XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Полимеры. Одноразовая посуда из полимеров

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Канаева Ю.С. 1

---

1МБОУ Школа №16

Глазова А.В. 1

---

1МБОУ Школа №16

Работа в формате PDF

2.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя I степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

В последнее время всё большее количество предметов, используемых в быту, изготавливаются из полимерных материалов. Это и большая часть кухонной утвари, и всевозможные ёмкости, и посуда, и одноразовые упаковки для пищевых продуктов.

 С каждым годом увеличивается объем и расширяется ассортимент материалов и изделий из них, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами. Конечно, качество данных материалов влияет на сохранность продукции. Существенное влияние на безопасность лотков и тарелок, контактирующих с тем, что мы едим, оказывает очень многое: технологии производства материала, базовое сырье и его компоненты, условия применения готового изделия, сроки и условия хранения и т.д.

 Опережающие темпы роста потребления полимерных материалов по сравнению со многими другими обусловлены уникальным комплексом свойств синтетических и природных полимеров и изделий из них.

В настоящее время огромное количество пластиковой тары и пищевой упаковки, которые очень прочно вошли в нашу жизнь из-за удобства. Пластиковая тара, упаковка и посуда упрощает людям жизнь во многих отношениях. Например, она удобна, легка, прочна, в сравнении со стеклянной тарой, её не нужно мыть и т.д. Практически каждый хоть раз пользовался одноразовой посудой.

Актуальность темы заключается в том, что безопасность полимерного материала, из которого изготовлена одноразовая посуда, вызывает некоторое опасение не только среди обывателей, но в некоторых случаях и среди учёных-исследователей. Поэтому, немудрено, что среди людей существует немало мифов и слухов о вреде пластиковой посуды. С чем мы и попытаемся разобраться в данной исследовательской работе.

Проблема проекта – является ли безопасным использование одноразовой посуды из полимеров в быту.

Объект исследования: полимеры.

Предмет исследования: одноразовая посуда (тара) из полимеров.

Гипотеза: при информировании о типе материала одноразовой посуды, а также о соблюдении правил её использования можно минимизировать вред здоровью человека и окружающей среде.

Цель: выяснить, существуют ли опасные факторы неправильного применения одноразовой посуды человеком.

Задачи проекта обусловлены его целью и сводятся к следующему:

- изучить из каких материалов изготавливается одноразовая посуда;

- изучить вредные вещества в материалах, из которых производится одноразовая посуда, и их влияние на здоровье человека;

- провести анализ токсических характеристик продуктов распада полимерных материалов, из которых изготавливается одноразовая посуда;

- выяснить, насколько безопасно пользоваться одноразовой посудой;

- разработать рекомендации по применению одноразовой посуды.

Методы исследования: анализ и синтез, обобщение, сравнение, анкетирование, эксперимент.

Теоретическая и практическая значимость проекта заключается в том, что в результате исследовательского проекта будет сформировано заключение об опасных факторах применения одноразовой посуды для здоровья человека, а также значимости правильного её использования с целью минимизации вредных воздействий, что может быть полезно другим людям.

Глава 1. Одноразовая посуда.

1. 1. История возникновения одноразовой посуды.

Появилась одноразовая посуда в США, в начале XX века. Сначала стали выпускать бумажные стаканчики, а потом и другую посуду – тарелки, ложки, вилки, ножи. С конца 50-х годов прошлого века было запущено массовое производство одноразовой посуды, а вместо бумаги всё чаще стали использовать полимерные материалы. В настоящее время многие производители снова склоняются в сторону бумажной посуды, так как она безопаснее и не обладает токсичными свойствами.

В 1907 году американец Лоуренс Луэллен решил снабжать изобретённый им автомат для продажи газированной воды стаканчиками из проклеенной бумаги. Луэллен запатентовал идею. К 1960 году ежегодно в одной только Америке бумажные чашки продавались на 50 млн. долларов в год.

В 1910 году запатентована «безопасная чашка» (safe cup) - скрученный конусом лист картона. В 1947 году появилась посуда из пластмассы Производитель 1. Ерл Силас Таппер разработал способ производства жёсткой обезжиренной пластмассы из чёрного полиэтиленового шлака путём его очистки. Так появились изделия из пластмассы - пластмассовая посуда [9].

1. 2. Материалы, используемые для изготовления одноразовой посуды.

Самые распространённые материалы для пластиковой одноразовой посуды — это полистирол, полипропилен, полиэтилен, меламина, поливинилхлорид и др. Рассмотрим более подробно свойства некоторых из них.

1. 1. 1. Полистирол.

Первым на свет появился полистирол [СН2 СН (С6Н5)]n. Ещё в 1786 г. Вильям Никольсон в «Словаре практической и теоретической химии» писал, что некий Ньюман, перегоняя какой-то растительный бальзам, получил эмпириоматическое масло, осмоляющееся при нагревании. В 1839 г. Е. Симон повторил этот опыт и назвал получаемое масло стиролом.

