XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Использование вторичных материальных ресурсов для создания одежды и аксессуаров

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Баязитова А.А. 1Никитина В.И. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №14»

Козлова Л.П. 1

---

1Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №14»

Работа в формате PDF

3.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Зачастую современные блага цивилизации создают не только удобства для людей, но и наносят непоправимый урон природе. Согласно различным интернет источникам только за последние 10 лет в мире было произведено больше пластиковых изделий, чем за предыдущее столетие.

Одноразовая посуда, пакеты, упаковка, бутылки и различные ёмкости — самые распространённые виды пластикового мусора, которые мы "производим" каждый день. Лишь пять процентов от его объёма в конечном итоге подвергается переработке и используется повторно в быту и жизни [3].

Пластик приносит огромный вред окружающей среде как в процессе изготовления, так и в процессе утилизации. Поэтому, если мы будем осознанно относиться к использованию его в быту, а также применять его для создания необходимых нам новых предметов, мы увеличим его «жизненный» цикл. Таким образом, с одной стороны, мы удовлетворим свои потребности, а с другой стороны отложим процесс его утилизации на некоторое время.

Для реализации наших планов нам необходимо было провести исследование, которое включало в себя три этапа:

 Теоретический. На этом этапе определялись проблема, объект и предмет исследования, формулировались гипотезы, цели, задачи и методы исследования.

 Процедурно – методический, включал в себя выбор методов получения информации; разработку документов, с помощью которых обеспечивался сбор и фиксация информации.

 Организационный этап включал рабочий план исследования, который состоял из следующих основных разделов:

размножение инструментов (оценочных листов),

организация и выполнение исследования,

анализ результатов.

1 Программа исследования

Теоретический этап.

Из большого количества вариантов вторичных материальных ресурсов мы решили использовать пластиковые пакеты, так как материал, из которого они изготавливаются по внешнему виду и толщине, похож на ткань. То есть, создавая из него изделия, возможно применение имеющегося у нас опыта, полученного ранее на уроках технологии. Но проблема заключается в том, что, во-первых, одежда состоит из деталей, которые не всегда соизмеримы с размерами пакетов. Во-вторых, сходство пластиковых пакетов и тканей только внешнее. Эти материалы, наверняка, имеют огромные различия по физическим, механическим и технологическим свойствам. И прежде чем решать экологическую проблему, применяя пластиковые пакеты для изготовления изделий, необходимо на практике освоить нюансы работы с ними.

Поэтому мы провели исследование, объектом которого являются технологические процессы создания изделий из вторичных материальных ресурсов, которые можно использовать в быту.

Предмет исследования – способы соединения между собой пластиковых пакетов.

Цель – поиск способов использования вторичных материальных ресурсов для создания предметов одежды и аксессуаров.

Задачи исследования:

– способствовать решению экологической проблемы, продляя срок использования предметов из пластика;

– разработать и освоить простые и доступные способы создания изделий из вторичных материальных ресурсов;

– выбрать варианты материалов, способы их технологической обработки на основе результатов исследования;

– выбрать виды предметов и одежды, которые можно изготовить;

– изготовить изделия;

– подвести итоги по выполненной работе.

Гипотезы исследования.

Вторичные материальные ресурсы можно использовать для создания различных предметов интерьера, одежды и аксессуаров.

Увеличить линейные размеры и прочность элементов изделий можно, воздействуя на них одновременно давлением и высокой температурой.

Соединять детали изделий между собой можно, не используя специального, сложного технологического оборудования.

В ходе работы использовались следующие методы активизации познавательной деятельности: «мозговой штурм» с элементами морфологического анализа; теоретические и эмпирические методы исследования: эксперимент, наблюдение, анализ, обобщение, синтез, сравнение

Процедурно-методический этап.

Исследовательская работа проводилась по двум направлениям, которые мы условно назвали: экологическим и технологическим.

Для реализации экологического направления в школе организовывался сбор пластиковых пакетов, выступления по радио, на переменах перед учениками и на совещаниях перед учителями.

Для реализации технологического направления мы выполнили ряд экспериментов. В соответствии с нашей гипотезой мы предположили, что увеличить линейные размеры образцов можно, укладывая элементы, друг на друга со смещением. Мы предположили, что слои из пластика можно соединить между собой, придавив их горячим утюгом (спрессовав), так как пластик при повышенных температурах становится вязким. Для этого из пластиковых пакетов мы вырезали квадраты со стороной 10 см. причём, мы использовали материал разной толщины, так как нам не было понятно влияет ли данная характеристика на процесс соединения. К тому же, мы планировали использовать все, имеющиеся у нас материалы.

Мы предположили, что, если утюг будет напрямую контактировать с пластиком, образцы расплавятся и прилипнут к его горячей подошве. Для того чтобы этого не произошло, образцы необходимо располагать между слоями материалов, устойчивых к воздействию высоких температур. Мы так же предположили, что в качестве изоляции необходимо использовать материалы небольшой толщины, имеющие высокую теплопроводность. Для этих целей мы выбрали следующие материалы: лист глянцевой бумаги (от старого календаря), лист бумаги для оргтехники, бумагу «калька», бумагу для выпечки и фольгу.

