Platta yoghurtburkar

Tillhör kategori: aggregationsformer, fysikalisk kemi, kemisk struktur, organisk kemi, kolföreningar, urval gammal version av experiment

Författare: Boel Granath, Svante Åberg

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Platta yoghurtburkar

Tid för förberedelse: Försumbart

Tid för genomförande: 20 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Busenkelt

Introduktion

Ett snabbt och roligt sätt att se hur plast återgår till tidigare form. Dessa platta yoghurtburkar kan sedan användas som exempelvis glasunderlägg. En kul grej att göra hemma med barn i olika åldrar även vuxna blir fascinerade.

Riktlinjer

Detta experiment kan vara ett sätt att introducera området plaster i kemiundervisningen. Experimentet är tänkt som ett elevförsök. Försöket kan göras först och sedan kan diskussion om vad som händer och varför tas upp. Alternativt kan man prata om plaster, härdplaster, termoplaster (amorfa- och kristallinstrukturer), plastminne, polystyren och sedan utföra experimentet. Arbetsordningen är valfri.

Säkerhet

Normalt avges inga gaser av plasten vid uppvärmningen, men skulle det bli för hett bör du inte andas in ångorna.

Vill man inte ha kvar de platta yoghurtburkarna kan de kastas i plaståtervinningen eller med de vanliga hushållssoporna.

Materiel


Förarbete

Inget förarbete.

Utförande

Foto: © Svante Åberg
  1. Ställ in värmen hos ugnen till 150 °C.
  2. Rengör burkarna väl, ta bort all aluminiumfolie.
  3. Torka burkarna noga, de får inte vara våta.
  4. Ställ burkarna rättvända på en ren, kall plåt och sätt in plåten i ugnen.
  5. Studera vad som händer med burkarna, ta ut plåten när inget mer händer.
  6. Låt burkarna och plåten svalna sedan tar man loss burkarna med en bordskniv. Man kan också kyla baksidan av plåten med kallvatten, då lossnar burkarna av sig själva.

Förklaring

Denna typ av burkar tillverkas av polystyrengranulat som strängsprutas till en folie. Ur folien varmformas, vid cirka 150 °C, burkar som sedan klipps ut ur folien. Dessa dekoreras därefter.

När man återuppvärmer burkarna återgår de till sin ursprungliga folieform, detta kallas för plastminne. Plaster har ett envist minne för varje formförändring som de genomgått i tjockflytande tillstånd, inte vätsketillstånd.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Polymeren polystyren

Morfologi

Polystyren (pdb) är en termoplast. De burkar vi använder i experimentet är den amorfa polymeren, som är formbeständig vid rumstemperatur. Den franske kemisten Bonastre upptäckte 1831 polystyren men materialet fick praktisk först betydelse hundra år senare. Polystyren i ren form är en glasklar och något styv plast, som börjar mjukna vid 70 °C och har en densitet på 1050 kilogram per kubikmeter (dvs 1,05 g/cm3). De vanligaste sätten att forma polystyren är formsprutning, varmformning och strängsprutning av plasten.


Foto: Ó Svante Åberg

Polystyren är en vinyl-polymer, dvs kolkedjan i monomeren styren består av två kol med en dubbelbindning emellan. På den sitter en fenylgrupp. Vid polymerisationen bryts dubbelbindningen och kopplas vidare till nästa monomer osv.

Polystyren ingår också som en komponent i ett slags gummi som kallas poly(styren-butadien-styren), eller SBS-gummi. Det är ett hårt, slitstarkt gummi som används till bland annat skosulor och bildäck.


Minneseffekten

Plaster som värms når en temperatur, ”glass transition temperature” (Tg), då de övergår från att vara hårda och spröda till plastiska och mjuka. Tg för polystyren är en bit under 100 grader, dvs. långt över rumstemperatur. Därför är polystyren hård vid normal temperatur.

Vissa plaster har förutom fasövergången som sker vid Tg även en högre temperatur, Tperm, som när den överskrids leder till att plasten kan omformas permanent. Det sker därför att alla bindningar mellan molekylkedjorna bryts så att plasten blir viskös. Plasten kan alltså gjutas om till en ny form som blir permanent när den åter svalnar under Tperm.

För temperaturer mellan Tg och Tperm gäller att plasten visserligen kan omformas, men polymerkedjorna sträcks bara utan att ”släppa greppet”. Plasten är elastisk och återtar spontant sin ”permanenta” form. Men genom att hålla plasten deformerad medan den svalnar under Tg, så behålls den deformerade formen. Minnet finns dock kvar i materialet. Om plasten på nytt värms över Tg kommer den spontant att återta sin ”permanenta” form.

Yoghurtburkarna tillverkas ur plana polystyrenskivor. Under uppvärmning över Tg pressas skivorna till burkform och får svalna. I vårt experiment värmer vi plasten över Tg och därmed blir plasten tillräckligt mjuk för att de inre spänningarna ska dra tillbaka den till sin plana, ”permanenta” form.

