לדוגמה להשתמש בפולימרים ביו-מתכלים ולתת לבקטריות לטפל בפסולת. אבל הבעיה הגדולה היא שרובו המכריע של הפלסטיק אינו מיוצר מחומרים כאלה אלא מפולימרים סינתטיים בתוספת חומרים כמו צבע או משפרי תכונות.
אז איך מטפלים בפסולת פלסטיק סינתטי? אפשרות אחת היא מיחזור. בתהליך זה מחממים את הפלסטיק עד שהוא הופך לנוזל צמיגי ויוצקים ממנו פלסטיק חדש שישרת אותנו במוצר אחר. מעילי הפליז עשויים לרוב מפולימר ממוחזר הנקרא Polyethylene Terephthalate (או בקיצור PET), המתקבל במיחזור של בקבוקי שתייה. האם אפשר למחזר כל פלסטיק ולשים קץ לבעיית הפסולת?
התשובה היא לא, והכימיה מסבירה מדוע. יכולת המיחזור של פלסטיק תלויה בעיקר במבנה הכימי של הפולימר המרכיב אותו. פולימר הוא חומר המורכב משרשראות ארוכות של מיליוני מולקולות. בפלסטיק שרשראות הפולימר קשורות זו לזו. אם הן מחוברות בקשר כימי חזק המכונה קשר קוולנטי, הפולימר הוא מסוג תרמוסטי. מפולימרים כאלה מייצרים למשל צמיגים, חלקי רכב או חלקי מטוסים. כאשר הקשרים בין השרשראות חלשים יותר, הפולימר הוא מסוג תרמופלסטי, ומשמש למשל בייצור שקיות פלסטיק, בקבוקים ובגדים.
הכל תלוי בטיב הקשרים בין שרשראות הפולימר. חומר תרמוסטי (מימין) וחומר תרמולפסטי | איור: מריה גורוחובסקי
כאשר מחממים פלסטיק העשוי מפולימר תרמופלסטי, החום מתיך את הפולימר על ידי פירוק הקשרים החלשים בין השרשראות והפרדתן זו מזו, אך אינו משפיע על הקשרים בין האטומים המרכיבים כל שרשרת. במידה שהחום גבוה מדי, תהליך המיחזור עלול לפרק גם את הקשרים הקוולנטיים בין האטומים ולגרום לא להתכה אלא לפירוק מוחלט של הפולימר. לכן אי אפשר למחזר פלסטיק המורכב מפולימר תרמוסטי. בפלסטיק כזה החום הדרוש לשבירת הקשרים הקוולנטיים בין השרשראות יגרום גם לשבירת הקשרים הקוולנטיים בין האטומים בשרשרת הפולימר ולפירוקו המוחלט.
בחלק מהחומרים התרמוסטים אפשר להשתמש מחדש כמוצרים אחרים בעלי דרישות נמוכות יותר, או לחילופין להשתמש בתהליכים כימים המאפשרים להפריד את שרשראות הפולימר באופן מוגבל. עם זאת, מיחזור של חומרים תרמוסטים הוא עדיין נושא בעל חשיבות רבה במחקר האקדמי ותעשייתי ברחבי העולם. האתגר הוא למצוא דרכים למיחזור יעיל של כאלה, שלא יזהם את הסביבה ויהיה כדאי מבחינה כלכלית.