Все данные образцы соответствуют, на наш взгляд, перечисленным характеристикам, но все они отличаются шероховатостью. Нам было интересно узнать, как будут вести себя опытные образцы, повлияет ли данное качество изолирующих материалов на внешний вид экспериментальных образцов. Результаты исследований фиксировались в разработанных нами оценочных листах, которые представлены в приложениях нашей работы.

Следующее наше предположение заключалось в том, что соединять листы из пластика можно, не используя сложное техническое оборудование, разработанное только для этих целей. То есть для выполнения работ мы решили помимо утюга использовать швейную машину, прибор для выжигания, клеевой термопистолет. В качестве дополнительных материалов - «скотч».

Для подтверждения или опровержения гипотезы исследования мы нарезали и прессовали образцы в форме прямоугольников со сторонами 2 см и 10 см. Мы решили соединять образцы, используя не только различное оборудование, но и различные способы укладки слоёв. Часть из них мы соединили внахлёст, часть – на ребро и встык. Нам хотелось узнать, зависит ли показатели прочности от вида соединения. Чтобы это понять, мы подвешивали к подготовленным образцам груз, увеличивая нагрузку постепенно, пока образец не порвётся. Результаты эксперимента фиксировались в разработанных нами оценочных листах, которые представлены далее.

2 Анализ результатов исследования

В данном подразделе мы представили анализ результатов после проведения экспериментов по нескольким направлениям в соответствии с планом исследования.

2.1 Экологическое направление

В результате проведённой работы за 1 месяц мы собрали 189 пакетов и 22 листа упаковочной плёнки от мебели, которую привезли в кабинет кулинарии нашей школы. Чтобы зрительно представить объём собранного вторичного сырья, весь материал мы расположили на полу рекреации школы (фото представлено в приложении А). Получилась внушительная свалка! Затем все вторичное сырьё мы сгруппировали по толщине и по цвету. Это помогло нам легко находить нужный материал при выполнении технологической части. Результаты сбора материалов мы представили в таблице Б.1 приложения Б.

После беглого осмотра сложенного аккуратно исходного материала, мы пришли к выводу, что по количеству больше всего у нас тонких пакетов белого цвета с зелёным и красным рисунком, чёрного цвета с золотистым и белым рисунком, так же упаковочной бесцветной прозрачной плёнки. Наш первоначальный вывод мы подтвердили, проанализировав данные таблицы Б.1.

2.2 Технологическое направление

Эксперимент 1. Соединение слоёв плёнки под воздействием высокой температуры и давления.

Мы спрессовали плёнку разной толщины, поместив её между слоями из различных материалов, установив на утюге максимальную температуру нагрева 200⁰С. Описание внешнего вида экспериментальных образцов в зависимости от изолирующих материалов представлены в таблице В.1 приложения В.

Вывод. Данный эксперимент показал, что в качестве изолирующих материалов можно использовать листы бумаги для оргтехники, кальку.

Изначально мы предполагали изготавливать одежду, а она очень часто состоит из больших деталей. Следовательно, и изолирующие материалы лучше использовать таких же размеров, чтобы во время движения утюгом, они не смещались. Из перечисленных материалов нам подходит калька, так как она продаётся в рулоне, от которого можно отмерить необходимое количество.

Выполняя работу, мы заметили, что под воздействием температуры пластиковые листы уменьшаются в размерах, причём наибольшую усадку имеют более тонкие материалы. Это даёт очень интересный декоративный эффект трещин. А упаковочная плёнка при прессовании придаёт цветной поверхности серебряный оттенок.

Соединяя листы плёнки, мы также пришли к выводу, что для получения материала одной толщины, плёнку надо укладывать равномерно, в несколько слоёв. В качестве основы лучше использовать плёнку большей толщины.

Эксперимент 2. Сравнениепрочности исходных материалов и экспериментальных образцов.

После проведения экспериментов по прессованию, мы сравнили исходные и экспериментальные образцы на прочность. На практике мы определяли максимальную нагрузку, при которой образцы разрывались. В приложении Г на рисунке Г.1 представлено оборудование для данного эксперимента, на рисунке Г.2 – процесс проведения, а результаты данного эксперимента занесены в таблицу Г.3 .

Вывод. Анализируя данные таблицы, мы пришли к выводу, что образец после прессования выдерживает больший вес. Таким образом, результаты экспериментов подтвердили нашу гипотезу: увеличить линейные размеры и прочность элементов изделий можно, воздействуя на них одновременно давлением и высокой температурой.

Эксперимент 3. Соединение образцов спрессованных материалов при помощи утюга, прибора для выжигания, швейной машины, скотча.

Результаты данного эксперимента представлены в таблице Д.1 приложения Д.