Ученые, изучившие эту публикацию Симона, считают, что осмоление масла было полимеризацией, а смола – полистиролом, одним из первых синтетических полимеров в истории человечества. В 1881 г. французский химик Лемуан обнаружил, что жидкий стирол, точная химическая формула которого к тому времени была уже установлена, под действием солнечного света превращается в твёрдое вещество.

Промышленное производство полистирола началось, однако, лишь в 1927 г. на заводе «И.Г. Фарбениндустри» в Германии. Поскольку чистый полистирол – прозрачный термопласт, его производство было затеяно с целью получить небьющееся стекло для автомобилестроения и авиации. Однако уже к 1930 году стало ясно, что в качестве органического стекла полистирол малоподходящий полимер: он довольно хрупок, размягчается уже при 100° С.

Посуда из него белого цвета. На полистирол указывают две большие буквы PS. Это значит, что упаковка предназначена только для холодных пищевых продуктов. Когда в такую тару наливают горячий чай или кофе, пластик нагревается и начинает выделять стирол. Это же происходит при подогревании продуктов в полистирольной упаковке в микроволновке. Конечно, разовое попадание стирола в организм вреда не принесёт, но если вы постоянно покупаете обед в такой упаковке и греете его в микроволновой печи –опасное вещество в организме накапливается. Что в последствии может привести к нарушению работы почек и печени [6].

Вспененный полистирол более устойчив к нагреванию: в посуду из него можно наливать горячее, и она не обжигает руки, так как этот материал плохо проводит тепло. Можно ставить такую посуду в микроволновую печь, мыть в посудомоечной машине и не опасаться деформации.

1. 1. 2. Поливинилхлорид.

Вторым и по истории, и по объёму мирового производства среди термопластов стоит поливинилхлорид (C₂H₃Cl)n. По сравнении с другими термопластами у него два существенных преимущества – он маслостоек и негорюч и два существенных недостатка – на морозе, уже при -15° С, он становится хрупким, а при нагревании до 170-190° С разлагается с выделением хлористого водорода. Впрочем, современные методы сополимеризации и составления композиций позволяют более или менее успешно бороться с этими недостатками поливинилхлорида. Главная трудность при этом не потерять его преимуществ.

Первым получил поливинилхлорид француз Реньо в 1835 г., хотя сам он, конечно, не мог знать, не мог понять в те годы, почему это под действием солнечного света жидкий хлористый винил в его ампулах превращался в твёрдое вещество. Правильное объяснение этому явлению дал лишь А.М.Бутлеров. Систематическим изучением получения твёрдого вещества занимался немецкий химик Бауман в 1872 г.

Однако о практическом применении этого хрупкого и жёсткого полимера первым подумал русский химик И.И. Остромысленский, запатентовавший в 1912 г. способ получения изделий из поливинилхлорида и родственных полимеров путём прессования их при нагревании. К сожалению, и эти изделия были слишком жёстким, и патент Остромысленского получил практическое применение лишь много позже, когда промышленности потребовались именно такие жёсткие, маслостойкие и кислоупорные изделия.

А в 1937 г. в истории поливинилхлорида произошёл форменный переворот. В.Л. Семон обнаружил, что после нагревания до 150° С смесь поливинилхлорида с тритолилфосфатом превращается в резиноподобную массу, которая остаётся эластичной и после охлаждения до комнатной температуры.

Это явление – превращение хрупкого жёсткого полимера в эластичную пластмассу при его смешивании с маслами и нелетучими эфирами - назвали пластификацией. Позже обнаружилось, что можно пластифицировать практически любой полимер, всё дело лишь за подбором пластификатора.

Но наиболее опасна поливинилхлоридная пластиковая тара. Маркируют ее буквами PVC (ПВХ). Из этого вещества обычно делают контейнеры. Она активно выделяет винилхлорид – канцерогенное вещество, которое может стать причиной онкологических заболеваний. Поэтому лучше выбирать одноразовую посуду с обозначениями PS и PP.

1. 1. 3. Полипропилен.

Полипропилен (C₃H₆)n представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, то есть в натуральном виде полупрозрачен, но может легко окрашиваться добавлением соответствующих пигментов и красок.

Полипропилен является весьма устойчивым почти во всех отношениях полимером, что вполне доказуемо следующими его свойствами. Во-первых, полипропилен устойчив к высоким температурам (t плавления = 175°С). Во-вторых, для полипропилена характерны высокая ударная прочность, высокая стойкость к многократным изгибам, твердость, низкая паро- и газопроницаемость; по износостойкости он сравним с полиамидами. В-третьих, вследствие своей неполярной структуры, полипропилен устойчив к действию химикалий. Поэтому он противостоит воздействию большинства полярных органических растворителей, таких, как сложных эфиров и кетонов (например, ацетона) и кислот даже при высокой их концентрации и температуре выше 60 °С. Также полипропилен устойчив к воздействию водных растворов неорганических соединений - солей, кипящей воды и щелочей [3].

