Notes-Marathi Medium-इयत्ता-आठवी – सामान्य विज्ञान-पाठ-17- मानवनिर्मित पदार्थ-Maharashtra Board

अभ्यासघटक : प्‍लॅस्टिक  थर्माकोल  काच

निसर्गनिर्मित आणि मानवनिर्मित पदार्थ :

निसर्गनिर्मित पदार्थ : दैनंदिन व्यवहारात वापरल्या जाणाऱ्या आणि नैसर्गिकरीत्या उपलब्ध असणाऱ्या पदार्थांना निसर्गनिर्मित पदार्थ असे म्हणतात.

• निसर्गातून मिळणाऱ्या पदार्थावर जास्त प्रक्रिया करावी लागत नाही; ते तसेच वापरता येतात.
• निसर्गनिर्मित पदार्थ जास्त टिकू शकत नाहीत. त्यांच्या टिकाऊपणाची कालमर्यादा बरीच कमी असते. थोड्याशाच कालांतराने त्यांचे विघटन होऊ लागते.
• निसर्गनिर्मित पदार्थ शाश्वत असतात. त्यांचा पर्यावरणावर विघातक परिणाम होत नाही कारण ते काही काळानंतर सहज विघटन पावू शकतात.
• उदा., लाकूड, खडक, खनिजे, पाणी.

मानवनिर्मित पदार्थ : मानवाने नैसर्गिक पदार्थांवर संशोधन करून त्यांपासून कारखान्यात उत्पादित केलेल्या वेगवेगळ्या पदार्थांना मानवनिर्मित पदार्थ असे म्हणतात.

• मानवनिर्मित पदार्थ बनवताना खूप जास्त आणि कठोर प्रकारात प्रक्रिया कराव्या लागतात. त्यानंतरच आपल्याला हवे तसे गुणधर्म असलेले पदार्थ बनवता येतात.
• मानवनिर्मित पदार्थ अशाश्वत असतात, त्यामुळे त्यांचा पर्यावरणावर नकारात्मक परिणाम होत असतो.
• उदा., काच, प्लास्टिक, कृत्रिम धागे, थर्मोकोल इत्यादी.

प्‍लॅस्टिक (Plastic) :

प्लास्टिक हा सेंद्रिय बहुवारिकांपासून बनवलेला मानवनिर्मित पदार्थ आहे.

प्लास्टिकचे प्रकार :

• रचनेनुसार प्लास्टिकचे दोन प्रकार आहेत : रेखीय व चक्राकार.
• उष्णतेने होणाऱ्या परिणामाच्या आधारावर प्लास्टिकचे दोन प्रकार आहेत : थर्मोप्लॅस्टिक (उष्मामृदू) व थर्मोसेटिंग (उष्मादृढ) प्लॅस्टिक.

(अ) थर्मोप्लास्टिक (उष्मामृदू) : अशा प्रकारच्या प्लास्टिकला हवा तसा आकार देता येतो.

उदा., पॉलीथीन, PVC पासून बनवलेली खेळणी, कंगवे, प्लास्टिकचे ताट, द्रोण इत्यादी.

थर्मोप्लास्टिकचे उपप्रकार :

• पॉलीविनाईल क्लारोइड (PVC) : बाटल्या, रेनकोट, पाइप, हँडबॅग, बूट, विद्युतवाहक तारांची आवरणे, फर्निचर, दोरखंड, खेळणी इत्यादी.
• पॉलीस्टाइरीन (PS) : रेफ्रिजरेटरसारख्या विद्युत उपकरणांचे उष्मारोधक भाग, यंत्रांचे गिअर,
• खेळणी, वस्तूंची संरक्षक आवरणे उदा., सी.डी., डीव्हीडींचे कव्हर इत्यादी.
• पॉलीइथिलीन (PE) : दुधाच्या पिशव्या, पॅकिंगच्या पिशव्या, मऊ गार्डन पाइप इत्यादी.
• पॉलीप्रोपिलीन (PP) : लाऊडस्पीकर व वाहनांचे भाग, दोरखंड, चटया, प्रयोगशाळेतील उपकरणे इत्यादी.

