XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изготовление бумаги в домашних условиях, как один из способов решения экологической проблемы
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
ВВЕДЕНИЕ
Пожалуй, нет в мире ни одного человека, который так или иначе не сталкивался с бумагой. Бумага есть везде: дома, в школе, в магазине. Люди рисуют, делают разные поделки и фотографии, читают интересные книги, обмениваются записями и т.д.Без бумаги сейчас невозможно представить свою жизнь. Она является самым распространенным материалом в мире.
2017 год объявлен нашим президентом годом экологии. Различные темы по экологии неоднократно обсуждались в моём классе на классных часах и уроках технологии. Мы говорили о проблемах загрязнённости природы, об охране леса. На одном из уроков технологии мой классный руководитель Компаниец Валерия Игоревна рассказала о том, что бумагу делают не только из древесины, но и из макулатуры. Изучив литературу, я узнал, что к макулатуреотносятся старые газеты, журналы, книги, картонная упаковка и другая бумажная продукция, предназначенная для переработки на бумажных заводах.
В апреле 2017 года в нашей школе проходила акция по сбору макулатуры. Участие в ней принял и мой класс. Мы заняли 3 место по сбору. Лично я принёс 47 кг макулатуры. А в 2017-2018 учебном году администрация школы приняла решения о проведении ежемесячного конкурса по сбору макулатуры. Наш класс в лидерах.
Меня заинтересовал сам процесс изготовления бумаги. Как бумагу изготавливают на заводе? Какие существуют способы изготовления бумаги в домашних условиях?
Цель проекта: узнать технологию переработки макулатуры, изготовить бумагу из вторсырья в домашних условиях.
Гипотеза: Мы предполагаем, что можно привлечь внимание людей к проблеме уничтожения леса ради бумаги, если изготовить бумагу в домашних условиях, подарив этим бумаге вторую жизнь.
В соответствии с выдвинутой целью проектной работы, сформулированы следующие теоретические задачи исследования:
Изучить литературу по теме проекта.
Узнать технологию переработки макулатуры.
Провести анкетирование.
Практические задачи исследования: рассмотреть альтернативные способы вторичного использования бумаги; изготовить образцы бумаг; провести анкетирование; поделится опытом работы с учащимися начальной школы.
Методы: подбор и изучение литературы и информации Интернет-ресурсов; наблюдение; опыты, cоц.опрос., мастер-класс.
I.Теоретическая часть
История бумаги
Бумага - очень древнее изобретение. Её знали в Древнем Китае. Отцом бумаги считают китайца Цай Луня, который придумал бумагу в 105 году
Бумага собственного производства появилась на Руси во второй половине XVI века в царствование Ивана Грозного. Начало массового бумажного производства в России было положено Петром I. Для обеспечения фабрик сырьем по царскому указу в армии и на флоте собирали отслужившие срок паруса, несмоленые канаты, веревки и тряпье. Гражданским людям предлагалось приносить остатки изношенных полотняных вещей в канцелярию полицмейстерских дел "за вознаграждение", с крестьян брали "тряпичный" налог. Развитию бумажного дела поспособствовал указ 1721 года об обязательном употреблении в официальном делопроизводстве отечественной бумаги.
Делали её тогда так: клочки шёлковой ваты, тряпьё, старые рыболовные сети измельчали и бросали в чан с водой, взбалтывали, пока не получалась однородная, водянистая кашеобразная масса, которую черпали бамбуковой сеткой. Осадок оставшийся лежать ровным слоем на сетке, просушивали. Этот принцип работает, и сегодня, изменились только средства производства, масштабы, скорости и сырьё.
Долгое время удавалось сохранять этот способ в секрете, и лишь в начале 6 века он был вывезен в Японию. Примерно в то же время производство бумаги начинает проникать в другие страны Азии. В отличие от китайского способа, по которому бумага вырабатывалась из свежего растительного волокна, из-за отсутствия подобного сырья бумаги стали изготовлять из пенькового и льняного тряпья на шелковых или волосяных ситах, натянутых на деревянную рамку. После предварительногоотжатия воды лист перекладывали сукнами, отжимали и затем сушили на воздухе. Впоследствии этот способ был завезен арабами через Персию в Северную Африку, на Кипр, а затем - в Испанию, Марокко и ряд других стран. В России бумага появилась в 14 веке. До этого времени писали на пергаменте. Особенно быстро оно стало расти после изобретения книгопечатания в 15-16 веки.
