Galalit

Galalit (ang. Galalith lub Erinoid, znany również jako sztuczny róg, kazeinit) jest najstarszym znanym tworzywem sztucznym. Jego nazwa wywodzi sie z Greckich słow gála (mleko) i lithos (kamień). Otrzymywany z kazeiny, która zostaje poddana procesowi homogenizacji i zahartowane w formalinie. Początkowo przeźroczysty, z czasem żółknie, wyglądem przypominający masę rogową.

Galalit należy do duroplastów chemoutwardzalnych i stanowi zmodyfikowany polimer naturalny. Otrzymywanie polega na wyodrębnieniu kazeiny z mleka krowiego i utwardzeniu jej 5% wodnym roztworem formaldehydu.

Historia

Galalit został wynaleziony w 1897r. i opatentowany w 1899r. przez Adolfa Spitteler'a (1846 - 1940) i Wilhelma Krisch'a.

Krisch posiadał dużą firmę w Hanowerze, produkująca maszyny drukarskie. Eksperymentował z kazeiną w celu stworzenia zmywalnych, białych tabliczek szkolnych (W tym czasie w użytku były małe tabliczki, do pisania na których używano kredy. Papier był zbyt drogi by używać go do nauki pisania). W projekcie tym współpracował z Bawarskim chemikiem Adolfem Splitterem. 15 sierpnia 1899r. otrzymali Niemieckie wyróżnienie, za swoje odkrycie.

Na początku XX wieku, francuski chemik J.C. Trillar opisał i wyjaśnił procesy zachodzące podczas utwardzania homogenizowanej kazeiny w formaldehydzie.

Materiał ten zrewolucjonizował przemysł guzikowy, przez swoje właściwości do naśladowanie wszelkiego rodzaju innych materiałów jak: rogi, skorupy żółwia, kości słoniowej i drewna. Był również stosowany do wyrobu biżuterii, długopisów, rączek do parasoli, klawiszy pianina itd.

"Dawniej był używany do wyrobu zabawek i przedmiotów galanteryjnych (np. guzików), żetonów, piór wiecznych, oprawek do okularów, figur szachowych, a także w elektrotechnice."

"Kazeinę słodką, t. j. sernik wytrącony z mleka działaniem podpuszczki cielęcej, rozciera się na proszek i zarabia z wodą i ewentualnie barwnikiem na ciastowatą masę. Następnie utwardza się tę masę, poddając ją długotrwałemu (przez kilka tygodni, a nawet miesięcy) działaniu formaldehydu, poczem suszy się ją ciepłem powietrzem. Otrzymuje się w ten sposób materjał o twardości 2,5, dający się doskonale obrabiać i mający to samo zastosowanie co celuloid, a nie tak łatwo zapalny. Wadą galalitu jest jednak, że jest on mało odporny na działanie wilgoci."

Właściwości

Galalit jest tworzywem twardym. Gotowe wyroby otrzymuje się prawie wyłącznie metodą obróbki skrawaniem z odpowiednich rur, prętów itp. Obróbka mechaniczna jest łatwa i może być prowadzona za pomocą narzędzi do metali.

Podczas ogrzewania galalit mięknie w temperaturze 90°C. Wprowadzony do płomienia palnika gazowego daje jaskrawy, jasny płomień, wydzielając zapach spalonego mleka.

Największą wadą galalitu jest mała odporność na działanie wody (w wodzie nasiąka, mięknie, paczy się). W temperaturze pokojowej chłonie do 12% wody w ciągu 24 godzin. Podobne efekty następują pod działaniem kwasów i zasad oraz w temperaturze powyżej 50°C. Natomiast znaczną odporność wykazuje galalit na działanie rozpuszczalników organicznych. Pęknięte lub złamane przedmioty galalitowe najlepiej kleić klejem kazeinowym.

Jego porowata struktura umożliwia łatwe farbowanie przez zanurzanie w barwniku.

Jest hipoalergiczny, antystatyczny i biodegradowalny.

