XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вторичное использование пенопласта в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
160 лет назад человек впервые получил пластическую массу. Из-за того, что производство пластика остается самым популярным и дешёвым материалом в мире привела к тому, что пластик является к тому же ещё и самым многочисленным загрязнителем окружающей среды. Переработка пластика одна из актуальных проблем для государств всего мира.На сегодняшний день предприятия по переработке пластиковых отходов редко выходят на самоокупаемость так как, это связано с тем, что производственный цикл «сырье — пластиковое изделие» короче и дешевле, чем цикл «мусор — сортировка — переработка — очистка — сырье — пластиковое изделие». В сложившихся условиях, появление масштабных предприятий по переработке пластиковых отходов не всегда возможно, из-за чего остается открытой ниша по переработке пластика в домашних условиях. Через этот проект мы хотим поддержать вторичную переработку пластика и показать людям возможность вторичного использования пластика в домашних условиях.
Отсюда цель проекта: выяснить свойства пластика и изготовить основание ручки в домашних условиях из пенопласта.
Задачи:
изучить и проанализировать информационные источники (книги, журналы, газеты, справочники, определенные сайты в сетях Интернет);
выяснить свойства пластика и его влияние на окружающую среду;
изготовить пластик в домашних условиях.
Объект исследования: экологическое состояние окружающей среды.
Предмет исследования: вторичное использование пенопласта.
Методы: изучение литературы по проблеме исследования; наблюдение; беседы; опыт.
Гипотеза: вторичное использование пластика в домашних условиях позволит меньше загрязнять окружающую среду.
Основная часть
1.1. Как появился пенопласт
Пенопласт появился в первой половине XIX века. Немецкий аптекарь Эдуард Симон в 1839 году проводил опыты и получил вещество маслянистой природы, которое назвал стирол. Через 6 лет англичанин Дж. Блит и ещё один немец А.В. Фон Хохман независимо друг от друга установили, что образование стирола может происходить без участия кислорода, а в 1866 году французский химик Марселэн Бертло доказал, что производное от стирола вещество, названное учёными метастиролом, является пластмассой, поскольку он пронаблюдал процесс полимеризации стирола. Однако до создания пенопласта было ещё очень далеко.
В середине 1920-х гг. учёные заметили, что нагревание стирола запускает реакцию, приводящую к образованию сложных молекулярных цепочек. Считается, что первооткрывателями пенопласта являются французские учёные в 1928 году. Промышленное производство первыми освоили немцы в середине 1930-х годов. В 1958 году в Советском Союзе появилась первая марка пенопласта, предназначенная специально для строительства — ПБС, которую стали выпускать на заводе в подмосковных Мытищах.
Роль советских учёных в истории пенопласта не ограничивается только изобретением строительных марок. В 1961 году был представлен новый вид материала: ПСБ-С. Последняя буква «С» обозначает здесь «самозатухающий», а ПБС расшифровывается как «пенополистирол суспезионный беспрессовый». Благодаря применению антипиреновых добавок удалось добиться того, что материал перестал поддерживать горение. Этот тип пенополистирола востребован и до сих пор при строительстве домов и различных противопожарных конструкций. Впрочем, этим применение пенопласта не ограничивается, также он используется:
- как утеплитель и амортизационный материал в одежде и шлемах;
- для производства упаковочной тары;
- в строительстве дорожной инфраструктуры (блоки пенополистирола используют вместо традиционных песка и гравия в качестве основания насыпей автомобильных дорог, что обеспечивает долговечность и облегчает их устройство);
- для производства игрушек, мебели;
- в качестве декоративного материала.
Когда-то пенопласт использовался как теплоизоляционный материал в холодильных установках, но с середины 1960-х годов был полностью замещён более технологичным пенополиуретаном. Сегодня основными сферами применения пенополистирола являются строительство, упаковка, производство товаров народного потребления и дизайн. Далее предлагаем рассмотреть влияние пенопласта на окружающую среду и здоровье людей.
1.2. Влияние пенопласта на окружающую среду и здоровье людей
Пенопласт был первым пластиком, полученным реакцией полимеризации более полутора веков назад. За это время были созданы несколько технологий получения пенополистирола с различными добавками, улучшающими характеристики материала. Производители рекламируют материал как: экологичный, безвредный, cамозатухающий, не подвержен гниению, долговечный. Однако мнения специалистов в области экологии и строительства дают повод сомневаться в этих характеристиках. Рассмотрим основные претензии к этому материалу. Когда говорят об отсутствии влияния пенопластов на природу, говорят об инертности материала, не учитывая то обстоятельство, что он не разлагается. Попав на свалку, отходы упаковок, одноразовая посуда, рассыпавшись под влиянием ультрафиолета на гранулы, будет лежать там вечно. Так же пенопласт при большой площади возгорания и большой температуры выделяет ядовитый газ. При эксплуатации около 20 лет происходит разложение материала на 10–15% и увеличение вредных выделений. Материал демонстрирует свои лучшие качества, когда его применяют для утепления подземных сооружений, холодильных установок, предотвращения пучения грунта в полотнах дорог, мостах, взлетно-посадочных полос аэродромов, везде, где нет прямого контакта с человеком.
