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¿Alguna vez se ha preguntado si existe una forma más ecológica de fabricar plástico con OUT utilizando aceite extranjero? Actualmente, se estima que la producción mundial de plástico a base de petróleo es de alrededor de 100 millones de toneladas anuales, y que se requieren siete millones de barriles de petróleo POR DÍA para producir ese plástico (fuente de información). ¡Qué tal si pudiéramos tomar ese número y reducirlo a cero! Todo esto es posible con el plástico ecológico del futuro, y puedes hacer algo ahora mismo: ¡FUERA DE UNA PAPA! Cuando descubrí que podías hacer esto, usé almidón de maíz, agua y aceite de maíz para hacer el plástico; Luego hice un proyecto de feria de ciencias, gané el segundo lugar en mi escuela y obtuve una mención honorífica (3-6 lugar) en la Feria Regional de Ciencias de 2003. El plástico que hice para la feria de ciencias funcionó, pero se secó y se volvió quebradizo en aproximadamente una semana. Unos años más tarde, descubrí un artículo que describe una manera de mejorar su plasticidad al alterar la composición química del almidón.

Para este instructivo, describiré cómo hacer plástico desde cero, extrayendo almidón de una papa y procesándolo en una resina con artículos para el hogar. Si no tiene ganas de tomarse el tiempo para extraer el almidón de una papa, puede usar almidón de maíz. Este es un proyecto para todos ustedes ecologistas, personas que desean comer árboles, creyentes del calentamiento global (no soy uno por cierto), y especialmente Al Gore.

¡Vamos a divertirnos y hacer papas plásticas!

Suministros:

Paso 1: Reúna los materiales

La mayoría de los materiales que necesitará estarán en su casa o se pueden comprar en la mayoría de los supermercados y tiendas de mejoras para el hogar.

Ingredientes:

2 papas de piel blanca O almidón de patata O almidón de maíz

agua

Glicerina líquida 100% vegetal

Vinagre blanco

Colorante alimenticio

Herramientas / Suministros:

Sartén antiadherente

Espátula o espátula

Estufa o placa caliente

Cuchillo o guillotina

Opcional:

licuadora

policía

filtrar

compuesto de fundición

Paso 2: Opcional: ¡Extrae el almidón!

Ahora que tiene una papa, puede que se esté preguntando cómo haremos plástico con esto. La respuesta: extraer el almidón. ¿Como haremos esto? ¡LICUADORA! Dado que las papas contienen aproximadamente un 95% de almidón (además del agua), hacer una papa en forma de almidón en polvo es relativamente fácil.

Una nota para los espectadores más jóvenes: asegúrese de preguntar a sus padres si está bien usar un pelador, un cuchillo y una licuadora, y siempre tenga cuidado cuando trabaje con cuchillas expuestas.

1) Consiga una patata, y lávela.

2) Use un pelador para quitar toda la piel.

3) Corte la papa desnuda en cubos que su licuadora puede manejar.

4) Agregue aproximadamente 1 taza de agua y los cubos a la licuadora y enciéndala en alto durante un minuto o dos.

5) Use un filtro de café para colar el agua turbia.

6) Si planea hacer el plástico de inmediato, no es necesario secar la mezcla por completo, pero si planea almacenarlo por un tiempo, extiéndalo sobre papel encerado en un área soleada para que se seque (podría estar mohoso) de otra manera).

Heres una sugerencia por legionlabs para purificar el almidón extraído de la papa, eliminando la celulosa no deseada:

"Dado solo las papas, es posible que pueda aumentar la pureza del almidón para su proceso al eliminar la celulosa con este reactivo, que se puede obtener a partir de materiales comúnmente disponibles:

en.wikipedia.org/wiki/Tetraaminecopper_hydroxide

Puede reutilizar el reactivo precipitando la celulosa acidificando la mezcla, filtrando la celulosa y volviendo el reactivo básico de nuevo ".

