Biomuovien hyödyntäminen

Muo­vit ovat pit­kis­tä mo­le­kyy­li­ket­juis­ta muo­dos­tu­via ai­nei­ta. Bio­muo­vit ovat muo­ve­ja jot­ka teh­dään bio­mas­sas­ta toi­sin kuin useim­min käy­tet­ty maa­öl­jys­tä val­mis­tet­tu muo­vi. Bio­muo­vit ovat hyö­dyl­li­siä kos­ka ne voi­daan teh­dä bio­ha­jo­a­vik­si tai ko­ko­naan maa­tu­vik­si, ei­vät­kä ne näin ros­kaa luon­toa sa­mal­la ta­val­la kuin öl­jys­tä teh­ty muo­vi.

Pro­jek­tin ide­a­na oli tut­kia bio­muo­vien omi­nai­suuk­sia ja sel­vit­tää nii­den val­mis­tus me­ne­tel­miä. Ha­lu­sim­me ko­keil­la usei­ta eri tek­nii­koi­ta ja ma­te­ri­aa­le­ja muo­vin val­mis­tuk­ses­sa, mut­ta pää­dyim­me käyt­tä­mään kah­ta eri pää­raa­ka-ai­net­ta mai­toa ja ba­naa­nin kuor­ta.

MITÄ BIOMUOVIT OVAT?

Bio­muo­vit ovat uu­siu­tu­vas­ta bio­mas­sas­ta, ku­ten kas­vi­öl­jyis­tä ja mais­si­jau­hois­ta val­mis­tet­tu­ja muo­ve­ja. Bio­muo­vien, niin kuin muit­ten­kin muo­vien val­mis­tus pe­rus­tuu sii­hen, että mo­no­mee­re­jä ket­ju­te­taan ke­mi­al­li­sis­sa pro­ses­seis­sa po­ly­mee­reik­si. Bio­muo­vit ha­jo­a­vat hii­li­di­ok­si­dik­si(tai me­taa­nik­si), bio­mas­sak­si ja ve­dek­si. Bio­muo­vien etu­ja ovat esi­mer­kik­si se, että ne ha­jo­a­vat luon­nol­li­sik­si ai­neik­si, toi­sin­kuin öl­jys­tä val­mis­te­tut, jois­ta osa ei ha­joa ol­leen­kaan tai erit­täin hi­taas­ti. Bio­muo­ve­ja voi myös kier­rät­tää polt­ta­mal­la tai kom­pos­toi­mal­la bio­kaa­su­lai­tok­sis­sa tai te­ol­li­sis­sa kom­pos­to­reis­sa. Bio­muo­vien huo­no­ja puo­lia on esi­mer­ki­si se, jos mais­si­jau­hos­ta ha­lu­taan teh­dä muo­vi te­ol­li­ses­ti, vaa­ti­si se met­sien hak­kaut­ta­mis­ta uu­sien pel­to­jen tiel­tä.

MAITOMUOVI

Ko­kei­lim­me teh­dä mai­dos­ta muo­via eri hap­po­ja käyt­tä­en. Hap­po ha­jot­taa mai­don pro­te­ii­nin ka­se­ii­nin, jon­ka ami­no­ha­pot jär­jes­ty­vät uu­del­leen ket­jui­hin.

Ha­pot: Mai­to­hap­po, pro­pi­o­ni­hap­po, sit­ruu­na­hap­po, suo­la­hap­po 8 m- %, etik­ka­hap­po.

Suo­la­ha­pon val­mis­tim­me pe­rus­tu­en etik­ka­hap­po­liuok­sen mas­sa­pro­sent­tiin, joka oli 10 m- %.

Käy­tim­me myös eri mai­to­laa­tu­ja ja nii­den se­koi­tuk­sia, jois­ta par­hain muo­vi (val­koi­sin ja ta­sai­sin) saa­tiin se­koit­ta­mal­la puo­let ras­va­ton­ta ja puo­let ke­vyt­mai­toa. Ha­pois­ta par­hai­ten toi­mi etik­ka­hap­po, kos­ka sil­lä saa­vu­tim­me yllä mai­ni­tut ha­lu­tut tu­lok­set. Muil­la ha­poil­la ja muil­la mai­to­se­koi­tuk­sil­la näy­te­pa­lois­ta tuli ryp­pyi­siä, kel­ler­tä­viä ja epä­ta­sai­ses­ti vär­jäy­ty­nei­tä. Ko­kei­lim­me pe­ru­na­jau­hoa, mut­ta se ei näyt­tä­nyt pa­ran­ta­van muo­vin omi­nai­suuk­sia.

