Concepts clés
Plastique
Polymères
Lait
Caséine
Introduction
Avez-vous déjà entendu dire que le plastique peut être fabriqué à partir de lait ? Si cela vous semble tiré par les cheveux, vous serez peut-être surpris d’apprendre que du début des années 1900 jusqu’à environ 1945, le lait était couramment utilisé pour fabriquer de nombreux ornements en plastique. Il s’agissait notamment de boutons, de boucles décoratives, de perles et d’autres bijoux, de stylos à plume, de supports de miroirs à main et d’ensembles de peignes et de brosses fantaisie. Le plastique de lait (généralement appelé plastique de caséine) a même été utilisé pour fabriquer des bijoux pour la reine Mary d’Angleterre ! Dans cette activité, vous allez fabriquer votre propre plastique de caséine à partir de lait chaud et de vinaigre.
Contexte
Les plastiques sont un groupe de matériaux qui peuvent avoir un aspect ou un toucher différent, mais qui peuvent tous être moulés dans des formes variées. Les similitudes et les différences entre les différents produits en plastique se résument aux molécules qui les composent. Toutes les matières plastiques sont composées de molécules qui se répètent en une chaîne, appelée polymère. Les polymères peuvent être des chaînes constituées d’un seul type de molécules ou de molécules différentes, reliées entre elles selon un schéma régulier. De plus, dans un polymère, une seule répétition du motif de molécules est appelée un monomère, qui peut être constitué d’un seul type de molécule ou en inclure plusieurs différents.
Le lait contient de nombreuses molécules d’une protéine appelée caséine. Chaque molécule de caséine est un monomère et une chaîne de monomères de caséine est un polymère. Le polymère peut être ramassé à la pelle et moulé, c’est pourquoi le plastique fabriqué à partir du lait est appelé plastique de caséine.
Matériels
– Tasse à mesurer
– Lait
– Four et poêle ou un récipient pour micro-ondes et micro-ondable
– Tasse ou autre tasse résistant à la chaleur
– Cuillères à mesurer
– Vinaigre blanc
– Essuie-tout
– Une surface propre, surface dure et propre qui ne sera pas endommagée par l’humidité
– Cuillère
– Emporte-pièce, paillettes, colorant alimentaire, marqueurs (tous facultatifs)
– Aide et surveillance d’un adulte pour chauffer et manipuler les liquides chauds
Préparation
– Faites chauffer une tasse de lait dans une casserole ou sur la cuisinière jusqu’à ce qu’elle soit fumante. Vous pouvez également faire chauffer le lait dans un récipient allant au micro-ondes en le réchauffant à 50 % de puissance pendant cinq minutes. Il devrait être à peu près à la même température que le lait que vous utiliseriez pour faire du cacao chaud ; chauffez plus longtemps si nécessaire.
Procédure
– Ajoutez quatre cuillères à café (c. à thé) de vinaigre blanc dans une tasse ou une autre tasse résistant à la chaleur.
– Ajoutez la tasse de lait chaud dans la tasse. Vous devriez voir le lait former des amas blancs que l’on appelle du caillé. Pourquoi pensez-vous que le lait forme des caillés lorsqu’il est ajouté au vinaigre ? De quoi pensez-vous qu’ils sont faits ?
– Mélangez lentement le mug avec une cuillère pendant quelques secondes. Que se passe-t-il lorsque le lait et le vinaigre sont mélangés ? Pourquoi pensez-vous que c’est le cas ?
– Empilez quatre couches de papier absorbant sur une surface dure qui ne sera pas endommagée si elle devient humide.
– Une fois que le mélange de lait et de vinaigre a un peu refroidi, utilisez une cuillère pour extraire le caillé. Vous pouvez le faire en inclinant la cuillère contre l’intérieur de la tasse pour laisser l’excès de liquide s’écouler tout en retenant le caillé dans la cuillère. Récupérez autant de lait caillé que vous pouvez de cette façon et mettez-les sur le dessus de la pile de serviettes en papier.
– Repliez les bords de la pile de serviettes en papier sur le lait caillé et appuyez dessus pour absorber l’excès de liquide. Utilisez des serviettes en papier supplémentaires si nécessaire pour absorber l’humidité restante.
– Pétrissez tous les caillés ensemble en une boule, comme si c’était de la pâte. Ce que vous avez dans les mains est du plastique de caséine. En quoi les caillés pétris sont-ils différents au toucher et à l’aspect des caillés originaux ?
– Si vous voulez utiliser le plastique de caséine pour faire quelque chose, vous pouvez le colorer, le façonner ou le mouler maintenant (dans l’heure qui suit la fabrication de la pâte plastique) et le laisser sécher sur du papier absorbant pendant au moins 48 heures. Une fois qu’il aura séché, le plastique de caséine sera dur.
– Conseil : Pour façonner le plastique, la pâte doit être bien pétrie. Les moules et les emporte-pièces fonctionnent bien ou, avec plus de patience, la pâte peut être sculptée à la main. Du colorant alimentaire, des paillettes ou d’autres morceaux décoratifs peuvent être ajoutés à la pâte de plastique de caséine humide, et le plastique de caséine séché peut être peint ou coloré avec des marqueurs.
– Extra : Comment la quantité de vinaigre utilisée affecte-t-elle le rendement du plastique de caséine ? Pour le savoir, vous pouvez répéter cette activité – mais en plus de tester quatre cuillères à café de vinaigre blanc avec une tasse de lait chaud, essayez également de tester une cuillère à café, deux cuillères à café ou huit cuillères à café du vinaigre, chacune avec une tasse de lait chaud. Pour recueillir le plus de caillé et avoir une meilleure idée de son rendement en caséine plastique, au lieu de ramasser le caillé avec une cuillère, vous pouvez verser le mélange de vinaigre et de lait à travers un morceau de tissu en coton (comme un vieux T-shirt) fixé avec des élastiques sur le dessus d’une tasse.
– Extra : En plus du vinaigre, il y a beaucoup d’autres acides que nous rencontrons en permanence dans la cuisine, comme le jus de citron, le jus d’orange, le soda et le jus de tomate. Certains de ces acides courants fonctionnent-ils mieux que d’autres pour fabriquer du plastique de caséine ?
– Extra : Vous avez utilisé du lait chaud dans cette activité qui n’était pas à une température spécifique, mais l’utilisation de lait plus chaud ou plus froid pourrait affecter la réaction de la caséine plastique. Concevez une expérience pour étudier cette question. Comment la température du lait affecte-t-elle la quantité de plastique de caséine que vous pouvez produire ?
Observations et résultats
Pouviez-vous voir le caillé lorsque le lait chaud et le vinaigre étaient mélangés, et pouviez-vous évider le caillé pour fabriquer du plastique de caséine ?
Après avoir ajouté le lait chaud au vinaigre, de petits morceaux blancs – ou caillés – devraient devenir visibles dans le mélange. C’est parce que l’ajout d’un acide (comme le vinaigre) au lait modifie le pH (acidité) de ce dernier et fait en sorte que les molécules de caséine se déplient et se réorganisent en une longue chaîne, faisant ainsi cailler le lait. Vous devriez être en mesure de séparer le caillé de la majeure partie du liquide à l’aide d’une cuillère. Un séchage supplémentaire du caillé avec les serviettes en papier devrait rendre le caillé prêt à être pétri en boule et à être utilisé comme plastique de caséine, qui peut être moulé et décoré.
Plus à explorer
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