البولي كربونات

إعداد: ميشيل رحال، الكيمياء العربي

---

للبولي كربونات الرمز PC، تصنف ضمن بوليميرات التلدن الحراري Thermoplastic polymers، حيث يمكن قولبتها وتشكيلها حرارياً بسهولة. بسبب هذه الخواص، للبولي كربونات تطبيقات عديدة، ليس له رمز محدد يمكن التعرف عليه، لذا يستخدم له الرقم 7.

الوحدة الأساسية المكونة للبولي كربونات هي ثنائي الفينول Bisphenol A، وهي نفسها الوحدة المكونة لريزينات الايبوكسي.

تعتبر البولي كربونات مادة ذات ديمومة، على الرغم من كونها تملك خاصية مقاومة للصدم عالية، لكنها ذات مقاومة منخفضة للخدش، لذا تطلى بمواد أخرى عند استخدامها في مجالات مثل عدسات النظارات، ومكونات السيارة الخارجية.

يشبه البولي كربونات الـ PMMA، لكنه أقوى وقابل للاستخدام ضمن مجال أوسع من درجات الحرارة.

[fusion_builder_container hundred_percent=”yes” overflow=”visible”][fusion_builder_row][fusion_builder_column type=”1_1″ background_position=”left top” background_color=”” border_size=”” border_color=”” border_style=”solid” spacing=”yes” background_image=”” background_repeat=”no-repeat” padding=”” margin_top=”0px” margin_bottom=”0px” class=”” id=”” animation_type=”” animation_speed=”0.3″ animation_direction=”left” hide_on_mobile=”no” center_content=”no” min_height=”none”]

له درجة حرارة انتقال زجاجي T_g=147 C، لذا فهو يتميع فوق هذه الدرجة ويصبح بخواص تدفقة عند 155 C، وهي تتخطى درجات الحرارة اللازمة لتشكيل الأدوات الاعتيادية التي من المفترض ألّا تتغير خواصها الميكانيكية بشكل كبير، وهناك حد حتى درجة حرارة 80 C.

على عكس بقية بوليميرات التلدن الحراري، تخضع البولي كربونات لتشوهات لدنة كبيرة بدون حدوث انكسار أو انهيار. بهذه الخواص، يمكن استخدام البولي كربونات ضمن تطبيقات واسعة، مثل العزل الكهربائي في الدارات الالكترونية، مادة بنائية، مكونات ضمن الطائرات، تغليف الأغذية، والتطبيقات الطبية.

المخاطر الصحية

من الواضح كل إنسان قد تعامل مع البولي كربونات بشكل أو بآخر، أي أنه عرضة للتماس معه، خصوصاً عند شراء أغذية مغلفة. لكن أظهرت الدراسات الحديثة على أنّه من الممكن أن يسبب التعرض الدائم للبولي كربونات اختلالاً في عمل الغدد الصم عند الإنسان، حيث أنّه بالإمكان أن تتحلل البولي كربونات بوجود الماء أو الرطوبة عند درجات حرارة عالية وفق المعادلة التالية معطياً الـ Bisphenol A من جديد:

1/n [/fusion_builder_column][fusion_builder_column type=”1_1″ background_position=”left top” background_color=”” border_size=”” border_color=”” border_style=”solid” spacing=”yes” background_image=”” background_repeat=”no-repeat” padding=”” margin_top=”0px” margin_bottom=”0px” class=”” id=”” animation_type=”” animation_speed=”0.3″ animation_direction=”left” hide_on_mobile=”no” center_content=”no” min_height=”none”][OC(OC₆H₄)₂CMe₂]_n + H₂O → (HOC₆H₄)₂CMe₂ + CO₂

درست منظمة الصحة العالمية WHO الفعالية الحيوية للـ Bisphenol  A المشتق من البولي كربونات، حيث وجد أنه مسبب لاختلال الغدد الصم، فعند دخوله الجسم،  يمكنه محاكاة هرمون الاستروجين والذي أظهر نتائج سلبية عند الحيوانات.

بشكل أدق، يستطيع الـ Bisphenol A أن يحاكي وبشكل كبير بنية ووظيفة هرون الاستراديول وذلك مع القدرة على الارتباط وتفعيل مستقبلات الاستروجين كهرمون طبيعي.

هناك دراسات أخرى تشير إلى أنّ الـ Bisphenol  قد يكون عامل مسرطن، فقد يسبب اللوكيميا (سرطان الدم)، سرطان الثدي، وورم البروستات.

من الجدير بالذكر، أنّ هناك دراسات متضاربة حول تأثير تحلل البولي كربونات عند الانسان، حيث تشير بعض الدراسات أنّها تسبب جميع تلك الأعراض على البشر، بينما تقول دراسات أخرى أن نسبة الـ Bisphenol A التي تدخل جسم الانسان غير كافية لأن تكون ذات تأثير سلبي عليه، أي أن التركيز سيكون دوماً ضمن المجال الطبيعي.