Mi­tat: 200ml mai­toa ja 10ml hap­poa.

Val­mis­tus­pro­ses­si oli seu­raa­van­lai­nen:

Aloi­tim­me läm­mit­tä­mäl­lä mai­toa 50 °C:een. Joi­tain näy­te­pa­lo­ja var­ten li­sä­sim­me pe­ru­na­jau­hoa läm­mi­tyk­sen jäl­keen. Sit­ten li­sä­sim­me etik­kaa tai muu­ta hap­poa. Ha­pon li­säyk­sen jäl­keen tah­na­mais­ta ma­te­ri­aa­lia al­koi muo­dos­tu­maan noin 5-30 se­kun­nis­sa se­koi­tus-sau­van ym­pä­ril­le. Tah­na oli muo­vat­ta­vis­sa noin 2 mi­nuut­tia, kun­nes sen ra­ken­teet muut­tui­vat jäh­meik­si ja re­pei­le­vik­si. Muo­vin lo­pul­li­nen kui­vu­mi­nen kes­ti vä­hin­tään­kin 2 päi­vää riip­pu­en muo­vin mää­räs­tä ja ym­pä­ris­tös­tä.

Lop­pu­tu­lok­se­na oli noin 10 gram­ma vaa­le­an­kel­tais­ta muo­via. Noin 5 mm pak­sui­nen muo­vi oli kä­sin pa­loi­tel­ta­vis­sa, mut­ta 2 sen­tin pak­sui­nen muo­vi pa­la­nen ha­jo­si vain va­sa­ran lyön­nil­lä. Ar­vi­om­me muo­vin ole­van noin 3.5 Moh­sin ko­vuus as­tei­kol­la.

Vär­jä­sim­me joi­tain muo­vi­pa­lo­ja mus­tik­ka­uut­teel­la jota olim­me val­mis­ta­neet, tä­män seu­rauk­se­na kap­pa­lees­ta tuli tum­man vi­o­let­ti. Ko­kei­lim­me myös muo­vin pääl­lys­tä­mis­tä ak­ryy­li­maa­li­ker­rok­sel­la pa­ran­taak­sem­me nii­den ko­vuut­ta ja kos­teu­den sie­to­ky­kyä.

Lo­pul­ta ja­oim­me vii­mei­sen pur­kil­li­sen ras­va­ton­ta mai­toa kah­tia. Toi­seen puo­leen lit­raan käy­tim­me 10 ml etik­kaa ja toi­seen 25 ml. Kym­me­nen mil­li­lit­ran eräs­tä teim­me sup­pi­lon muo­toi­sia esi­nei­tä, ja 25 mil­li­lit­ran eräs­tä teim­me mus­ti­kal­la vär­jä­tyn as­ti­an. Mus­ti­kal­la vär­jä­tys­tä eräs­tä saim­me 16 gram­maa muo­via.

MUSTIKKAVÄRI

Pu­ris­tim­me su­la­te­tuis­ta pa­kas­te mus­ti­kois­ta me­hut, jon­ka jäl­keen suo­da­tim­me nes­teen. Sit­ten haih­du­tim­me suu­rim­man osan me­hun ve­des­tä pois, jol­loin jäl­jel­le jäi­vät mus­ti­kan väri­ai­neet.

BANAANIMUOVI

Pää­tim­me val­mis­taa muo­via ba­naa­nis­ta.

Re­sep­ti on täl­lai­nen (läh­de 1):

Käy­tim­me ba­naa­nin­kuo­ret 0.5-mas­sa­pro­sent­ti­ses­sa vety­pe­rok­si­di­liuok­ses­sa. Käy­tim­me tätä ai­net­ta kos­ka emme saa­neet käyt­tööm­me oh­jees­sa ol­lut­ta nat­rium­py­ro­sul­fiit­tia ja vety­pe­rok­si­di vai­kut­ti omaa­van sa­mo­ja omi­nai­suuk­sia. Sit­ten kei­tim­me ba­naa­nin­kuo­ria 30 mi­nuut­tia. An­noim­me ba­naa­nin­kuo­rien kui­vua side­har­so­jen pääl­lä. Tä­män jäl­keen hie­non­sim­me ba­naa­nin­kuo­ret käyt­tä­en huh­ma­ret­ta. Sit­ten ja­oim­me täs­tä seu­raa­van tah­nan 25 ml:n an­nok­siin 50 ml:n kei­tin­la­sei­hin.