(ब) थर्मोसेटिंग (उष्मादृढ) : उष्णता देऊन अशा प्लास्टिकचा आकार बदलता येत नाही. उदा., घरातील विद्युत उपकरणांची बटणे, कुकरचे हँडलवरील आवरण इत्यादी.

थर्मोसेटिंग प्लॅस्टिकचे. उपप्रकार :

• बॅकेलाईट : रेडिओ, टीव्ही, टेलिफोन यांचे कॅबिनेट, इलेक्ट्रिक स्विच, खेळणी, गृहोपयोगी वस्तू, कुकरच्या हँडलवरील आवरण इत्यादी.
• मेलेमाईन : कपबश्या, प्लेट, ट्रे यांसारख्या गृहोपयोगी वस्तू, विमानाच्या इंजिनाचे काही भाग, विद्युतरोधक व ध्वनिरोधक आवरणे इत्यादी.
• पॉलीयुरेथेन : सर्फबोर्ड, छोट्या बोटी, फर्निचर, वाहनांच्या सीट्स इत्यादी.
• पॉलीइस्टर : तंतुकाच बनवण्यासाठी वापर, लेझर प्रिंटर्सचे टोनर्स, कापड उद्योग इत्यादी.

प्लास्टिकचे गुणधर्म :

• प्लास्टिकवर गंज चढत नाही.
• प्लास्टिकचे विघटन होत नाही. म्हणून त्याला अविघटनशील किंवा अजैवविघटनशील असे म्हणतात.
• प्लास्टिकवर आर्द्रता, उष्णता आणि पाऊस-पाणी अशा अजैविक घटकांचा परिणाम होत नाही.
• प्लास्टिकपासून कोणत्याही रंगाच्या वस्तू बनवता येतात.
• प्लास्टिकला आकार्यता हा गुणधर्म असतो. त्यामुळे आवश्यकतेनुसार कोणत्याही आकारात त्याला वळवता येते.
• प्लास्टिक हे उष्णता आणि विद्युतचा दुर्वाहक आहे.
• प्लास्टिक वजनाने हलके असते. त्यामुळे वाहतुकीसाठी ते सुयोग्य ठरते.

प्‍लॅस्टिक आणि पर्यावरण :

• काही पदार्थांचे नैसर्गिकरीत्या विघटन होते, त्यांना विघटनशील पदार्थ म्हणतात,
• काही पदार्थांचे नैसर्गिकरीत्या विघटन होत नाही, त्यांना अविघटनशील पदार्थ असे म्हणतात.
• प्‍लॅस्टिक अविघटनशील आहे आणि त्यामुळे ते पर्यावरणाच्या दृष्टीने प्रदूषक आहे.

प्लास्टिकच्या वापराचे दुष्परीणाम :

• प्लास्टिक हे अविघटनशील असते. त्यामुळे वापरानंतर ते फेकून दिल्यानंतर ते कोठेतरी साचून राहते. भूमिभरण क्षेत्रात टाकलेल्या अशा प्लास्टिकच्या विघटनाची खूप मोठी समस्या निर्माण होते.
• फेकून दिलेले प्लास्टिक कधी कधी जनावरांच्या पोटात जाऊन त्यांच्या आरोग्यावर परिणाम करते.
• जर प्लास्टिकयुक्त कचरा जाळला तर त्यापासून विषारी वायू निर्माण होतात.
• पाण्यात फेकलेले प्लास्टिक जलचरांच्या शरीरात अडकून त्यांचे जीवन धोक्यात आणतात.

जितका शक्य होईल तितका प्लास्टिकचा वापर कमी केला पाहिजे, कारण प्लास्टिकमुळे पर्यावरणात मोठ्या प्रमाणात प्रदूषण निर्माण होते. ज्यूटच्या पिशव्या, कापडी किंवा कागदी पिशव्या यांचा वापर करावा.

प्लास्टिकपासून बनवलेल्या काही वस्तूंचा वापर मात्र अपरिहार्य आहे.