 Только такие сильные окислители, как, например, хлорсульфоновая кислота HSO₃Cl, серная (олеум) и концентрированная азотная кислоты НNO3, а также хромовая смесь могут разрушить полипропилен уже при комнатной температуре.

Некоторые углеводороды (алифатические, ароматические, галогенизированные) приводят к набуханию полипропилена. После испарения углеводорода, вызвавшего набухание, жёсткость и иные механические свойства полимера полностью восстанавливаются.

К недостаткам полипропилена необходимо выделить чувствительность к воздействию света, это надо учитывать во всех областях применения продукта. Под действием света и кислорода воздуха в полипропилене проходят процессы разложения, приводящие к потере блеска, растрескиванию и «мелованию» поверхности, к ухудшению его механических и физических свойств. Для предотвращения подобных реакций в него вводят специальные добавки - стабилизаторы полимерных материалов.  И ещё один недостаток – в низкой морозостойкости (t хрупкости  = от –5 до –15 °С), однако этот недостаток устраняется путём введения в макромолекулу изотактического полипропилена звеньев этилена, а также при добавлении бутилкаучука или этиленпропиленового каучука.

Из полипропилена получается одноразовая посуда коричневого цвета, например, чашки для кофе. В отличие от полистирольной, полипропиленовая посуда с маркировкой PP не изменяет своих свойств даже при нагревании до +150 °С, но легко поддаётся химическим воздействиям, выделяя при этом формальдегиды и фенол, которые тоже опасны для здоровья. Поэтому пить спиртное из такой посуды не стоит. Не подходит полипропиленовая тара и для хранения жирных веществ, например, сливочного или подсолнечного масла, так как при контакте с жирами полипропилен разрушается и выделяются формальдегиды и фенол.

1. 1. 4. Меламин.

Особого внимания заслуживает посуда из меламина C₃H₆N₆ – вещества, из которого в химической промышленности получают разновидность формальдегидной смолы [7]. Внешне такая посуда походит на фарфоровую, но значительно легче и прочнее. Тара из меламина – рекордсмен по количеству содержащихся в ней вредных веществ. Во-первых, такая упаковка содержит много формальдегида, а он обладает токсичными свойствами, причём его количество может быть в десятки раз больше всякой допустимой нормы. Во-вторых, кроме самого меламина, который негативно влияет на организм, посуда может содержать асбест. Хотя его использование для изготовления упаковки запрещено, так как он вызывает рак. Как только в такую посуду попадает горячая еда – выделяется ядовитый формальдегид. Кроме того, для стойкости рисунков в краску может быть добавлен свинец, что также опасно для здоровья.

Эта посуда опасна: меламин сам по себе негативно влияет на организм, а производители иногда умудряются для прочности добавлять к нему асбест, который перестали использовать на всех производствах, так как он может вызывать развитие рака.

Одноразовая пластиковая посуда удобна в употреблении, но может быть опасна при использовании. К пластиковой посуде необходимо относиться крайне осторожно. Для правильного использования нужно научиться понимать обозначения и внимательно читать маркировку.

1. 3. Маркировка одноразовой посуды.

Для обозначения материалов, используемых для изготовления одноразовой посуды, применяют специальные знаки. Значок «бокал-вилка» (рис.1) — свидетельствует о пригодности пластиковой посуды для контакта с продуктами. Если такой значок перечеркнут, пластиковые изделия не предназначены для соприкосновения с едой.

Рис. 1. Знак маркировки на одноразовой посуде, обозначающий пригодность для продуктов.

Треугольник в виде трёх стрелок – обозначение возможности вторичной переработки предмета. Внутри треугольника пишут разновидность полимерного материала (PP, PS и др.) (табл.1). В таблиц 1 приведены обозначения одноразовой посуды, наиболее часто встречающейся в нашем обиходе.

Таблица 1

Обозначения на одноразовой посуде

Но как быть, если этих маркировок на товаре попросту нет? Как отличить полипропиленовую посуду от полистирольной или поливинилхлоридной?

Потребители полимерных материалов периодически сталкиваются с необходимостью распознавания природы полимерной посуды. Хорошо известно, что основные свойства полимеров определяются внешними признаками, отношением к горению и действию растворителя (табл.2).

Таблица 2

Распознавание пластмасс

При отсутствии выше указанных возможностей, можно попробовать нажать твёрдым предметом на изделие из поливинилхлорида на его поверхности образуется след, поверхность других останется гладкой.

Полистироловая посуда при деформации издаёт громкий хруст и легко трескается, а при нагревании размягчается. Полипропиленовая – при деформации не ломается, а только гнётся, а при нагревании не деформируется.

Важно подчеркнуть, что прежде, чем купить пластиковую посуду, необходимо внимательно изучить значение символов на её маркировке, зашифрованных в значки.

По данным гигиенистов пластик в чистом виде является непрочным, хрупким материалом, который трескается на свету и плавится от жары. Для прочности в него добавляют вещества-стабилизаторы, в результате чего пластмасса становится крепче, но и более токсичной. Это становится причиной вреда пластиковой посуды.

