Биопластик из крахмала: ингредиенты и рецепты

Продолжаем двигаться к самостоятельному созданию "крахмалопласта". Мы уже собрали как можно больше доступной в Интернете информации о том, как приготовить натуральный биоразлагаемый пластик из крахмала в домашних условиях. Настало время разобраться в рецептуре и определиться с ингредиентами для экспериментов. Из исследованных материалов мы собрали 4 основных рецепта.

Рецепты ​

1. Химический ​

• 250 мл воды
• 2,5 г крахмала
• 30 мл  раствора 1 моль/л соляной кислоты
• 20 мл  глицерина
• ~30 мл раствора 1 моль/л гидроксида натрия
• индикаторная бумага

Вода, крахмал, глицерин и соляная кислота смешиваются и кипятятся 15 минут на горелке, затем смесь нейтрализуется раствором щелочи и выкладывается на подложку.

2. Уксусный ​

• 1 ст. ложка (10 г) крахмала
• 4 ст. ложки (60 мл) воды
• 1 ч. ложка (5 мл) уксуса
• 1 ч. ложка (5 мл) глицерина

Все ингредиенты смешиваются в кастрюле и варятся при постоянном помешивании до загустения. Смесь охлаждается и формуется.

3. Содовый ​

• 1 чашка крахмала
• 2 стакана соды
• 0,5 стакана воды

Рецепт самодельной массы для лепки. После высыхания затвердевает.

4. Солевой ​

• 1 ч. ложка (3 г) крахмала
• 45 мг поваренной соли
• 2/3 чашки (160 мл) 1%-ного раствора глицерина

Рецепт от Green-plastics.net. Все ингредиенты смешать, нагревать на плите при постоянном помешивании до 95°С или до начала вспенивания. Снять с огня, продолжая помешивать массу для осаждения пены. Горячая масса выкладывается в форму и оставляется высыхать.

Механизм реакции ​

Для лучшего понимания сходств и отличий рецептур и для облегчения поиска правильных подходов к приготовлению крахмалопласта, важно понимать механику протекающих в процессе его получения реакций и их предназначения.

Крахмал состоит в основном из двух видов полисахаридов: линейной амилозы и ветвистого амилопектина. Для получения пластика намного лучше подходят линейные молекулы, именно поэтому в рецептах присутствуют кислоты и соли. Ионы в растворе способствуют гидролизу связей, соединяющих ветви амилопектина, разрывая его на множество более коротких цепочек амилозы. Эти длинные молекулы перепутываются и образуют прочные связи.

Такие крепкие переплетения приводят к образованию достаточно твёрдого и жёсткого пластика, что может стать причиной его хрупкости и ограниченности сфер применения. Для того, чтобы обеспечить некоторое скольжение между цепочками и сделать материал достаточно гибким, во многих рецептах присутствует глицерин. Он выполняет роль смазки в структуре полученного пластика и делает его мягким и гибким.

С пониманием этих механизмов можно приступать к сбору ингредиентов, необходимых для начала практических экспериментов по изготовлению "крахмалопласта" своими руками.

Ингредиенты ​

Картофельный крахмал продаётся практически в любом продуктовом магазине. Там же не составит труда приобрести уксус, соду, соль. Глицерин продаётся в аптеках в пузырьках. Соляную кислоту и гидроокись натрия можно приобрести в химическом магазине, но проще обойтись без этих едких промышленных компонентов.