Вывод: пенопласты вредит природе и очень опасен при пожаре. Утеплять помещения пенопластом изнутри нежелательно, так как это опасно для здоровья. Поскольку пенопласт присутствует в каждом доме, предлагаем далее рассмотреть способы его утилизации.
1.3.Утилизация пенопласта
. Эксперты Ассоциации европейских производителей (ППС) считают, что жизненный цикл пенопласта заканчивается только при полной ликвидацией его отходов. Из-за дешевизны производства пенопласта, в мире мало заинтересованных людей которые готовы создать условия для его переработки.
Мировой опыт показывает, что сбор пенопласта в местах свалок, на полигонах, резко увеличивает масштабы этих объектов. Именно это стало одной из основных причин, подталкивающих людей заниматься переработкой пенопласта. В Европе, Америке существуют специальные точки сбора. Причем в городах, удаленных от заводов, занимающихся утилизацией ячеистых пластических масс, организуется бесплатная пересылка этих отходов. В России пока такой практики нет.
Из-за низкой плотности пенопласта , возникают сложности в его утилизации, поскольку пенопласт имеет большие объемы при малой массе. С точки зрения влияния на экологию отходы пенопласта необходимо перерабатывать и использовать повторно.
Поэтому далее, мы решили попробовать переработать пенопласт в домашних условиях и изготовить корпус для ручки.
Практическая часть.
Для данного эксперимента понадобится: пенопласт, ацетон, стеклянная емкость, перчатки, маска и защитные очки. Так как ацетон обладает едкими свойствами желательно с ним работать в хорошо проветриваемом помещении. Так же можно использовать вместо ацетона растворитель или бензин. Мы брали ацетон. Все этапы работы представлены в приложении.
Для начала берём ацетон, наливаем его в стеклянную чашку (Приложение1). Далее ломаем пенопласт на небольшие кусочки и погружаем в ацетон. Пенопласт начинает постепенно растворяться. Вовремя растворения состав систематически разминаем. Добавляем пенопласта столько, сколько нужно для того, чтобы наша масса стала густой. Так получается густая, белая пластичная масса, с которой можно лепить всё что угодно. Для предания цвета можно добавить любой колер. Полученная масса похожа на резину или тесто, очень хорошо тянется. Затем я раскатал из получившейся массы колбаску и положил в неё пасту с шариковой ручки. Далее начинаем облеплять пасту, (Приложение 2)предавая форму. Лепить пришлось быстро, из-за испарения ацетона масса стала очень быстро затвердевать.
После того как работа была окончена, я оставил ручку на три часа в хорошо проветриваемом помещении, чтобы она затвердела. Через три часа ручка затвердела лишь в некоторых местах. Чтобы ручка не сломалась, мы решили дождаться, когда она затвердеет полностью и станет прочной. В итоге мне пришлось ждать 22 часа.
Заключение
Учитывая всё, что было сказано выше, мы пришли к выводу, что полностью отказаться от пенопласта достаточно трудно. Однако можно организовать пункт его сбора и вторично переработать его так как пенопласта очень много в мире. Покупая телевизор, холодильник в коробки кладут пенопласт, который затем выкидывается, хотя его можно переработать на пенопластовые плиты и продавать как утепление – которое сейчас пользуется популярностью и т.д. Нам кажется, что с появлением в жизни синтетические пластмассы, возникла проблема его утилизации. Но она есть, и она касается всех. Значит, и решать её нужно всем вместе.
Список литературы
1. Занимательная книга знаний в вопросах и ответах / пер. с анг. М. Беньковская и другие. – М.: МАХАОН, 2012.- 160 с.
2. Иллюстрированная энциклопедия почемучек / пер. с анг. Кабановой. – М.: АСТ:Астрель, 2008. – 210 с.
3. Камерилова Г.С. Экология города. – М.: Дрофа, 2010. – 287 с.
4. Кацура А.В. Отарашвили З.А. Экологический вызов: выживет ли человечество. – М.: МЗ Пресс, 2005. – 80 с.
5. Розанов Л.Л. Геоэкология. – М.: Вентана-Граф, 2006. – 320 с.
6. Садовникова Л.К. Биосфера: загрязнение, деградация, охрана: Краткий толковый словарь. – М.: Высшая школа, 2007. – 125 с.
7. Универсальная иллюстрированная энциклопедия почемучек и оттогочек: для очень любознательных детей / (Кейт Вудвард и другие) / пер. с анг. И. Алчева и другие. – М.: Астрель, 2012. – 110 с.
8. Что? Зачем? Почему? Большая книга вопросов и ответов / Перевод с испанского. – М.: Эксмо, 2012. – 512 с.
9. https://www.toppenoplast.ru/
10. https://1pofasadu.ru/
Приложение 1