Si no desea hacer el almidón desde cero, puede pedir en línea un almidón prefabricado de mayor calidad o comprarlo en su supermercado local. El almidón de maíz y el de tapioca también funcionan bien para hacer plástico. En el paso 3 …

Paso 3: Mezclarlo!

Ahora que ha reunido todos los materiales e ingredientes necesarios, es hora de mezclar un lote de plástico de papa. Una nota para los espectadores más jóvenes: asegúrese de tener un padre con usted cuando use la estufa, ¡no quiero que queme su casa debido a este instructivo! Además, tenga cuidado con la resina plástica de almidón cuando la vierta en un molde, hace mucho calor y lo quemará si se pone en contacto con su piel, nunca puede ser demasiado cauteloso con las sustancias hirvientes.

1) Mida 60 ml (4 cucharadas) de agua fría y viértalo en el vaso de precipitados o en el recipiente donde calienta la mezcla.

2) Mida 10 gramos (o aproximadamente 1 cucharada) de almidón (el almidón de papa / maíz que hizo o compró) y agréguelo al agua.

3) Agregue 5 ml o aproximadamente 1 cucharadita de ácido (vinagre) a la mezcla.

4) Agregue 5 ml o aproximadamente 1 cucharadita de glicerina a la mezcla, más glicerina la hará más suave y flexible, menos la hará más dura y rígida pero más quebradiza.

5) Si desea un plástico de color, agregue ahora el colorante para alimentos. Alrededor de 5 gotas es lo suficientemente bueno.

6) Encienda el quemador a fuego lento y revuelva constantemente la mezcla. Cuando comience a espesarse, gire el fuego a medio y revuelva aún más. Cuando empiece a hervir, sigue hirviéndolo durante 5 minutos. Desea que sea muy claro y pegajoso (aunque no como la pasta de dientes, piense en flubber)

7) Ahora debe tener una sustancia "pegajosa" que puede verter en un molde, o puede verterla en una lámina de papel aluminio / silicona para calentar.

8) Dependiendo de la humedad, debe tomar aproximadamente 1 día secarse en un lugar soleado. Puede secarlo más rápido poniéndolo en un horno configurado a 150 F durante 1-2 horas.

Paso 4: ¡Úsalo!

Por lo tanto, a estas alturas ya debería tener una gran cantidad de resina plástica de almidón desordenado que está lista para moldearse, inyectarse, moldearse y transformarse en lo que desee. Una ventaja importante de este plástico, además del hecho de que no usa petróleo, es que también es 100% biodegradable. Eso significa que en las condiciones adecuadas, se descompondrá en meses en lugar de miles de años. Es hora de ser creativo y descubrir cosas para las que podemos usarlo.

Las posibilidades incluyen:

-Placas y vajillas.

-Bolsas de plástico

-Tazas

-Bochas

-Plumas

-Y cualquier otra cosa que puedas imaginar …

un video que muestra una pieza de plástico coloreado que es muy flexible y fuerte (la lágrima que se produce es por secado)

Paso 5: La ciencia detrás de esto.

Ahora que ha hecho plástico verde hasta el fondo, puede que se esté preguntando ¿CÓMO es posible hacer plástico con una papa? Para descubrirlo, debemos analizar de qué se compone el almidón a nivel molecular y cómo se forman los plásticos. Usaré la ayuda de nuestro buen amigo Wikipedia para definir algunos de los términos de los que hablaremos.

Primero, veamos cómo se forman los plásticos regulares a base de petróleo. Según Wikipedia los plásticos son:

polímeros: largas cadenas de átomos unidos entre sí. Los termoplásticos comunes varían de 20,000 a 500,000 en peso molecular, mientras que se supone que los termoestables tienen un peso molecular infinito. Estas cadenas están formadas por muchas unidades moleculares de repetición, conocidas como "unidades de repetición", derivadas de "monómeros"; Cada cadena de polímero tendrá varios miles de unidades de repetición. La gran mayoría de los plásticos están compuestos de polímeros de carbono e hidrógeno solos o con oxígeno, nitrógeno, cloro o azufre en la columna vertebral. La columna vertebral es la parte de la cadena en el "camino" principal que une un gran número de unidades de repetición.