 التفلون و POFA

التفلون، عبارة عن بوليمير مؤلف من مونومير رباعي فلورو الايتلين PTFE . استخدم تجارياً منذ سنة 1940 ودخل ضمن تطبيقات عديدة بسبب ثباتيته الكيميائية العالية، أي أنه لا يتفاعل مع المواد الكيميائية تقريباً، يعود ذلك لقوة الرابطة C-F، كونها تصنف كأقوى رابطة بين مختلف روابط الكيمياء العضوية. تملك هذه الرابطة استقطاب ضعيف، وتملك طاقة تفكك للرابطة 544 KJ/mol، بنيوياً يتميز بسطح أملس بشكل كبير مما يقلل من التآكل بالاحتكاك. من تطبيقاته المعروفة لدى الجميع، طلاء سطوح المقالي وغيرها من تجهيزات المطابخ غير اللاصقة.

التفلون بحد ذاته ليس خطراً، لكن يضاف إليه حمض بيرفلورو الايتانوئيك  PFOA  بالرمز C8. يستخدم أثناء عملية التفلون على الرغم من حرقه أثناء العملية ولا يظهر ضمن كميات ملحوظة ضمن المنتج النهائي.

من خواصه أنه مادة فعالة سطحياً، تستخدم بشكلها الملحي (ملح فلورو ايتانوئيك الآمونيوم) كمادة مستحلبة أثناء بلمرة البوليميرات الفلورية، حيث تتميز بقدرتها الكبيرة على الاستحلاب بسبب بنيتها المميزة: السلسلة الفلوروكربونية ذات صفة هيدروفوبية أكبر من سلاسل المستحلبات التقليدية (هذه المركبات أقل تأثراً بقوى لندن التبعثرية من الهيدروكربونات)، فتستطيع تخفيض التوتر السطحي للماء بشكل أكبر من بقية المستحلبات.

يستخدم التفلون أيضاً كمادة تمنع من تلوث الأقمشة والسجاد، الجلود، من الزيوت والملوثات والماء، وأيضاً في تصنيع شمع الأرضيات والورق المشمع. ويستخدم كمادة عازلة ضمن الأسلاك الالكترونية، الرغويات المضادة للحريق، وغيرها من التطبيقات.

المخاطر الصحية

لهذا الحمض القابلية لأن يكون ذو تأثير صحي خطير، كونه يستطيع البقاء ضمن الطبيعة وجسم الإنسان ولفترات طويلة، وللأسف، من الملاحظ من تطبيقاته الواسعة، إمكانية التعرض إليه بطرق كثيرة. تظهر الدراسات في الولايات المتحدة الأمريكية بأنه موجود في دم  98% من السكان، ضمن مستويات الجزء بالمليار ppb. وجدت مستويات أعلى منه في الدم في الأماكن التي تستخدم المياه المحلية. الأشخاص الذين هم على تماس مع PFOA ضمن أماكن العمل هم معرضون لأن تكون نسبته في الدم عندهم أكبر بـ 2000 مرة من المعدل العادي.

يمكن لهذا الحمض أن يتواجد ضمن مركبات مشابهة لكن بنسب منخفضة في الأغذية، مياه الشرب، والغبار المنزلي.

على الرغم من تواجد الحمض ضمن مياه الشرب بنسب ضئيلة، فمن الممكن أن يكون مرتفعاً في أماكن معينة، كمثال، تكون نسبته في المياه ضمن منطقة قريبة من معمل كيميائي في ولاية فيرجينيا عالية جداً. يمكن أن يتعرض الناس لهذا المركب عند استخدام شمع التزلج، الأقمشة والسجاد المعالجان ليصبحا مقاومان للتلطخ بالأوساخ. لا يعتبر الطلاء غير اللاصق مصدراً ذو أهمية.

الدراسات في المخابر

عندما تم تعريض الحيوانات لحمض PFOA، أظهرت الدراسات زيادة في قابلية حدوث أورام سرطانية في الكبد، الخصى، الغدد الثديية، والبنكرياس. تقوم الدراسات بتدقيق الكميات التي من الممكن أن يتعرض لها الانسان وقد تسبب له السرطان، كون هناك اختلافات بنيوية مابين البشر والحيوانات، حتى من الممكن أن تكون آلية تشكل السرطان عند الانسان مختلفة منها عند الحيوانات، وهو مازال غير واضحاً حتى الآن.

الدراسات على البشر

أجريت دراسات على السكان القريبين من المعمل الكيميائي في فيرجينيا، دلت الدراسات على ازدياد خطر حدوث سرطان الخصية، بسبب التعرض لهذا الحمض، حيث كانت تقوم الدراسة التجريبية على أنه كلما زادت نسبة الحمض في الجسم، كلما زاد احتمال حدوث السرطان.

الجدير بالذكر أنه حتى اليوم، لم تصدر الوكالات الدولية أية تحريمات باستخدام هذا الحمض، فعلى الرغم من الدراسات التي قامت بها، لم تقيم بشكل رسمي فيما كان PFOA يسبب السرطان أم لا.

مصادر للاستزادة:

BPA Side Effects. (n.d.). Baum Hedlund. Retrieved September 24, 2014, from http://www.baumhedlundlaw.com/bpa/bpa_side_effects.php

BPA, chemical used to make plastics, found to leach from polycarbonate drinking bottles Into humans. (n.d.). Harvard School of Public Health. Retrieved September 24, 2014, from http://www.hsph.harvard.edu/news/press-releases/bpa-chemical-plastics-leach-polycarbonate-drinking-bottles-humans/

[/fusion_builder_column][/fusion_builder_row][/fusion_builder_container]