1.2.Виды бумаг и её свойства
Существует огромное количество видов бумаг. Каждая бумага обладает разными свойствами и имеет своё предназначение. Свойства бумаги зависят от волокнистого состава, природы растительных волокон, характера их обработки, содержания наполнителя, проклейки, а также технологии отлива и отделки, благодаря чему бумага получается разной. Так фотобумага предназначена для печатания газет. Документная (офисная) бумага необходима для печатания денег, паспартов, свидетельств о рождении, лотерейных билетов и т.д. Для изготовления школьных тетрадей, альбомов, блокнотов и т.д. человеку необходима писчая бумага. Кальку, цветные салфетки, картон, бархатную бумагу человек применяет для практических работ.
В зависимости от назначения бумаги характеризуется различными показателям: массой, толщиной, механическими свойствами - разрывная длина, излом, продавливаемость, истираемость, сжимаемость, скручиваемость и т.д., степенью проклейки, зольностью, влажностью, цветом белизной, гладкостью, впитывающей способностью и др. свойствами. Разнообразие свойств бумаги достигается выбором волокнистого материала и характером его разлома, введением в бумажную массу различных добавок, режимом отлива, прессования и сушки бумажного полотна, операциями каландрирования и окончательной отделки, а также спец. обработки бумаги - облагораживанием.
1.3. Современные технологии изготовления бумаги
Ежегодно в мире производят более 300 млн. т бумаги. На производство одной тонны бумаги уходит от 2 до 4 т древесины. Переработка 1 т макулатуры сохраняет 17 деревьев и 91000 л воды!
Вырубая деревья в лесу, человек уничтожает обширные территории, на которых живут и кормятся самые разнообразные животные. Корни деревьев препятствуют эрозии почвы: они удерживают почву и не дают дождевой воде размывать землю. Переработка макулатуры не требует большого количества едких химикатов, поэтому в атмосферу поступает меньше вредных веществ, опасных для людей, животных и растений.
Процесс переработки [1]:
Сбор макулатуры
Пункт приема вторсырья
Сортировка
Бумажный завод
Производство пульпы
Очистка
Производство новой бумаги
Из макулатуры настоящее время изготавливается весьма широкий спектр продукции. В России три четверти ее используется для производства различного вида упаковочной и оберточной бумаги, а также картона. Макулатура служит исходным сырьем для упаковки разнообразной бытовой техники и лотков для яиц, горшков для высадки рассады и одноразовых стаканчиков. Кроме того, она применяется для изготовления почти семидесяти видов писчей, типографской и туалетной бумаги. Широкое применение находит макулатура и при производстве современных строительных материалов, например, гипсокартона. А на уроках технологии я с одноклассниками изготавливал из макулатуры поделки в технике «папье-маше», «чигере» [7] и т.д.
Изучив технологию переработки бумаги в промышленных условиях, я предположил, что бумагу из макулатуры можно получить и в домашних условиях и вновь занялся сбором информации.
II. Практическая часть
Бумага, сделанная вручную, ценится дороже той бумаги, которая изготавливается на станках. Конечно по своим свойствам бумага, изготовленная в домашних условиях хуже, чем производственная, так как менее гладкая, ломкой и неравномерна по толщине. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством – эксклюзивностью. Даже если мастера будут использовать одни и те же материалы и технологию, всё равно листы будут отличатся друг от друга.
Из интернета я узнал о технологии получения бумаги в домашних условиях.[3,4, 5, 6]
После знакомство с литературой мы попробовали изготовить бумагу в домашних условиях. Бумагу изготавливали из газет и исписанных тетрадных листов.
Этапы изготовления бумаги.
Для изготовления бумаги нам понадобится: использованная бумага, емкость, рамка с мелкой сеткой, блендер, полотенце, вода, клей ПВА, скалка.
Шаг 1. Берём 2 кастрюли. В первую кастрюлю складываем рванные листочки газет, а в другую рванные листы черновиков .
Шаг 2. Заливаем листы тёплой водой и ждём минут 10-15.
Шаг 3. Берём блендер и перемалываем оба образца до однородной кашицеобразной массы.
Шаг 4. Добавляем клей, ещё раз перемешиваем и выкладываем массу на сетку. Шаг5. Берём книги. Сверх кладём полотенце, затем пару файлов. Сверху файлов кладём сетку с бумажной массой с однородной массой. Теперь кладём ещё пару файлов и сверху полотенце. Это обеспечит быстрое высыхание и образование гладкой поверхности бумаги.
Шаг 6. Кладём всё под пресс. Как только бумага достаточно высохнет, снимаем ее и оставляем досыхать.
В результате получили 2 образца бумаги. Все этапы работы представлены в приложении 3.
Сравнение полученных образцов.
Сходство. Полученные образцы одинаковы по плотности. Оба образца можно использовать вторично. Не достаточно гладкая поверхность по сравнению с оригиналами.
Отличия. Образцы отличаются по цвету. Образец 1- темно серого цвета, а образец 2 – светло серого цвета.
2Опыт. Получение цветной бумаги.