Fördjupning

Litteratur

  1. S. E. Sörelius, Plastteknik, 1983, Tekno, Stockholm.
  2. PLM (Tillverkare av burkarna), tel. 0510-456 00
  3. Macrogalleria, University of Southern Mississippi
    http://www.psrc.usm.edu/macrog/index.htm (2004-02-18)
  4. Shape-Memory Effect, Andreas Lendlein & Steffen Kelch
    http://www.eng.buffalo.edu/Courses/ce435/Lendlein02.pdf (2004-02-18)
  5. Polystyrene: Condensed phase thermochemistry data, NIST
    http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C9003536&Units=SI&Mask=2#Thermo-Condensed (2004-02-18)
  6. Polystyrene and Styrofoam, About, Inc.
    http://inventors.about.com/library/inventors/blpolystyrene.htm (2003-05-25)
  7. Polystyrene packaging, Polystyrene Packaging Council (PSPC)
    http://www.polystyrene.org/ (2003-05-25)
  8. Plasta in djur, Lars Nyhlén
    http://home.swipnet.se/lars-nyhlen/inplastning.htm (2003-05-25)

Fler experiment


aggregationsformer
Avdunstning och temperatur
Badbomber
Blåsa ballong med hjälp av PET-flaska
Brus-raketen
Den frysande bägaren
Den tillknycklade plåtburken
En märklig planta
Ett glas luft
Exempelfil_Försvinnande bläck (Erik Lövbom)
Fryspunktsnedsättning
Förtenning
Gore-Tex, materialet som andas
Gör ditt eget läppcerat
Gör ett avtryck från papper till stearin
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur kan man göra kläder av plast?
Hur mycket vatten finns i maten?
Kemi i en brustablett
Kemiskt snöfall
Koka vatten i en spruta
Kondomen i flaskan
Kristallodling
Kristallvatten i kopparsulfat
Lödtenn 60
Molnet i flaskan
Myggmedel - hur funkar det?
Osynlig gas
Popcorn
Salta isen
Saltat islyft
Slime
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Studsboll
Syrehalten i luft
Tillverka en parfym och gör doftande skraplotter
Utfällning av aluminium
Utsaltning av alkohol i vatten
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför smäller inte ballongen?
Vattenvulkan
Ägget i flaskan

fysikalisk kemi
Avdunstning och temperatur
Bestäm CMC för diskmedel
Bestämning av antalet kristallvatten i kopparsulfat
Blandningar av lösningsmedel
Blå himmel och röd solnedgång
Blåsa ballong med hjälp av PET-flaska
Brus-raketen
Den frysande bägaren
Den tillknycklade plåtburken
Den tunga koldioxiden
Diffusionshastigheten hos ammoniak respektive väteklorid - en jämförelse
Diska med äggula
En märklig planta
Enzymaktivitet i ananas
Enzymkinetik för katalas
Ett glas luft
Ett lysande experiment - Kemiluminiscens
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Flaskor mun mot mun
Flyter isen i matoljan?
Frigolit i aceton
Fryspunktsnedsättning
Försvinnande bläck
Gasvolym och temperatur
Gelégodis i vatten
Gore-Tex, materialet som andas
Gummi och lösningsmedel
Gummibandets elasticitet
Gör ett avtryck från papper till stearin
Gör kopparslanten skinande ren - med komplexkemi
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur mycket vatten finns i maten?
Håller bubblan?
Identifiera plasten
Kemisk jämvikt hos ett osynligt bläck
Kemiskt snöfall
Klorofyllets röda fluorescens
Koka vatten i en spruta
Kondomen i flaskan
Kristallodling
Kristallvatten i kopparsulfat
Ljuset under glaset
Lödtenn 60
Löslighet och pH - En extraktion
Maizena gör motstånd
Majonnäs - en emulsion
Maskrosen som krullar sig
Matoljans viskositet och omättade fettsyror
Mentos-pastiller i kolsyrad läsk
Molnet i flaskan
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
När 1 plus 1 inte är 2
När flyter potatisen?
Olja som lösningsmedel
Osmos i ett ägg
Osmos i potatis
Osynlig gas
pH i kokt mineralvatten
Salta isen
Saltat islyft
Se genom papper
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
Såpbubblor
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka en ytspänningsvåg
Trolleri med vätskor
Undersök en- och flervärda alkoholer
Utfällning av aluminium
Utsaltning av alkohol i vatten
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför smäller inte ballongen?
Vattenrening
Vattenvulkan
Visa ytspänning med kanel
Vispa grädde
Värmeutvidgning
Åka hiss
Ägget i flaskan
Älskling, jag krympte ballongen

kemisk struktur
DNA ur kiwi
Doft och stereoisomeri
Frigolit i aceton
Gore-Tex, materialet som andas
Gummi och lösningsmedel
Gummibandets elasticitet
Hur kan man göra kläder av plast?
Kristallodling
Kristallvatten i kopparsulfat
Matoljans viskositet och omättade fettsyror
När 1 plus 1 inte är 2
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Studsboll

organisk kemi, kolföreningar
Framställ väldoftande luktämnen
Frigolit i aceton
Gummibandets elasticitet
Hur kan man göra kläder av plast?
Identifiera plasten
Kan man tapetsera med abborrar?
Permanenta håret
pH-beroende avfärgning av rödkål
Undersök en- och flervärda alkoholer
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?

urval gammal version av experiment
Att göra bly
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framkalla fingeravtryck med jodånga
Fruktmörade proteiner
Försvinnande bläck
Hur moget är äpplet?
Höna med gummiben?
Kemi med zinkjodid, del 1: Framställning
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten