GNEDE - Knete aus Bioplastik

GNEDE - in diesem Projekt aus dem Grundlagenkurs Material & Technologie im 2.Semester wollen wir eine formbare Masse rein aus Biomaterialien herstellen.

1. EINLEITUNG

„Abgesehen von der kleinen Menge, die verbrannt wurde - und es ist eine sehr kleine Menge - gibt es jedes Stück Plastik, das jemals hergestellt wurde, immer noch“

Dieses Zitat stammt von Captain Charles Moore, nach dem er 1997 den „Great Pacific Garbage Patch,” die größte Ansammlung von Plastikmüll im Ozean entdeckte. Spätestens seitdem ist bekannt, dass wir ein großes Problem mit unserem Kunststoffkonsum haben. Trotzdem gehören Einwegplastikflaschen, -becher und -tüten immer noch zu unserem Alltag.

Und das obwohl es möglich ist biobasierte Kunststoffe aus nachwachsenden und regionalen Rohstoffen herzustellen.

2. PROJEKTZIEL

Unser Ziel ist es ein Bastellmasse zu kreieren, die gleichzeitig modellierbar, reißbar und gut riechend ist. Dabei sollte sie nicht an den Händen kleben bleiben oder beim Austrocken brüchig werden. Interessante Zusatzeigenschaften wären ob die Masse hüpfen kann? Ob sie aushärtet? Oder für eine geraume Zeit modellierbar bleibt?

Beim Herstellungsprozess wollen wir nur nachwachsende und regionale Rohstoffe verwenden, dabei komplett auf herkömmliche Kunststoffe verzichten und den C02-Ausstoß so gering wie möglich halten. Außerdem sollten die Materialien leicht abbaubar sein und keine Nachteile bei der Nutzung des Produkts aufweisen.

Bei einem Brainstorming mit dem ganzen Team sind wir auf folgenden Stoffe gekommen, mit den wir durch experimentieren unsere gewünschten Eigenschaften erhalten wollen:

Wir bauen unseren Versuch auf Stärke auf, da wir aus ethischen und umweltfreundlichen Gründen keine Tierprodukte wie Gelatine benutzen möchten. Agar Agar wird aus Algen im asiatischen Raum hergestellt. Stärke wird dagegen in Europa aus Mais, Kartoffeln oder Getreide gewonnen.

3. PROZESS

Unsere Versuche bauen wir auf der Alternative 1 der Grundrezepts für stärkebasierte Biokunststoffe auf:

100 ml Wasser

12,5 ml Essig

15,5 g Glycerin

17,5 g Stärke

Außerdem gegeben wir ein Zusatzstoff hinzu. Durch eine langsame Steigerung der Menge in 2,5g Schritten testen wir die Auswirkung, die der jeweilige Stoff auf das Grundrezept hat.

Die gekochte Masse wird zwei geteilt. Die eine Hälfte behalten wir zur Beobachtung des Trocknugsprozess in einer Petrischale. Die andere Hälfte wird nach einer Woche trocknen auf ihre Knetbarkeit, Reisbarkeit, Reaktivierbarkeit und den Geruch getestet.

3.1 KERNSEIFE: K01, K02

Als Erstes wollten wir mit Kernseife experimentieren, um den Glyceringehalt zu erhöhen. Um die Auswirkung der Kernseife auf die Alternative 1 des Grundrezepts am besten beobachten zu können gaben wir nur 5g zu K01 und 10g zu K02 hinzu.

Nach einer Woche Luftrocknen im Labor sindbeide Versuche brüchig und hart geworden. Zwar sind sie nach langem kneten leicht formbar aber stark brüchig. Allerdings ist K01, mit weniger Seife stärker brüchig als K02.

3.2 GUMMI ARABICUM: K03, K04

Als Zweites wollten wir mit Gummi Arabicum experimentieren. Dies ist ein harzartiger Pflanzensaft aus Arkazienbäumen, der unter anderm für die Herstellung von Gummibärchen verwendet wird. Da K01 und K02 zwar formbar aber nach einer Woche trocknen zu leicht gerissen sind wollen wir dies durch den Einsatz von Gummi Arabicum vorbeugen.

Nach einer Woche Lufttrocknen sind K03 und K04 schon viel besser formbar und weniger brüchig wie K01 und K02. Allerdings ist K03 von der Konsistenz sehr hart und K04 bleibt an der Hand kleben. Auch die Modellierbarkeit beider könnte noch gesteigert werden.

3.3 REISMEHL: K05, K06

Als Drittes wollen wir die Formbarkeit optimieren. Dafür steigern wir die Menge an Gummi Arabicum in K05 auf 7,5g. Gleitzeitig wollen für K06 ebenfalls 7,5g Gummi hinzufügen, sowie die Stärke durch die gleiche Menge Reismehl ersetzen.

Nach einer Woche Lufttrocknen hat K05 den Knettest bestanden. K05 bricht nicht so stark, ist leichter formbar und kann an Wand und Papier kleben. Bis jetzt ist K05 unser bestes Ergebnis! K06 dagegen ist auch formbar aber klumpig und ist damit für unsere Bastellmasse nicht geeignet.

3.4 HARZ: K07

Im vierten Versuch wollten wir herausfinden wie herkömmliches Harz im Vergleich mit Gummi Arabicum reagiert. Da Gummi Arabikum meist in Afrika gewonnen wird, wäre herkömmliches Harz für den C02-Ausstoß natürlich besser.

Um den Unterschied am besten erkenn zu können, führen wir K07 mit Harz und unseren bisherigen besten Versuch K05 mit Gummi Arabicum gleichzeitig durch. Gleich beim Kochen ist uns aufgefallen, dass sich durch das Harz feste Klumpen entstehen, die sich auch durch starkes Rühren nicht auflösen. Außerdem ist die Masse deutlich fester als K05. Auch nach einer Woche Trocknen sind die Klumpen noch in der Masse auffindbar. Nach dem Kneten von K07 bleiben Kleberückstände an den Händen.

Somit ist Harz leider ungeeignet für unser Produkt.

4. AUSWERTUNG

Rückblickend auf die letzten Wochen sind wir von einem einfachen Grundrezept zu unserer modellierbaren Bauplastik weit gekommen.

Die Ideenfindung zu unserem Produkt ist uns im Team leicht gefallen. Prozess und Methodik waren anfangs etwas chaotisch und unstrukturiert. Erst im Laufe des Seminar haben wir herausgefunden, dass einheitliche Schritte bei den Versuchen im Materiability Lab die Auswertung und die Planung der Next Steps deutlich leichter machen.

Auch hätten wir gerne noch weitere geforscht um eine regionale Alternative für Gummi Arabicum zu finden. Aus Zeitgründen war dies leider nicht möglich.

Abschließend kann man sagen, dass K05 am besten unsere Eigenschaften modellierbar, reißbar und gut riechend vereint. Mit unserer Gnede ist es möglich kleine Figuren und Objekte zu formen, die auch nach einigen Wochen noch in ihrer Form bleiben. Außerdem trocknet die Knete an der Luft nicht aus und ist so immer weite formbar. Wir sind mit unserm Abschlussprodukt zufrieden und freue uns aufs gneden!