Глава 2. Влияние одноразовой посуды на организм человека и окружающую среду.

С появлением одноразовой пластиковой посуды люди стали её активными пользователями. Очень удобно и практично не носить с собой тяжёлую сумку на работу, а запастись пластиковым контейнером с обедом, ложкой, вилкой, пластиковым стаканчиком, тарелками разных размеров, бутылкой воды. Однако с каждым годом все большее количество исследований говорит о том, что некоторые виды пластика могут быть небезопасны.

Сами по себе полимеры инертны, нетоксичны и не «мигрируют» в пищу, но промежуточные вещества, технологические добавки, растворители, а также продукты химического распада способны проникать в пищу и оказывать токсическое воздействие на человека. При определённых условиях пластик выделяет токсичные соединения, которые, попадая в организм человека, негативно воздействуют на его здоровье. Этот процесс может происходить во время хранения продуктов или при их нагревании.

Кроме того, полимерные материалы подвержены изменению (старению), в результате чего из них выделяются продукты разрушения. Причём различные виды пластика становятся токсичны при различных условиях - одни нельзя нагревать, другие мыть. Неправильная эксплуатация является также одной из основных причин вреда пластиковой посуды. Термическое или химическое воздействие на эти материалы, их механическая обработка, могут сопровождаться повышенным выделением во внешнюю среду как образующих полимерные соединения мономеров, так и продуктов превращения входящих в них добавок. Продуктами такого превращения являются альдегиды, кетоны, спирты, перекиси, кислоты и их соли, а также пыль, оказывающая раздражающее и аллергенное действие (табл.3) [2].

Таблица 3

Токсическая характеристика продуктов распада полимерных материалов

Из таблицы видно, что продуктами распада полимерных материалов, используемые для производства одноразовой посуды, являются токсические вещества, относящиеся преимущественно к 1 и 2 классу опасности, способные вызвать раздражающее, фиброгенное и канцерогенное действие.

Поливинилхлорид - это полимер на основе хлора. Он распространён во всем мире, т.к. чрезвычайно дешёв. Из него делают бутылки для напитков, коробочки для косметики, тару для бытовых химикатов, одноразовую посуду. Со временем ПВХ начинает выделять вредное канцерогенное вещество - винилхлорид. Из бутылки оно попадает в напиток, из тарелки - в пищу, а с пищей и в наш организм.

Вредное вещество из ПВХ начинает выделяться через неделю после того, как в неё залили содержимое. Через месяц в минеральной воде скапливается несколько миллиграммов винилхлорида (онкологи считают, что это очень много).

Пластик полистирол (обозначается латинскими буквами PS) к холодным жидкостям равнодушен. Но стоит налить напиток горячий - от 70 градусов или горячительный - безобидный стаканчик начинает выделять токсичное соединение под названием стирол. При регулярном употреблении токсичное вещество накапливается в печени, почках. Что может привести к циррозу печени.

Полипропиленовый стакан (маркировка - РР) выдерживает температуру до +100^oС. Но химической атаки не терпит - выделяет формальдегид или фенол. Если пить из такого стаканчика алкогольные напитки, страдают не только почки, но и глаза. Люди на регулярной основе, использующие такую посуду для употребления алкогольные напитки, будут медленно слепнуть. Формальдегид к тому же считается канцерогенным веществом.

Как отличить опасные изделия из ПВХ от безопасного пластика? Нужно осмотреть донышко. Добросовестные производители ставят на дне опасных бутылок значок - тройку в треугольнике. Или пишут PVC - так на английском языке выглядит привычная нам аббревиатура ПВХ. Но таких бутылок с честными надписями попадается немного. Основная часть пластиковой тары никакой вразумительной маркировкой не снабжена.

Подробное описание влияния одноразовой посуды на окружающую среду изложено в Приложении № 5 к настоящему проекту. Пластиковая одноразовая посуда вредит окружающей среде, считают защитники природы. Теперь с ними солидарны и учёные-врачи. По их словам, использование одноразовых тарелок, вилок и стаканчиков вредит человеку. Учёные обеспокоены настолько, что призывают запретить использование пластиковой посуды. Как оказалось, в ней содержится большое количество особого химического вещества [1].

Вещество, которое называется бисфенол, может спровоцировать появление врождённых дефектов у младенцев. Также оно влияет на состояние сердечно-сосудистой системы и может вызвать рак.

Необходимо отметить, что Дания стала первой европейской страной, которая полностью запретила использование этого химиката в производстве изделий, предназначенных для последующего контакта с пищей.

У пластиковой посуды есть срок годности, на который необходимо обращать внимание, и поверхность посуды должна быть целостной. Одноразовая полимерная посуда должна использоваться только один раз! При повторном использовании она выделает в пищу формальдегиды.

Обязательным условием применения изделий из полимерного материала, контактирующих с пищевыми продуктами, должно быть наличие соответствующего раз­решения Минздрава РФ.