• प्‍लॅस्टिकचा उपयोग आरोग्य सेवा क्षेत्रात केला जातो, जसे की सिरिंज, इत्यादी.
• मायक्रोवेव्‍ह ओव्‍हनमध्ये अन्न शिजविण्यासाठी वापरली जाणारी भांडी ही प्लॅस्टिकपासून बनवलेली असतात.
• वाहनांचे ओरखड्यां पासून संरक्षण होण्यासाठी गाडीवर टेफ्लॉन कोटींग (Teflon coating) करण्यात येते. टेफ्लॉन हा एक प्‍लॅस्टीकचाच प्रकार आहे.
• प्‍लॅस्टिकचे 2000 पेक्षा जास्‍त प्रकार आहेत.
• विमानाचे काही भाग जोडण्‍या साठी काही प्रकारच्‍या प्‍लॅस्टिकचा उपयोग होतो.
• भिंगे, कृत्रिम दात बनविण्‍यासाठी पॉलीअॅक्रेलिक प्‍लॅस्टिकचा वापर होतो.

थर्माकोल (Thermocol) :

• पॉलीस्टाइरीन या संश्लिष्ट पदार्थापासून थर्मोकोल बनवला जातो.
• या जटिल पदार्थाचा वापर धक्काशोषक आणि तापमान नियंत्रित करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या खोक्यात (thermocol boxes) केला जातो.
• थर्मोकोल 100°C पेक्षा अधिक तापमानाला नेल्यावर द्रव अवस्थेत जाते आणि थंड केल्यानंतर त्याचे स्थायू अवस्थेत रूपांतर होते. या गुणधर्मामुळे थर्मोकोलला हवा तसा आकार देता येतो.
• थर्मोकोल उष्णतेचा दुर्वाहक आहे. त्यामुळे जे चटकन विघटन पावू शकतात, अशा पदार्थांच्या साठवणीकरिता थर्मोकोलचे खोके वापरले जातात. उदा., मासे व फळे.

थर्मोकोलच्या अतिवापराचे पर्यावरण व मानवावर होणारे दुष्परिणाम :

• रोगांस निमंत्रण आणि कर्करोगजन्य परिणाम : स्टायरीन हा कर्करोगजन्य घटक (कॅन्सर निर्माण करणारा) थर्मोकोलमध्ये असतो. त्यामुळे दीर्घकाळ आणि सतत थर्मोकोलच्या सान्निध्यात असणाऱ्या व्यक्तींना रक्ताचा कॅन्सर म्हणजेच Leukaemia आणि लिम्फोमा (Lymphoma) या प्रकारचा कॅन्सर होण्याचा संभव असतो.
• जैवअविघटनशील स्वरूप : नैसर्गिक पद्धतीने थर्मोकोलचे विघटन सहजासहजी होत नाही. जर त्याचा नाश करण्यासाठी ते जाळले तर त्यापासून अतिशय विषारी आणि घातक वायू निर्माण होतात. त्यामुळे अशा कृतीने हवा प्रदूषण होते.
• अतिवापर : थर्मोकोल वापरण्याच्या सुलभतेमुळे आधुनिक युगात मोठ्या प्रमाणातल्या जेवणावळी, पार्ट्या अशा ठिकाणी थर्मोकोलच्या प्लेट्स, पेले, कप इत्यादी वापरले जातात. याच्या विल्हेवाटीचा मोठा प्रश्न तर निर्माण होतोच, पण त्यामुळे आरोग्यावर देखील परिणाम होतो. थर्माकोलच्या भांड्यात ठेवलेले पदार्थ पुन्हा गरम केल्यास त्यात काही प्रमाणात स्टायरीनचा अंश अन्नपदार्थांत विरघळून येतो. अशा आरोग्यास हानिकारक कृती टाळल्या पाहिजेत.
• थर्मोकोल बनवणाऱ्या कंपनीतल्या कामगारांच्या शरीरावर होणारा परिणाम : दीर्घ काळासाठी थर्मोकोल बनवणाऱ्या कंपनीत काम करणाऱ्या व्यक्तींना डोळे, श्वसनसंस्था, त्वचा आणि पचनसंस्थेचे आजार होऊ शकतात. गर्भवती महिलांचा गर्भपात होऊ शकतो. द्रवरूप स्टाइरीनने त्वचा भाजण्याचा संभव असतो.