Właściwości fizyko-chemiczne:

• termoutwardzalne
• współczynnik załamania światła: 1,54-1,5
• gęstość: 1,32-1,39 g/cm3
• wytrzymuje temperatury do 150°C
• mały stopień palności, po wyjęciu z płomienia gaśnie, zwęgla się całkowicie, wydziela zapach palonej proteiny
• pod kroplą kwasu azotowego tworzą się pęcherze lub zmętnienia.

Wytwarzanie galalitu

Wreszcie galalit

"Rozumiem doskonale Twoją niecierpliwość i chęć jak najszybszego wykonania z galalitu, figurki czy uchwytu do noża, ale musisz przecież jeszcze poznać ogólne zasady otrzymywania tego tworzywa.

Otóż przerabianie kazeiny na galalit polega na dokładnym jej zhomogenizowaniu, uplastycznieniu, czyli zmianie pojedynczych grudek w jednolitą, zwartą masę i na uformowaniu na ciepło odpowiedniego przedmiotu. Ostatnim etapem produkcji jest hartowanie gotowych już wyrobów w formalinie.

Pytasz, co to jest homogenizacja? Otóż ten dziwnie brzmiący wyraz oznacza scalenie, ujednolicenie. Po prostu zamiast miliardów maleńkich twardych bryłek kazeiny trzeba wytworzyć jedną dużą plastyczną bryłę.

Na samym wstępie zastanów się jeszcze, jakiej barwy tworzywo pragniesz otrzymać. Galalit barwić można w sposób dwojaki: albo rozpuszczonym w wodzie barwnikiem (a więc np. błękitem metylenowym, fioletem krystalicznym czy też zielenią malachitową), albo też suchym pigmentem. Pigmentem użytym do barwienia galalitu może być np. minia ołowiowa, biel cynkowa, żółcień kadmowa, ultramaryna, sadza bądź też dowolnej barwy tzw. farby mineralne, używane do tzw. klejowego malowania ścian. Pigmenty w stanie suchym miesza się Jeszcze z również suchą kazeiną. Na 100 g kazeiny dodaje się 6—8 g wybranego pigmentu. Natomiast barwnik w ilości 1 g na 100 g kazeiny rozpuszcza się w wodzie przygotowanej do jej spęcznienia. Powiem Ci Jeszcze, że naturalna, nie barwiona kazeina ma brudny, żółtobiały kolor. Słowem wygląda nieciekawie.

Gdy więc zdecydujesz się Już, czym i jak zabarwić galalit, przed przystąpieniem do zasadniczego przerobu suchą kazeinę musisz zemleć i przesiać, aby otrzymać masę o wyglądzie kaszy manny. Teraz zważ kazeinę i na każde 100 g weź 40 ml wody i 4—5 ml gliceryny. Zmieszaj odmierzone ilości gliceryny i wody, a następnie spryskaj tą mieszaniną kazeinę i dokładnie wymieszaj. Kazeina bardzo szybko wchłonie podaną ilość wody, przy czym ziarna jej zaczną pęcznieć. Po 2—3 godzinach spęczniała kazeina jest już gotowa do uplastycznienia.

Czeka Cię teraz proces najtrudniejszy do przeprowadzenia w warunkach domowych. Jest nim zhomogenizowanie i uplastycznienie spęczniałej już kazeiny. Pracę tę w fabrykach wykonują tzw. przetłaczarki, maszyny o konstrukcji zbliżonej do zwykłych domowych maszynek do mielenia mięsa. W warunkach amatorskich do wymieszania, zhomogenizowania i uplastycznienia kazeiny możesz więc z powodzeniem użyć właśnie maszynki do mielenia mięsa, zakładając do niej jak najgęściejsze sitko.
Ale to Jeszcze nie koniec. Proces homogenizacji i uplastycznienia kazeiny trzeba koniecznie przeprowadzać w temperaturze podwyższonej, to Jest ok. 50°C. Radzę Ci więc postąpić tak:

• w garnku z wrzącą wodą umieść naczynie ze spęczniałą kazeiną,
• a następnie często ją mieszaj, aby równomiernie się ogrzała.