Si quieres una muy buena explicación visual de los polímeros, ve aquí al planeta polimérico.

Ahora que entendemos los polímeros y cómo se forman los plásticos regulares, veamos cómo sucede esto con el almidón.

El almidón es una mezcla de dos polímeros llamados amilosa y amilopectina, en una proporción de aproximadamente 1: 4 (4 es la amilopectina). Amilosa es un polímero lineal de glucosa unido principalmente con enlaces (1 -> 4). Se puede hacer de varios miles de unidades de glucosa., donde como amilopectina Es un polímero de glucosa muy ramificado..

¿Qué significa todo esto? Bueno, para obtener algo que se parezca al plástico, necesitamos tener cadenas de polímeros LARGAS RECTA. Dado que el almidón tiene polímeros tanto lineales como ramificados, necesitamos eliminar o alterar la amilopectina, por lo que nos quedamos con largas cadenas rectas. Dado que pasar y seleccionar todas las moléculas individuales de amilopectina con un microscopio electrónico no es una opción, tuvimos que alterar el almidon Usamos vinagre (ácido acético) para descomponer la amilopectina en moléculas rectas pero cortas de dextrina (comercialmente se produce dextrina de la amilopectina por hidrólisis del ácido clorhídrico: la amilopectina se tuesta en recipientes encamisados ​​en aceite caliente, el aceite se calienta a 450ºC, al mismo tiempo que se agrega HCl a la amilopectina, el ácido más el calor hace que la estructura molecular del almidón cambie. /polimerizar).

Así que ahora nos quedamos con amilosa y dextrina a la que añadimos glicerina. ¿Por qué hicimos esto? Bueno, no todos los plásticos normales son suaves y flexibles. Para lograr esta propiedad, se agrega algo llamado plastificante a la resina plástica. De wikipedia, Los plastificantes para plásticos son aditivos, más comúnmente ftalatos, que dan a los plásticos duros como el PVC la flexibilidad y durabilidad deseadas. A menudo se basan en ésteres de ácidos policarboxílicos con alcoholes alifáticos lineales o ramificados de longitud de cadena moderada. Los plastificantes trabajan incrustándose entre las cadenas de polímeros, separándolos (aumentando el "volumen libre") y, por lo tanto, reduciendo significativamente la temperatura de transición vítrea del plástico y suavizándolo. Para plásticos como el PVC, cuanto más plastificante se agregue, más baja será la temperatura de flexión en frío. Esto significa que será más flexible, aunque su fuerza y ​​dureza disminuirán como resultado de ello.

Imagina que tienes un montón de fideos de espagueti cocidos distribuidos a lo largo. Cuando el agua de los espaguetis se seca, comienzan a pegarse entre sí. Si tuvieras que agarrar un puñado grande y doblarlo, lo más probable es que los espaguetis se rompan. Sin embargo, si añadimos un poco de aceite de oliva o mantequilla a los espaguetis, sería más flexible y no se rompería. La mantequilla o el aceite se está metiendo entre las cuerdas de espagueti individuales y lubricándolas.

Este mismo concepto se aplica a nuestro plástico. La glicerina se introduce entre las moléculas de amilosa y dextrina y evita que se adhieran entre sí. Sin la glicerina en nuestro plástico, se agrietaría y se rompería si la doblamos, o le presionáramos, pero como le agregamos glicerina, un plastificante, el plástico de almidón es flexible.

Ahora que entiendes cómo hacer que la papa sea plástica, y la ciencia detrás de ella, avanza y difunde las buenas nuevas a todos, para que ellos puedan disfrutarla y guardar los recursos de nuestros planetas al mismo tiempo.