काच (Glass) :

काच म्‍हणजे सिलिका आणि सिलिकेट यांच्‍या मिश्र णातून तयार झालेला अस्फटिकी, टणक पण ठिसूळ घनपदार्थ.

काचेमध्‍ये असणाऱ्या सिलिकाच्‍या (SiO₂- वाळू) व इतर घटकांच्‍या प्रमाणावरून सोडा लाईम काच, बोरोसिलिकेट काच, सिलिका काच, अल्‍क‍ली सिलिकेट काच असे प्रकार आहेत.

दैनंदिन वापरात काचेचा उपयोग खूप मोठ्या प्रमाणात होतो.

काचनिर्मिती :

• काचनिर्मितीसाठी वाळू, सोडा, चुनखडी आणि अल्प प्रमाणात मॅग्नेशिअम ऑक्साइड यांचे मिश्रण भट्टीमध्ये तापवले जाते.
• वाळू म्हणजेच सिलिकॉन डायऑक्साइड वितळण्यास सुमारे 1700°C तापमान लागते.
• याहून कमी तापमानात (850°C) मिश्रण वितळण्यासाठी मिश्रणात टाकाऊ काचेचे तुकडे टाकण्यात येतात.
• या तापमानाला मिश्रणातील सर्व घटक द्रवरूप होतात. त्यांनतर पुन्हा मिश्रण 1500 °C पर्यंत तापवून नंतर लगेच थंड केले जाते.
• मिश्रण एकदम थंड केल्याने काचेला एकजिनसी अस्फटिक पारदर्शक रूप प्राप्त होते. स्फटिक रूप तयार होत नाही. या प्रकारच्या काचेला सोडा लाइम काच असे म्हणतात.

काचेचे गुणधर्म :

• तापवल्यानंतर मऊ झालेल्या काचेला हवा तसा आकार देता येतो.
• काचेतील घटकतत्त्वांवर काचेची घनता अवलंबून असते.
• काच उष्णतेची मंद वाहक असते. परंतु, जलद उष्णता दिल्यावर किंवा उष्ण काच जलदरीत्या थंड केल्यास ती तडकते किंवा फुटते.
• विजेची दुर्वाहक असल्यामुळे काचेचा उपयोग विद्युत उपकरणांत विद्युत विसंवाहक म्हणून करण्यात येतो.
• पारदर्शकतेमुळे काचेतून प्रकाशाचा बराचसा भाग पारेषित होतो.
• काचेतील घटकतत्त्वांत कधी कधी क्रोमिअम, व्हेनेडिअम किंवा आयर्न ऑक्साइडचा अंतर्भाव केला जातो. त्यामुळे अशा काचेत मोठ्या प्रमाणात प्रकाश शोषला जातो.

काचेचे प्रकार व उपयोग :

(i) सिलिका काच : सिलिकाचा वापर करून तयार केली जाते.

• सिलिका काचेपासून तयार केलेल्या वस्‍तू उष्णतेमुळे अत्‍यल्‍प प्रसरण पावतात.
• आम्‍ल , आम्‍लारीचा त्‍यावर काही परिणाम होत नाही.
• म्‍हणून प्रयोगशाळेतील काचेच्‍या वस्‍तू तयार करण्‍यासाठी सिलिका काच वापरली जाते.

(ii) बोरोसिलिकेट काच : वाळू, सोडा, बोरिक ऑक्‍साइड आणि अॅल्‍युमिनिअम ऑक्‍साइड यांचे मिश्रण वितळवून बारोसिलिकेट काच तयार केली जाते.

• औषधांवर या काचेचा परिणाम होत नाही. म्‍हणून औषधनिर्मिती उद्योगात औषधे ठेवण्‍यासाठी बोरोसिलिकेट काचेपासून तयार केलेल्‍या बाटल्‍या वापरतात.

(iii) अल्‍कली सिलिकेट काच : वाळू आणि सोड्याचे मिश्रण तापवून अल्‍कली सिलिकेट काच तयार केली जाते.

• अल्‍कली सिलिकेट काच पाण्‍यात विद्राव्‍य असल्‍याने तिला जलकाच किंवा वॉटरग्‍लास म्‍हणतात.