Особое внимание уделяется выпуску доброкачественной и безопасной полимерной продукции. С этой целью на предприятиях должны строго соблюдать нормативно-технические документы, в первую очередь ГОСТы.

Подтверждающим фактом соответствия продукции, установленным стандартам, называется сертификацией, процедурой предполагающей выдачу третьей стороной арбитром письменной гарантии. Наличие данного документа является для потребителя свидетельством соответствия купленного им товара действующим в стране нормативам, независимо от того, кто, когда и где изготовил данное изделие [6].

Испытания для сертификации проводятся в испытательных лабораториях, аккредитованных на право проведения тех испытаний, которые предусмотрены в нормативных документах, используемых при сертификации данной продукции.

Исходя из выше приведённого анализа литературных источников, можно сделать вывод, что рынок одноразовой посуды растёт с каждым годом и является одним из самых перспективных направлений. Пластиковая посуда бывает разных видов, и её качество зависит во многом от самого пластика, который используется при её изготовлении.

Одноразовая пластиковая посуда удобна в употреблении, но может быть опасна при использовании. К пластиковой посуде необходимо относиться крайне осторожно. Для правильного использования нужно научиться понимать обозначения и внимательно читать маркировку.

Самыми распространёнными полимерными материалами, используемые для производства одноразовой посуды поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен, полиэтилен, полистирол, полиэтилентерефталат, поликарбонат, из которых производят как технический, так и пищевой пластик.

Установлено, сто сами по себе полимеры инертны, нетоксичны и не «мигрируют» в пищу, но промежуточные вещества, технологические добавки, растворители, а также продукты химического распада способны проникать в пищу и оказывать токсическое воздействие на человека. При определённых условиях пластик выделяет токсичные соединения, которые, попадая в организм человека, негативно воздействуют не только на его здоровье, но и на окружающую среду [8].

Пластик, используемый для производства изделий, контактирующих с пищей, и детского ассортимента, в обязательном порядке проходит экспертизу на соответствие санитарно-гигиеническим нормам и сертифицируется. Р

24

екомендации по использованию одноразовой посуды изложены в Приложении №4 к настоящему проекту.

Глава 3. Практическая часть.

3.1. Анкетирование.

В первой части практической работы проведено анкетирование по теме исследования. В анкетировании чувствовало 100 человек, разного пола и возраста. Бланк анкеты приведен в Приложении №1.

Проанализируем результаты проведённого анкетирования:

Вопрос №1: пользуетесь ли вы одноразовой посудой?

Категория Варианты опрошенных ответов	Женщины	Мужчины
ДА	100%	99%
НЕТ	0%	1%

Вопрос №2: как часто вы пользуетесь одноразовой посудой?

Категория Варианты опрошенных ответов	Женщины	Мужчины
Каждый день	84%	76%
Один раз в неделю	15%	21%
Один раз в месяц	1%	2%
Один раз в год	0%	0%
Реже одного раза в год	0%	0%
Никогда	0%	1%

Вопрос №3: в каких случаях вы чаще всего пользуетесь одноразовой посудой?

Категория Варианты опрошенных ответов	Женщины	Мужчины
на пикнике	1%	2%
дома	98%	96%
в дороге	1%	1%
в других случаях	0%	0%
Никогда	0%	1%

Вопрос №4: знаете ли вы, из чего изготавливают одноразовую посуду?

Категория Варианты опрошенных ответов	Женщины	Мужчины
ДА	34%	17%
НЕТ	66%	83%

Вопрос №5: Одноразовая посуда вредна при употреблении пищи?

Категория Варианты опрошенных ответов	Женщины	Мужчины
ДА	4%	7%
НЕТ	12%	11%
Не вся	84%	82%

Вопрос №6: Вся ли одноразовая посуда может выдерживать высокую температуру?

Категория Варианты опрошенных ответов	Женщины	Мужчины
ДА	1%	0%
НЕТ	98%	99%
Не знаю	1%	1%

Выводы по анкетированию:

1. 1. 1. 1. Проанализировав ответы, мы выяснили, что большинство опрашиваемых вне зависимости от пола пользуются одноразовой посудой.

         2. В основном люди пользуются одноразовой посудой (тарой) ежедневно. Есть и те, кто пользуется одноразовой посудой (тарой) реже чем раз в неделю и месяц.

         3. Большинство опрашиваемых пользуются одноразовой посудой (тарой) дома. Реже на пикнике и в дороге, один из опрошенных одноразовой посудой не пользуется вовсе.

         4. Одноразовая посуда изготавливается из разных материалов и в зависимости от этого её можно использовать для горячих или холодных пищевых продуктов, для кислых или жирных и т.д. В результате анкетирования выявлено, что большинство опрашиваемых не знают, из чего сделана одноразовая посуда (тара). При этом женщины более осведомлены в данном вопросе.

         5. Многие считают, что не вся одноразовая посуда вредна для пищи.

         6. Большинство вне зависимости от пола убеждено что одноразовая посуда (тара) не может выдерживать высокую температуру.