Tymczasem do drugiego dużego naczynia z wrzącą wodą zanurz zaczepioną na sznurku złożoną już maszynkę do mielenia mięsa. (Pytasz mnie. po co na sznurku? A jak ją później, kochaneczku, wydobędziesz z wrzątku?) Maszynka do mielenia mięsa po to przecież zostaje włożona do tej wrzącej kąpieli, aby się dobrze ogrzała.

• Naszykuj też sobie rękawice i dużą szmatę.
• Teraz, gdy kazeina ogrzeje się już do ok. 60°C, włóż rękawice, wyjmij maszynkę z wrzątku, przymocuj ją do

stołu i szybko owiń szmatą, aby dłużej trzymała ciepło.

• Nakładaj teraz do maszynki gorącą kazeinę i staraj się ją szybko przekręcić 3—4 razy.
• Maszynkę i kazeinę ponownie ogrzej w wodzie i dalej prowadź homogenizację. Postępować tak musisz dotąd,

aż otrzymasz całkowicie jednolitą pastowatą masę.

Z masy tej, dopóki Jest jeszcze ciepło i plastyczna, uformuj rączkę, uchwyt, kadłub modelu statku lub też pręt czy płytkę. Jako pomoc przy kształtowaniu uplastycznionej kazeiny wykorzystać można formę z gipsu posmarowaną od środka olejem. Po ostatecznym wykończeniu pręt czy też płytka galalitu dadzą się doskonałe obrabiać mechanicznie.

Uformowane przedmioty muszą zupełnie ostygnąć, a Ty przez ten czas przygotuj kąpiel hartującą. Do jej sporządzenia potrzebna Ci będzie 5% formalina, czyli 5% wodny roztwór formaldehydu (aldehydu mrówkowego). Nabędziesz Je w drogerii. Postaraj się o jakieś zamykane naczynie i napełnij je roztworem formaliny. Do naczynia tego zanurz Twoje przedmioty galalitowe. Uprzedzam Cię teraz, że czas hartowania, czyli przebywania przedmiotów galalitowych w formalinie jest bardzo dług i zależy od ich grubości, przykładowo:

• płytkę grubości 5 mm trzeba hartować ok. 2 dni,
• pręt o średnicy 20 mm ponad 2 tygodnie.

Podczas hartowania galalitu zachodzą dosyć skomplikowane reakcje, w wyniku których kazeina zatraca w dużym stopniu zdolność pochłaniania wilgoci oraz traci właściwości termoplastyczne. Przedmioty wyjęte z kąpieli hartujące] musisz bardzo powoli suszyć.

Obróbka i szlifowanie

Gotowy galalit daje się doskonale obrabiać mechanicznie, a więc dąć, toczyć, strugać, frezować i szlifować. Przedmioty wykonane 1 galalitu są mocne i twarde. Pamiętaj jednak, że galalitowi szkodzi długotrwałe działanie wilgoci. Dlatego też nie można wykonywać z niego przedmiotów, które całymi dniami mogłyby być wystawiona na deszcz bądź działanie pary wodnej.

Do polerowania Twoich gotowych już wyrobów z galalitu używaj filcu zwilżonego naftą i posypanego miałką kredą (np. proszkiem do mycia zębów). Za pomocą filcu i kredy, oczywiście po uprzednim dokładnym wyszlifowaniu drobnoziarnistym papierem ściernym, galalit możesz wypolerować do wysokiego połysku. Pęknięte lub złamane przedmioty galalitowe najlepiej Jest kleić klejem kazeinowym lub klejem wykonanym z żywicy fenolowej."

Zewnętrzne linki

• http://www.pentrace.net/penbase/Data_Returns/full_article.asp?id=264
• Wikipedia Galalit i Wikipedia (język angielski) Galalith.