(iv) शिसेयुक्‍त काच : वाळू, सोडा, चुनखडी आणि लेड ऑक्‍साइडचे मिश्रण वितळवून शिसेयुक्‍त काच तयार केली जाते.

• चकचकीत असल्‍यामुळे या काचेचा उपयोग विजेचे दिवे, ट्यूबलाईट बनविण्‍या साठी केला जातो.

(v) प्रकाशीय काच : वाळू, सोडा, चुनखडी, बेरिअम ऑक्‍साइड आणि बोरॉन यांच्‍या मिश्रणातून प्रकाशीय काच तयार केली जाते.

• उपयोग चष्‍मे , दुर्बिणी, सूक्ष्‍मदर्शी यांची भिंगे बनविण्‍यासाठी केला जातो.

(vi) रंगीत काच : सोडा लाईम काच रंगहीन असते. तिला विशिष्ट रंग येण्‍यासाठी काच तयार करताना मिश्रणात विशिष्ट धातूचे ऑक्‍साइड मिसळले जाते. उदा. निळसरहिरवी काच मिळण्‍यासाठी फेरस ऑक्‍साइड, लाल रंगाची काच मिळवण्‍यासाठी कॉपर ऑक्‍साइड मिसळले जाते.

• काही विशिष्ट पदार्थ एम्बर रंगाच्या, म्हणजेच पिवळसर-तपकिरी बाटल्यांत, सूर्यप्रकाशामुळे अपघटन होऊ नये म्हणून ठेवले जातात. या रंगामुळे सूर्यप्रकाशातील अतिनील किरण बाटलीतील काचेतून आत शिरू शकत नाहीत. त्यामुळे पदार्थांत रासायनिक प्रक्रिया घडून येत नाहीत. काही औषधे अशा प्रकारच्या बाटल्यांत ठेवली जातात, अन्यथा त्यांच्यावर परिणाम होऊ शकतात.

(vii) संस्‍कारित काच : काचेची उपयुक्‍तता आणि गुणवत्‍ता वाढविण्‍यासाठी तिच्‍या वर काही विशिष्ट संस्‍कार केले जातात. त्‍यातूनच स्‍तरित काच, प्रबलित काच (Reinforced Glass), सपाट काच (Plain Glass), तंतुरूप काच (Fiber Glass), फेन काच, अपारदर्शक काच तयार केली जाते.

• वाहनांच्या, विशेषतः चारचाकी गाडीच्या पुढच्या आणि मागच्या खिडकीच्या काचा टेंपर्ड काचेच्या असतात. या काचेत दोन वक्र काचेच्या तावदानांमध्ये प्लास्टिकचे आवरण असते. त्यामुळे ही काच कठीण आणि संरक्षक होते. टेंपर्ड काच बनवताना त्यावर उष्णतेचे आणि रसायनांचे परिणाम केलेले असतात. त्यामुळे ही काच संस्कारित झालेली असते. त्या काचेला लॅमिनेटेड सुरक्षा काच असे म्हटले जाते. अशी काच फुटली तर त्यापासून कणरूपी काचा बाहेर पडतात. धार असलेले काचेचे तुकडे तयार न झाल्याने प्रवासी इजा न होता सुरक्षित राहतात.

काचेचा पर्यावरणावर होणारा परिणाम :

• सल्फर डायऑक्साइड, नायट्रोजन डायऑक्साइड, कार्बन डायऑक्साइड असे हरितगृह वायू यांच्या कृतीच्या वेळी मुक्त होतात. कारण काच तयार करताना मिश्रण 1500 °C पर्यंत तापवावे लागते.
• काच अविघटनशील असते. म्हणून पर्यावरणात टाकलेल्या टाकाऊ काचा अधिवासावर प्रतिकूल परिणाम करतात.

4R सिद्धांत :

पर्यावरण प्रदूषणापासून बचाव करण्यासाठी करावयाच्या 4 गोष्टी, म्हणजेच

• Reduce - कमीत कमी वापर,
• Reuse - पुन्हा उपयोग करणे,
• Recycle -पुनर्चक्रीकरण आणि
• Recover - पुन्हा प्राप्त करणे

या संकल्पनेला 4R सिद्धांत असे म्हणतात.