3.2. Практическая работа по определению химической стойкости и стойкости к горячей воде, определению запаха, привкуса и цвета водной вытяжки, а также миграции красителя.

Объекты исследования: в качестве объектов исследования использовалась одноразовая посуда (тара), изготовленная из разных полимерных материалов различных производителей. Полный перечень приведен в Приложении №2 к настоящему проекту (далее по тексту «образцы»).

Все исследуемые образцы полимерной посуды имеют четкую маркировку, на дне образцов имеется значок треугольника из трех стрелок - знак вторичной переработки сырья. Внутри треугольника были цифры, обозначающие материал, из которого изготовлено каждое изделие.

Рис. 2. Маркировка нескольких исследуемых образцов

Каждое изделие имело знак, свидетельствующий о пригодности контакта с продуктами.

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод о высокой культуре производстве всех производителей исследуемых образцов одноразовой посуды.

Оценка свойств образцов (изучаемых полимерных изделий) проводилась в соответствии требованиям ГОСТ Р 50962-96 «Посуда и изделия хозяйственного назначения из пластмасс» [4] по таким показателям как внешний вид (п.3.6.2.), химическая стойкость (п.5.7), стойкость к горячей воде (п.5.5), гигиенические показатели (п.5.15 и ГОСТ 22648-77 «Пластмассы. Методы определения гигиенических показателей» [5]).

Внешний вид наружной поверхности образцов с № 1- 10 удовлетворял всем требованиям, указанным в ГОСТе, у изделий отсутствовали: дефекты, портящие внешний вид (раковины, вздутия, трещины, грат, следы течения, линии холодного стыка, царапины, сколы); инородные включения.

3.2.1. Определение химической стойкости.

Цель: определение химической стойкости исследуемых образцов.

Оборудование и материалы: исследуемые образцы в соответствии Приложением №2 к настоящему проекту, 1%-ный раствор уксусной кислоты, вода, чайник, сода пищевая, мыло туалетное, термощуп.

Ход работы:

1. Для определения химической стойкости погружаем образцы в 1%-ный раствор уксусной кислоты, предварительно нагретый до температуры (60±5) °C, на 10 мин.

2. Производим оценку результатов. Не должна изменяться окраска изделий, а раствор должен оставаться бесцветным, прозрачным, без осадка.

3. Для определения стойкости образцов к мыльно-щелочным растворам (сода пищевая 1%-ная, мыло туалетное 1%-ное) погружаем их в предварительно нагретый до температуры (60 5) °C мыльно-щелочной раствор на 20 мин.

4. Затем изделия вынимаем из раствора, промываем холодной водой и протираем насухо.

5. Производим оценку результатов. По окончании выдержки образцы при сравнении с изначальным состоянием не должны набухать и деформироваться, а раствор - окрашиваться.

Оценка полученных результатов:

1. Изучена химическая стойкость образцов на стойкость к 1% раствору уксусной кислоты при t =60± 5⁰С в течение 10мин. Установлено, что окраска всех образцов не изменилась, а раствор остается бесцветным и прозрачным, без осадка.

2. Изучена химическая стойкость образцов на стойкость к мыльно- щелочному раствору при t =60± 5⁰С в течении 20 мин. Все опытные образцы с №1 по №10 не набухали и не деформировались. Мыльно-щелочной раствор окраску не изменял. После испытания на образцах оставались разводы от соды, которые не изменяли внешний вид изделия и после промывки исчезали.

3. Результаты испытаний указаны в Приложении №3 к настоящему проекту.

В результате определения химической стойкости образцов можно сделать следующие выводы: все образцы имеют хорошую химическую стойкость к 1% раствору уксусной кислоты при t =60± 5⁰С в течение 10мин. и стойкость к мыльно- щелочному раствору при t =60± 5⁰С в течении 20 мин.

3.2.2. Определение стойкости к горячей воде.

Цель: определение стойкости к горячей воде исследуемых образцов.

Оборудование и материалы: исследуемые образцы в соответствии Приложением №2 к настоящему проекту, вода, чайник, стеклянная ёмкость (банка), термощуп.

Ход работы:

1. Погрузить образцы в стеклянную ёмкость большего размера.

2. Заполнения ёмкость водой с температурой (70±5) °С для изделий, контактирующих с горячими пищевыми продуктами, и изделий, применяемых в процессе приготовления пищи, и (60±5) °С для остальных изделий.

3. Выдержать в течение 10-15 мин.

4. Вынуть изделие.

5. Охладить и насухо протереть.

6. Провести оценку результатов. После испытания образцы должны остаться без видимых изменений, должны сохранять внешний вид и окраску, не деформироваться и не растрескиваться, а вода не должна окрашиваться.

Оценка полученных результатов:

1. Все образцы прошли испытания без изменения внешнего вида и окраски, не деформировались и не растрескались.

2. Вода не окрасилась.

3. Результаты испытаний указаны в Приложении №3 к настоящему проекту.

В результате определения стойкости образцов горячей воде можно сделать следующий вывод: все исследуемые образцы имеют хорошую стойкость к горячей воде.