Для того чтобы из использованной бумаги получить цветную, в полученную однородную суспензию добавляем пищевой краситель. Получили бумагу красного цвета.
После проведенного исследования перед нами возник вопрос: «А что о бумаге знают учащиеся начальной школы?» С этой целью мы составили анкету, которую представили в приложении 1, и в сентябре 2017 года провели анкетирование, в котором приняли участие 127 учащихся начальной школы МБОУ СОШ №3 им. Е.И.Гришко ст. Старощербиновской.
Цель анкетирования: выяснить, что знают о производстве и переработке бумаги ученики начальной школы.
Результаты представлены на рисунке 1:
Рисунок 1. Первичный опрос
Изучив данные, можно сделать вывод о том, что учащиеся нашей школы имеют низкий уровень знаний о бумаге и способах её переработки.
Такие результаты натолкнули на мысль, поделиться приобретенными знаниями и опытом с ребятами.
Следующим этапом моей проектной работы было совместное творчество с группой единомышленников.
В октябре я выступил в роли учителя и провел в рамках внеурочной деятельности урок по изготовлению бумаги.
Последовательность действий была такова:
Первоначально рассказал о материалах, которые могут послужить вторсырьем для переработки и изготовления картона и бумаги.
Затем раскрыл основные этапы производства бумаги, раздав учащимся подготовленные карточки с последовательностью действий по производству бумаги в домашних условиях. (Приложение 2)
Во время практической работы осуществлял дополнительный инструктаж.
После практической работы организовал выставку полученных видов бумаги, обсудил с ребятами способы вторичного использования бумаги.
Ребятам работа понравилась! Я не ожидал, что ребята с большим интересом и трепетом отнесутся к ее выполнению!
Через несколько дней после мастер-класса было проведено повторное анкетирование по тем же вопросам. В нем участвовало 127 учеников. Результаты представлены на рисунке 2:
Рисунок 2. Вторичный опрос
Из рисунка 2 видно, что уровень знаний у учащихся после проведённого мастер-класса значительно повысился.
Заключение
В ходе данной работе изучена технология изготовления бумаги в домашних условиях, представлены образцы бумаги, проведены мастер-классы по изготовлению бумаги в домашних условиях.
Поставленная цель и задачи проекта реализованы.
Список литературы
Все о бумаге./ Справочное издание. ООО Издательская группа «Азбука-Аттикус», 2014. -32с.
Моя первая энциклопедия / Е.С. Чайка.- Минск: Харвест, 2012.-240с.
Процесс переработки вторсырья. Ресурс: http://makulaturoff.ru/problemy-pererabotki-belgorod
Делаем бумагу из вторсырья в домашних условиях. Ресурс: http://watta.ru/opyityi/delaem-bumagu-iz-vtorsyirya-v-domashnih-usloviyah.html
Изготовление бумаги ручной работы. Ресурс: http://www.livemaster.ru/topic/722313-izgotovlenie-bumagi-ruchnoj-raboty
Как сделать бумагу в домашних условиях. Ресурс: http://strana-sovetov.com/hobbies/rukodelie/5434-sdelat-bumagu-doma.html
Куликова Н.Поделки из макулатуры или вторая жизнь газетам и журналам. /http://stranamasterov.ru/user/22347
Приложение 1
Анкета
Ф.И.______________________________________________________________
Класс ____________________________________________________________
Назовите материалы необходимые для производства бумаги______________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Что такое макулатура? ______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Назовите этапы переработки бумаги. _________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Изготавливал ли ты бумагу в домашних условиях? ______________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Какие вида бумаги ты знаешь?_______________________________________
_______________________________________________________________
Как можно использовать бумагу в быту?______________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________
Приложение 2
Инструкция по выполнению
Материалы: использованная бумага, вода, клей ПВА.
Оборудование: блендер, емкость, рамка с мелкой сеткой, скалка, полотенце.
Шаг 1. Берём ёмкость и складываем рваные листочки использованной бумаги.
Шаг 2. Заливаем листы тёплой водой и ждём минут 10-15.
Шаг 3. Берём блендер и перемалываем образец до однородной кашицеобразной массы.
Шаг 4. Добавляем клей, ещё раз перемешиваем и выкладываем массу на сетку.
Шаг 5. Берём книги. Сверху кладём полотенце, затем пару файлов. Сверху файлов кладём сетку с однородной массой. Теперь кладём ещё пару файлов и сверху полотенце.
Шаг 6. Кладём всё под пресс. Как только бумага достаточно высохнет, снимаем ее и оставляем досыхать.
Приложение 3
Этапы работы
|
Рвём бумагу на мелкие кусочки и заливаем водой |
Мельчим блендером |
|
Наливаем клей ПВА |
Ещё раз всё перемешиваем |
|
Выкладываем тонким слоем и кладём под пресс |