Вывод. После анализа данных таблиц Г.3 и Д.2 мы пришли к выводу, что любое соединение деталей кроме клейкой ленты понижает прочность материалов. Но изготавливать изделия, соединяя детали кроя скотчем, можно лишь в тех редких случаях, когда срез прямой. Поэтому мы выбрали более технологичный способ – соединение при помощи швейной машины. Чтобы проколов было меньше, мы установили на машине самую большую величину стежка.

3 Выбор вариантов изделий

Мы решили, что из пластиковых пакетов можно изготовить аксессуары и верхнюю одежду, назначение которой – укрывать от дождя.

Размышляя над внешним видом дождевиков, мы не стали придумывать оригинальные модели, а воспользовались вариантами из журнала «BURDA», немного их изменив.

4 Экономическое обоснование

В этом разделе сначала мы представили расчёт себестоимости изделий, который выполнялся для каждого исполнителя проекта в отдельности по следующей формуле: С = ОТ + АР + ОА + КУ + МЗ,

где: С – себестоимость изделия,

ОТ – оплата труда, ОТ = 0 р, так как изделия мы делали для себя.

АР – амортизационные расходы (расходы на использование инструментов и оборудования), АР = 0 р., так как мы работали в школьных мастерских.

ОА – оплата аренды помещения, ОА = 0 р.

КУ – коммунальные услуги, КУ = 0 р., так как свои изделия мы изготавливали в школе.

МЗ – материальные затраты.

Материальные затраты (МЗ) рассчитывались по формуле: МЗ = З₁ + З₂ + З₃,

Где: З₁ – затраты на приобретение необходимых материалов;

З₂ – затраты на электроэнергию за освещение за время выполнения изделия

З₃ – затраты на электроэнергию за время выполнения работ на электрооборудовании.

Наши затраты на приобретение материалов для выполнения работ (З₁) мы представили в таблице 1.

Таблица 1 – Затраты на приобретение материалов для изготовления изделий

Продолжение таблицы 1

З₂ = 0, так как мы не пользовалась освещением, в дневное время).

В процессе изготовления изделий мы использовали следующее технологическое оборудование: утюг мощностью (Р) 2,4 кВт, швейные машины мощностью (Р) 0,8 кВт.

Процесс прессования мы выполняли в общей сложности по 2 часа каждая.

З₃ = А × Сквч, А = Р × t,

где: А – работа электрического тока для прессования,

Сквч – стоимость киловатт-часа (5,7 р)

t – время, затраченное на прессование изделий (2 ч).

А = 2,4 × 2=4,8 кВтч, З₃ = 4,8 × 5,7= 27,36 р (при работе утюгом)

На непосредственную работу на швейной машине мы потратили примерно по 5 часов каждая.

А = 0,8 × 5=4 кВтч, З₃ = 4 × 5,7= 22,8 р (при работе на швейной машине)

Затраты на электроэнергию за время выполнения работ при использовании утюга и швейной машины: З₃ =50,16 р

Таблица 2 – Расчёт себестоимости изделий

Вывод: себестоимость изделий для Анастасии составила 302,16 рублей, для Валерии – 192,16 рублей, причём, основную часть денежных средств составили затраты на приобретение материалов для наших изделий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы считаем, что каждый человек должен помогать сохранять экологию Земли. Способствовать решению экологической проблемы мы можем, используя вторичные материальные ресурсы неоднократно. Так мы и поступили. Выполняя проект, мы вели подсчёт затраченных пакетов, мешков и упаковочной плёнки. В результате на изготовление дождевиков и сумок мы истратили 53 пакета различной толщины, размера, цвета и формы, также 11 кусков упаковочной плёнки размером 0,5 м × 2 м. Можно сделать вывод, что на изготовление изделий мы израсходовали около четверти пакетов и половину упаковочной плёнки. Мы считаем, что это большой вклад в решение проблемы загрязнения окружающей среды.

Хотя, следует отметить, что работа с прессованным материалом отличается от обработки тканей. После прессования плёнка становиться грубой и неэластичной. Особенно сложно было соединять детали с разными срезами.

Всё это мы смогли сделать только после проведения ряда очень важных для нас экспериментов. По итогам исследования можно сделать вывод, что наши первоначальные гипотезы подтвердились. Вторичные материальные ресурсы действительно можно использовать для создания различных предметов интерьера, одежды и аксессуаров. К сожалению, нам не удалось сделать много поделок из-за нехватки времени. Поэтому есть перспективы дальнейшего развития данной темы.

Нам удалось добиться увеличения линейных размеров и незначительного увеличения прочности элементов изделий прессованием. Но, к сожалению, соединяя детали при помощи швейной машины, мы ослабили созданный материал. Данную проблему при желании можно решить, проклеивая швы скотчем.

Работая над проектом, мы окончательно утвердились в мысли о необходимости решения проблем экологии, они очень важны и ощущаются во всех направлениях современного общества.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Журнал «BURDA» 8/2005, стр. 52

Журнал «BURDA» 1/2009, стр. 72

https://ria.ru/20171110/1508554568.html