Kartka z historii chemii + zachęta do samodzielnego eksperymentu

Kilka miesięcy temu widziałem piękne pióro wieczne, którego korpus wykonano z galalitu. Postanowiłem odnaleźć więcej informacji o tym obecnie rzadkim materiale, jednym z najbardziej naturalnych spośród tzw. „tworzyw sztucznych".

Nazwa galalit pochodzi z greki i oznacza mleczny kamień.

Pod koniec XIX w. przemysłowiec z Hanoweru, Wilhelm B. Krische, podjął się zadania otrzymania lekkiego i białego materiału, który mógłby zastąpić tradycyjne szkolne tablice do pisania. Zamierzonego celu nie udało mu się zrealizować, jednak, dzięki współpracy z bawarskim chemikiem Adolfem Spittelerem (1846-1940), w 1897 r. uzyskana została twarda, podobna do rogu zwierzęcego substancja, którą nazwano galalitem.

Do odkrycia podobno doszło przez przypadek: kot Spittelera, który łapał myszy w laboratorium, przewrócił stojące na stole naczynie z formaliną. Ciecz wlała się do miski z mlekiem. Spitteler, gdy odkrył, co nabroił jego pupil, ze zdziwieniem stwierdził powstanie w misce twardawej substancji — już nieprzydatnej dla zwierzaka, ale o wielkim znaczeniu dla tego chemika ^{[ 1 ]}, który kontynuował badania wpływu formaldehydu na kazeinę, główne białko występujące w mleku.

Krische i Spitteler opatentowali ten wynalazek w 1899 r. Było to jedno z pierwszych tworzyw otrzymanych sztucznie i szybko stało się w znacznym stopniu konkurencyjne wobec wcześniej już znanego celuloidu, którego zasadniczą wadą była łatwopalność.

Na przełomie XIX i XX w. wyroby z galalitu stanowiły tańszą alternatywę między innymi dla produktów z rogów zwierzęcych, pomimo tego że wytwarzanie „mlecznego kamienia" było bardzo czasochłonne. Proces technologiczny obejmował bowiem najpierw długotrwałe utwardzanie przedmiotu z kazeiny w formaldehydzie (mogło to trwać nawet kilka miesięcy — w zależności od grubości produktu), a następnie powolne suszenie ^{[ 2 ]}.

Nowe tworzywo zostało zaprezentowane na Wystawie światowej w Paryżu (1900). Głównymi państwami produkującymi galalit stały się Niemcy, Francja, Anglia i USA (w tym kraju jego fabrykacja została podjęła stosunkowo późno, około 1920 r.).

„Mleczny kamień" był powszechnie używany w pierwszej połowie XX w. m.in. do wytwarzania guzików i grzebieni, a także klawiszy fortepianów, obsadek piór, rączek do parasoli itp. Starannie wypolerowany, ma charakterystyczny połysk, dzięki któremu uznawano go za jeden z najładniejszych materiałów otrzymywanych sztucznie. Porowata struktura pozwala na łatwe barwienie, przez co wyroby z galalitu dosyć dobrze imitują np. marmur, kość słoniową oraz kamienie szlachetne. W świecie mody został spopularyzowany w latach 20. i 30. m.in. dzięki trendom wprowadzonym przez Coco (wł. Gabrielle Bonheur) Chanel (1883-1971), gdyż wyroby z „mlecznego kamienia" stały się eleganckim uzupełnieniem projektowanych przez nią kostiumów ^{[ 3 ]}.

W okresie II wojny światowej produkcja galalitu została znacząco ograniczona, m.in. ze względu na trudności z pozyskaniem produktów mlecznych. Również po wojnie systematycznie spadała i do początku lat 80. praktycznie została zakończona na skalę wielkoprzemysłową. Dla tego tworzywa coraz bardziej konkurencyjne stawały się inne materiały, mniej czasochłonne w otrzymywaniu i poddające się obróbce termicznej.

Obecnie galalit pozostaje w znacznym stopniu zapomniany, chociaż jest ciągle wykonywany (w niewielkich ilościach) — przede wszystkim jako produkt ozdobny; jest materiałem stosunkowo drogim, dla przykładu, naszyjniki z tego tworzywa, zwłaszcza w stylu Art déco, osiągają na aukcjach internetowych ceny nawet kilkuset dolarów.

Właściwości galalitu: białe, twarde tworzywo, o gęstości około 1,35 g/cm³. Dobrze poddaje się obróbce mechanicznej: cięciu, wierceniu, polerowaniu itp. Do pękniętych przedmiotów najlepiej stosować klej kazeinowy. Biodegradowalny, działa antystatycznie i nie wywołuje reakcji alergicznej. Trwały w temperaturach dochodzących do 150 stopni, niepalny, poddany działaniu ognia ma zapach przypalonego mleka.

Istotnym ograniczeniem technologicznym w wykorzystywaniu galalitu jest niemożliwość jego topienia i formowania po utwardzeniu. Inną, poważną wadą jest niewielka odporność na działanie wilgoci. Zanurzony w wodzie, mięknie i pęcznieje (po kilku godzinach jego objętość wzrasta o ok. 10%) ^{[ 4 ]}, szybko ulegając nieodwracalnej deformacji. Przedmioty z tego tworzywa można przecierać wilgotną szmatką, jednak należy je później starannie wysuszyć.

Galalit może być otrzymany również w wyniku działania octu na mleko. Poniżej załączam przepis, dla cierpliwych amatorów eksperymentowania ^{[ 5 ]}

Szklankę odtłuszczonego mleka należy podgrzać do wrzenia (ale nie gotować), następnie dodać około 2 łyżek stołowych octu (wystarczy 5-6% roztwór). Po chwili z mleka zaczyna wydzielać się biała substancja, jest to głównie kazeina. W celach ozdobnych można dodać również barwnika (inwencja eksperymentatora). Po kilku minutach przesączyć produkt przez sitko, na którym pozostanie serowata substancja. Otrzymaną masę zawinąć w ręcznik papierowy, wstępnie osuszyć i pozostawić do dalszego schnięcia (zawiniętą w papier). Po kilku dniach nadać obiektowi pożądany kształt i pozostawić do twardnienia.