1. 2. 3. Определение миграции красителя.

Цель: определить миграцию красителя исследуемых образцов.

Оборудование и материалы: исследуемые образцы в соответствии Приложением №2 к настоящему проекту, белая хлопчатобумажная ткань, чёрная хлопчатобумажная ткань, вода, ёмкость для воды, термощуп.

Ход работы:

1. Хлопчатобумажной тканью требуемого цвета, предварительно смоченными водой температурой 30-40 °C, интенсивно пятикратно протирают образцы. При этом прозрачные изделия в испытании не участвуют.

2. Производим оценку результатов. По окончании протирки на ткани не должно оставаться следов красителя.

Оценка полученных результатов:

1. Образцы №1-3, №6-8 и №10 прошли испытания без изменения потери красителя на ткань. Определении миграции красителя на образцах № 4,5,9 не проводилось, так как они прозрачные.

2. Результаты испытаний указаны в Приложении №3 к настоящему проекту.

В результате определения миграции красителя в образцах можно сделать следующий вывод: ни из одного исследуемого образца краситель не мигрировал.

3.2.4. Определение запаха, привкуса и цвета водной вытяжки (органолептический метод определения запаха и привкуса).

Цель: определить запах, привкус и цвет водной вытяжки (органолептический метод определения запаха и привкуса) исследуемых образцов.

Оборудование и материалы: исследуемые образцы в соответствии Приложением №2 к настоящему проекту, дистиллированная вода, стеклянные ёмкости.

Ход работы:

1. Подготовка вытяжки из образца.

Вытяжки производятся следующим образом:

а) образцы материалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами, питьевой водой, косметическими и лекарственными препаратами и изготовления игрушек, заливают водой при (20±5) °С и выдерживают в течение 24 ч;

б) образцы материалов, предназначенных для затаривания пищевых продуктов в горячем виде (топлёное масло, плавленые сыры и т.п.), заливают водой, нагретой до 80 °С, и выдерживают в течение 24 ч при комнатной температуре;

2. Определение изменения цвета. Изменение цвета и прозрачности водной вытяжки определяют визуально, сравнивая на белом фоне 50 мл вытяжки с 50 мл дистиллированной воды, помещённых в идентичные ёмкости из бесцветного стекла.

3. Органолептическое определение запаха и привкуса вытяжки. Наличие запаха определяется его интенсивностью в баллах, где 0 (нет запаха), 1 (очень слабый), 2 (слабый), 3 (заметный); 4 (отчётливый), 5 (очень сильный).

Оценка полученных результатов: вытяжка образца №1 - имеет запах нефтепродукта и привкус лекарства, образцы № 2 - запах нового пластика и вкус пласт- массы, образца №7 - запах нового пластика, образца №9 - запах нового пластика и вкус лекарства, образца № 10 запах пластмассы.

Заключение

В настоящем исследовательском проекте мы изучили историю возникновения одноразовой посуды. Выяснили, что появилась одноразовая посуда в США, в начале XX века. А с конца 50-х годов прошлого века было запущено массовое производство одноразовой посуды.

Рассмотрели материалы, используемые для изготовления одноразовой посуды, такие как полистирол, поливинилхлорид, полипропилен, вспененный полистирол и меламин. Подробно изучили историю возникновения каждого из материалов, их химические формулы и факторы риска использования материалов для здоровья человека.

Ознакомились с маркировкой одноразовой посуды. Изучили знак, обозначающий пригодность использования для продуктов. Остановились на подробной расшифровке маркировки материалов, из которой изготовлена посуда, где каждый из материалов используется и что может выделять в еду при использовании. А также описали характеристики распознавания пластмасс, в случае отсутствия на ним маркировки.

Во второй главе рассмотрено влияние одноразовой посуды на организм человека и окружающую среду. Описаны токсические характеристики продуктов распада полимерных материалов. Мы выяснили, что одноразовая пластиковая посуда удобна в употреблении, но может быть опасна при использовании. К пластиковой посуде необходимо относиться крайне осторожно. Для правильного использования нужно научиться понимать обозначения и внимательно читать маркировку. Сами по себе полимеры инертны, нетоксичны и не «мигрируют» в пищу, но промежуточные вещества, технологические добавки, растворители, а также продукты химического распада способны проникать в пищу и оказывать токсическое воздействие на человека. При определённых условиях пластик выделяет токсичные соединения, которые, попадая в организм человека, негативно воздействуют не только на его здоровье, но и на окружающую среду. Одноразовая полимерная посуда должна использоваться только один раз! При повторном использовании она выделает в пищу формальдегиды.

Глава третья посвящена практической части исследовательской работы. В рамках практической части проведено анкетирование 100 человек, разного пола и возраста. По результатам опроса мы пришли к выводу о том, что что большинство опрашиваемых вне зависимости от пола и возраста пользуются одноразовой посудой ежедневно. И не все из опрошенных осознают какой риск и опасность несёт в себе одноразовая посуда. А большая часть не разбирается в обозначениях маркировки материала, из которого изготовлена одноразовая посуда и как следствие не может знать требования по её использованию (температура и т.д.)

