11 Z reakcijami v mavrični svet kemije

BIOPLASTIKA IZ KORUZNEGA ŠKROBA

Maša Pavlin Mentorica: Danica Grušovnik OŠ Neznanih talcev Dravograd

Povzetek Bioplastika je v celoti ali delno izdelana iz obnovljivih virov biomase (sladkorni trs, koruza, mikrobi ). V naravi se s pomočjo mikrobov razgradi do nestrupenih produktov, zato odpadki iz takšnih materialov ne obremenjujejo okolja. Škrob je naravni polimer oz. polisaharid, ki ga lahko uporabimo za pripravo bioplastike. Pri reakciji škroba, kisa in glicerola se ustvari trden polimerni material, saj se dolge verige škroba s pomočjo glicerola (plastifikator) še podaljšajo in močneje povežejo. Ker je škrob organska snov, gori. S pomočjo njegovih drobnih delcev z veliko površino lahko izvedemo zelo atraktiven p oskus gorenja, pri čemer nastajata ogljikov dioksid in voda, torej majhne molekule.

Posnetek poskusa https://youtu.be/muyM4AhDoZM

Teoretske osnove Biopolimeri so naravni polimeri, ki jih proizvajajo celice živ ih organizmov. Sestavljeni so iz monomernih enot, ki so med seboj povezane, da tvorijo večje molekule. Obstajajo trije glavni razredi biopolimerov, ki so razvrščeni glede na uporabljene monomere in strukturo nastalega biopolimera: polinukleotidi, polipeptidi in polisaharidi (https://hmn.wiki/sl/Biopolymers). Škrob (lat. amylum) je naravni polimer, polisaharid, sestavljen iz velikega števila povezanih glukoznih enot, monomerov (slika 1). Sestavljen je iz linearne amiloze (slika 2) in razvejanega amilopektina (slika 3) (Gejo, 2016). Agregatno stanje škroba je trdno (s). V hladni vodi je netopen, pri segrevanju na 90 °C pa iz njega nastane škrobni klej . Škrob pridobivajo iz žita, pa tudi iz gomoljev in korenin različnih rastlin. Je skoraj brez okusa in ga zato uporabljajo kot vezivo v živilski industriji in kulinariki (https://sl.wikipedia.org/wiki/%C5%A0krob). Pri segrevanju škrob postane v vodi topen. Zrnca namreč pri tem nabreknejo in počijo, manjše molekule amiloze se izlužijo in tvorijo mrežo, ki ujame molekule vode. S tem se viskoznost pov eča. Segrevanje škroba povzroča razpad vodikovih vezi in nastanek želatine. Z uporabo ustreznega plastifikatorja, kot je npr. glicerol (s lika 4), se glukozne verige lahko še podaljšajo in močneje povežejo in s tem tvorijo trdni polimer. Pri razgradnji škro bnega polimera nastanejo okolju prijazne komponente, to so molekule glukoze. Razpad glikozidnih vezi v škrobu se začne pri temperaturi 150 °C, popoln razpad pa pri 250 °C. Hitrost hidrolize je višja, če so v raztopini prisotne kisline ali ustrezni encimi (amilaze) (Gejo, 2016).

50