Key concepts
Plastic
Polymeren
Melk
Caseïne
Inleiding
Heb je ooit gehoord dat plastic uit melk kan worden gemaakt? Als dit vergezocht klinkt, zult u misschien verbaasd zijn te horen dat vanaf het begin van de 20e eeuw tot ongeveer 1945 melk algemeen werd gebruikt om veel verschillende plastic siervoorwerpen te maken. Het ging onder meer om knopen, siergespen, kralen en andere sieraden, vulpennen, de achterkant van handspiegels, en mooie kam- en borstelsets. Melkplastic (gewoonlijk caseïneplastic genoemd) werd zelfs gebruikt om sieraden voor koningin Mary van Engeland te maken! In deze activiteit maak je je eigen caseïneplastic van warme melk en azijn.
Achtergrond
Plastic is een groep materialen die er verschillend kunnen uitzien of aanvoelen, maar die allemaal in verschillende vormen kunnen worden gegoten. De overeenkomsten en verschillen tussen verschillende plastic producten komen neer op de moleculen waaruit ze bestaan. Alle kunststoffen zijn samengesteld uit moleculen die zich herhalen in een keten, een polymeer genoemd. Polymeren kunnen ketens zijn van één type molecuul of van verschillende moleculen, die in een regelmatig patroon aan elkaar zijn gekoppeld. Ook wordt in een polymeer een enkele herhaling van het patroon van moleculen een monomeer genoemd, dat kan bestaan uit slechts één soort molecuul of uit verschillende soorten.
Melk bevat veel moleculen van een eiwit dat caseïne heet. Elk caseïnemolecuul is een monomeer en een keten van caseïnemonomeren is een polymeer. Het polymeer kan worden opgeschept en gevormd, daarom wordt plastic dat van melk is gemaakt caseïnekunststof genoemd.
Materialen
– Maatbeker
– Melk
– Oven en pan of een magnetron en magnetronbestendig bakje
– Mok of andere hittebestendige beker
– Maatlepels
– Witte azijn
– Papieren handdoeken
– Een schoon, hard oppervlak dat niet beschadigd wordt door vocht
– Lepel
– Cookie-cutters, glitter, kleurstof, stiften (allemaal optioneel)
– Hulp en toezicht van een volwassene bij het verhitten en hanteren van hete vloeistoffen
Voorbereiding
– Verhit een kopje melk in een pan of op een fornuis tot het dampend heet is. U kunt de melk ook in de magnetron doen in een magnetronbestendige kom door hem vijf minuten op 50 procent vermogen te verwarmen. De melk moet ongeveer dezelfde temperatuur hebben als melk die je zou gebruiken om warme chocolademelk te maken; verwarm langer als dat nodig is.
Procedure
– Voeg vier theelepels (tl) witte azijn toe aan een mok of andere hittebestendige beker.
– Voeg de kop hete melk toe aan de mok. Je moet zien dat de melk witte klonters vormt die wrongel worden genoemd. Waarom denk je dat de melk wrongel vormt als het wordt toegevoegd aan de azijn? Waar denk je dat ze van gemaakt zijn?
– Meng de beker langzaam met een lepel gedurende een paar seconden. Wat gebeurt er als de melk en de azijn met elkaar worden vermengd? Waarom denk je dat dit zo is?
– Stapel vier lagen keukenpapier op een hard oppervlak dat niet beschadigd wordt als het vochtig wordt.
– Als het melk-azijnmengsel een beetje is afgekoeld, gebruik je een lepel om de wrongel eruit te scheppen. Je kunt dit doen door de lepel tegen de binnenkant van de beker te kantelen, zodat de overtollige vloeistof eruit loopt terwijl de wrongel in de lepel blijft. Verzamel zoveel mogelijk wrongels op deze manier en leg ze op het stapeltje keukenrol.
– Vouw de randen van het stapeltje keukenrol over de wrongels en druk ze aan om overtollig vocht te absorberen. Gebruik zo nodig extra papieren handdoekjes om het resterende vocht op te nemen.
– Kneed alle wrongels samen tot een bal, alsof het deeg is. Wat u in uw handen hebt, is caseïneplastic. Hoe voelt de gekneedde wrongel anders aan en ziet hij er anders uit dan de oorspronkelijke wrongel?
– Als je het caseïneplastic wilt gebruiken om iets te maken, kun je het nu kleuren, vormen of boetseren (binnen een uur nadat je het plastic deeg hebt gemaakt) en het minstens 48 uur op keukenpapier laten drogen. Als het eenmaal gedroogd is, zal het caseïneplastic hard zijn.
– Tip: Om het plastic vorm te geven, moet het deeg grondig worden gekneed. Vormen en koekjesmessen werken goed of, met meer geduld, kan het deeg met de hand worden geboetseerd. Aan het natte caseïneplasticdeeg kunnen voedselkleurstoffen, glitters of andere decoratieve stukjes worden toegevoegd, en gedroogd caseïneplastic kan worden geverfd of gekleurd met markers.
– Extra: Welke invloed heeft de hoeveelheid gebruikte azijn op de opbrengst van caseïneplastic? Om hier achter te komen, kun je deze activiteit herhalen-maar naast het testen van vier theelepels witte azijn met één kopje warme melk, kun je ook proberen één theelepel, twee theelepels of acht theelepels van de azijn te testen, elk met één kopje warme melk. Om de meeste wrongel te verzamelen en een beter idee te krijgen van hun caseïneplastic opbrengst, kunt u in plaats van de wrongel met een lepel te scheppen, het azijn- en melkmengsel door een stuk katoenen doek gieten (zoals een oud T-shirt) dat met elastiekjes boven op een beker is vastgemaakt.
– Extra: Naast azijn zijn er nog een heleboel andere zuren die we in de keuken voortdurend tegenkomen, zoals citroensap, sinaasappelsap, frisdrank en tomatensap. Werken sommige van deze gebruikelijke zuren beter dan andere om caseïne plastisch te maken?
– Extra: Je hebt in deze activiteit warme melk gebruikt die geen specifieke temperatuur had, maar het gebruik van hetere of koudere melk zou de reactie van caseïne-plastic kunnen beïnvloeden. Ontwerp een experiment om dit te onderzoeken. Welke invloed heeft de temperatuur van de melk op de hoeveelheid caseïneplastic die je kunt maken?
Observaties en resultaten
Kon je de wrongel zien toen de warme melk en de azijn werden gemengd, en kon je de wrongel eruit scheppen om caseïneplastic te maken?
Als je de warme melk aan de azijn toevoegt, moeten er kleine, witte stukjes – wrongel – zichtbaar worden in het mengsel. Dit komt omdat het toevoegen van een zuur (zoals azijn) aan de melk de pH (zuurgraad) van de melk verandert en ervoor zorgt dat de caseïnemoleculen zich ontvouwen en reorganiseren tot een lange keten, waardoor de melk gaat stremmen. De wrongel moet met een lepel van het grootste deel van de vloeistof kunnen worden gescheiden. Door de wrongel verder te drogen met keukenpapier kun je hem kneden tot een bal en gebruiken als caseïneplastic, dat kan worden gevormd en gedecoreerd.
Meer om te ontdekken
Polymeerbeginselen van Polymer Science Learning Center, Department of Polymer Science, the University of Southern Mississippi
Caseïne van Plastics Historical Society
Welkom bij de Caseino: Een virtueel museum gewijd aan caseïneplastics van John Morgan
Melk omzetten in plastic! van Science Buddies
Deze activiteit wordt u aangeboden in samenwerking met Science Buddies