Кроме того, в практической части произведено четыре опыта по определению химической стойкости и стойкости к горячей воде, определению запаха, привкуса и цвета водной вытяжки, а также миграции красителя на десяти образцах одноразовой посуды, купленной в магазине «Европласт».

По результатам выполнения практической работы мы пришли к выводу, что оценив эстетические и функциональные свойства изучаемых образцов полимерных изделий одноразовой посуды, все десять образцов показали высокое качество исследуемой продукции не зависимо от материала, из которого она изготовлена. Вся исследуемая посуда соответствовала требованиям ГОСТ Р 50962-96. А именно: все образцы имеют хорошую химическую стойкость к 1% раствору уксусной кислоты при t =60± 5⁰С в течение 10 минут и стойкость к мыльно- щелочному раствору при t =60± 5⁰С в течении 20 минут и имеют хорошую стойкость к горячей воде. Ни из одного исследуемого в практической части проекта образца краситель не мигрировал.

На основании изложенного можно утверждать, что задачи проекта решены в полном объёме, цель достигнута. 

Список источников и литературы.

Библиотечный фонд:

1. 1. 1. 1. 1. 1. 1. Белокурова Е.В., Солохин С.А. Одноразовая пластиковая посуда - опасность для окружающей среды и здоровья человека // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2014. №1 (5).- URL: https://cyberleninka.ru/article/n/odnorazovaya-plastikovaya-posuda-opasnost-dlya-okruzhayuschey-sredy-i-zdorovya-cheloveka (дата обращения: 28.01.2023).

                  2. Дорожкин В.П., Галимова Е.М. Химия и физика полимеров: учебное пособие. – 2-е изд. - Нижнекамск: Нижнекамский химикотехнологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО «КНИТУ», 2013 – 240 с.

                  3. Нейн Ю. И., Ельцов О. С. Химия и технология высокомолекулярных соединений: учеб.- метод. пособие; [науч. ред. Т. В. Глухарева] ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2018 — 116 с.

                  4. ГОСТ Р 50962-96 «Посуда и изделия хозяйственного назначения из пластмасс» Введ. 1998-01-01. – М.: Изд-во стандартов,1998– 27 с.

                  5. ГОСТ 22648-77 «Пластмассы. Методы определения гигиенических показателей». Введ. 1978-07-01. – М.: Изд-во стандартов, 1997– 34 с.

Интернет-ресурсы:

1. 1. 1. 1. 1. 1. 6. Сайт: Портал о здоровье и здоровом образе жизни. zdravday.ru - URL:  http://zdravday.ru/ZdorovyyobrazjizniNWID217.html(дата обращения: 10.02.2023).

                  7. Сайт: Proplast.ru - URL:  https://proplast.ru/ (дата обращения: 23.02.2023).

                  8. Сайт: Зеленая книга. - URL: https://greenbook.life/novosti-v-mire-rastenij/kak-plastikovaya-posuda-vredit-prirode/ (дата обращения: 10.01.2023).

                  9. Сайт: Стандарт Пластик Групп. - URL: https://standartplastik.ru/poleznaya-informatsiya/istoriya-sozdaniya-odnorazovoy-plastikovoy-posudy/ (дата обращения: 18.01.2023).

Приложение №1. Бланк анкетирования, разработанный в рамках исследовательского проекта.

Анкета

Укажите Ваш пол

(Ж/М)

Вопрос №1: пользуетесь ли вы одноразовой посудой?
Варианты ответов	Ваш ответ
ДА
НЕТ
Вопрос №2: как часто вы пользуетесь одноразовой посудой?
Варианты ответов	Ваш ответ
Каждый день
Один раз в неделю
Один раз в месяц
Один раз в год
Реже одного раза в год
Вопрос №3: в каких случаях вы чаще всего пользуетесь одноразовой посудой?
Варианты ответов	Ваш ответ
на пикнике
дома
в дороге
в других случаях
Вопрос №4: знаете ли вы, из чего изготавливают одноразовую посуду?
Варианты ответов	Ваш ответ
ДА
НЕТ
Вопрос №5: Одноразовая посуда вредна при употреблении пищи?
Варианты ответов	Ваш ответ
ДА
НЕТ
Не вся
Вопрос №6: Вся ли одноразовая посуда может выдерживать высокую температуру?
Варианты ответов	Ваш ответ
ДА
НЕТ
Не знаю

Приложение №2. Перечень исследуемых образцов одноразовой посуды.

Образцы одноразовой посуды из разных полимерных материалов, используемых для исследования в практической части проекта.

Приложение №3. Результаты испытаний образцов в ходе практической работы.

22

Приложение № 4 Рекомендации по использованию одноразовой посуды.

Р

24

екомендации по использованию одноразовой посуды.

Приложение № 5. Влияние одноразовой посуды на окружающую среду.

Влияние одноразовой посуды на окружающую среду.