Seu­raa­vak­si lasi­sau­val­la se­koit­ta­en li­sä­sim­me jo­kai­seen kei­tin­la­siin 3 ml ai­em­min val­mis­ta­maam­me  8 m -% suo­la­hap­poa, 2 ml  m -% gly­se­ro­lia ja 3 ml 1 mol/l nat­rium­hyd­rok­si­di­liuos­ta. Sit­ten ja­oim­me mas­sat muot­ti­as­ti­oi­hin, joi­ta pi­det­tiin 130 °C-läm­pöi­ses­sä uu­nis­sa noin 30 mi­nuut­tia, jon­ka jäl­keen muo­vin pi­täi­si oh­jeen mu­kaan olla mah­dol­lis­ta, mut­ta omat näyt­teem­me oli­vat vie­lä­kin peh­mei­tä. Tä­män jäl­keen an­noim­me näyt­tei­den kui­vua vie­lä usei­ta päi­viä, joi­den jäl­keen ohu­et le­vyt oli­vat kui­vu­neet hy­vin. Ne kui­ten­kin haih­dut­ti­vat niin pal­jon vet­tä että ne oli­vat ku­tis­tu­neet huo­mat­ta­vas­ti ja hal­keil­leet. Huo­ma­sim­me että le­vyik­si ase­tel­lut pa­la­set oli­vat huo­mat­ta­vas­ti muo­vin tai ku­min kal­tai­sia; ne oli­vat tai­vu­tel­ta­via, ja kiil­tä­viä ta­sai­sel­ta puo­lel­ta.

JOHTOPÄÄTÖKSET

Yri­tim­me löy­tää re­sep­tin bio­muo­vil­le joka kes­täi­si vet­tä ja is­ku­ja ja joka oli­si muo­vat­ta­vis­sa.  Mai­to­muo­vi täyt­ti is­kun­kes­tä­vyy­den ta­voit­teen, mut­ta se ei kes­tä­nyt vet­tä ko­vin hy­vin. Sitä on myös han­ka­la muo­va­ta, kos­ka se käp­ris­tyy kui­vu­es­saan ja hal­kei­lee. Ba­naa­ni­muo­vi taas oli muo­vin­kal­tais­ta, mut­ta sen muo­vaa­mi­nen on vai­ke­aa sen ku­tis­tu­mi­sen ta­kia eikä se­kään luul­ta­vas­ti kes­täi­si vet­tä. Ak­ryy­li­maa­leil­la ve­den­pi­tä­vyyt­tä voi kui­ten­kin pa­ran­taa.

Mai­to­muo­vi on mel­ko käy­tän­nöl­lis­tä, jos sen val­mis­ta­mis­ta var­ten on oi­ke­an­lai­sia vä­li­nei­tä. Mai­to­muo­vin eli ga­la­lii­tin tuo­tan­to nou­si 1900-lu­vun alus­sa ja sitä käy­tet­tiin mo­nien eri esi­nei­den val­mis­tuk­seen. 70-lu­vul­la poly­es­te­ri­hart­sit syr­jäyt­ti­vät ga­la­lii­tin. (läh­de 5)

Ba­naa­ni­muo­vil­le on han­ka­laa löy­tää käyt­tö­koh­tei­ta. Sen muo­vaa­mi­nen on lii­an han­ka­laa, ja sen teks­tuu­ri on mel­ko epä­miel­lyt­tä­vä.

Lähteet:

1. http://www.sli­des­ha­re.net/jit­hing­kan­nan2/bi­op­las­tic-from-ba­na­na-peels    (Lu­et­tu:5/2/2016)
2. http://www.wi­ki­how.com/Make-Bi­op­las­tic-Ea­si­ly    (Lu­et­tu:5/2/2016)
3. https://www.you­tu­be.com/watch?v=VFvik_THcNQ    (Lu­et­tu:5/2/2016)
4. http://www.wha­tis.tech­tar­get.com/de­fi­ni­ti­on/bi­op­las­tic    (Lu­et­tu:14/2/2016)
5. http://www.ga­la­lith.eu/his­toi­re%20A.htm    (Lu­et­tu:15/2/2016)

Mai­to­muo­vin val­mis­tus­ta

Mai­to­muo­via lasi­sau­vas­sa

Mai­to­muo­vien tes­ti­tu­lok­set

Mus­tik­ka­vä­riä bio­muo­vien vär­jää­mi­seen

Val­mis­ta ba­naa­ni­muo­via

Vär­jät­tyä mai­to­muo­via