XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Современная игрушка «Слайм»

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Жежеря Д.Е. 1

---

1МАОУ "СОШ №1 имени Героя Советсткого Союза И.В. Королькова"

Алексюк М.И. 1

---

1МАОУ «СОШ № 1 имени Героя Советского Союза И.В. Королькова»

Работа в формате PDF

690.7 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Слаймы - одна из самых популярных игрушек современных детей. Это смесь, обладающая текучестью и легко изменяемой формой, что-то среднее между очень густой жидкостью и резинкой. В интернете представлено огромное количество рецептов слаймов от "слаймеров" - блогеров, которые составляют и проверяют рецепты, делают обзоры компонентов и смесей из них. Один из самых популярных и простых составов - клей и борная кислота или тетраборат натрия.

Также можно купить готовые слаймы. Они обычно продаются в небольших привлекательных красочных баночках, но часто их содержимое плохого качества.

Еще один вариант - приготовить слаймы при помощи готового набора для изготовления слаймов. Но они часто получаются совсем не такие, как мы ожидаем из описания и картинки.

Актуальность темы исследования: слаймы можно готовить самим, рецептов - огромное количество. Но для этого нужно изучить, как их получать, и какие компоненты лучше использовать.

Цель исследовательского проекта: освоить технологию изготовления слаймов и оценить, как влияет состав на качества слайма.

Наша гипотеза: мы предположили, что самодельные слаймы могут превосходить по свойствам покупные. Можно сделать слайм именно таким, какой хочется К тому же, в самодельных слаймах мы можем контролировать состав. В детских игрушках это важно.

Для достижения цели и проверки гипотезы были поставлены следующие задачи:

• изучить литературу по слаймам;

• освоить технологию изготовления слаймов;

• качественно оценить влияние компонентов на свойства слайма и связать с химическими основами образования слаймов (неньютоновских жидкостей);

• сделать выводы и дать некоторые рекомендации.

Объект исследования: самодельные слаймы.

Предмет исследования: изучение влияния состава на качества слайма.

Методы исследования: теоретический, эмпирический, практический.

Глава 1. Слаймы – наука, практика, способы применения и безопасность. (Литературный обзор)

1.1 Что такое слаймы?

Слайм (англ. Slime — «слизь»), лизун — игрушка, впервые выпущенная компанией Mattel в 1976 г. Состоит из вязкого желеобразного материала, обладающего свойствами неньютоновской жидкости. Изначально слайм изготавливался из гуаровой камеди, вещества, которое используется в пищевой промышленности как загуститель, и тетрабората натрия, больше известного как бура. Он был зелёного цвета и продавался в пластиковой баночке (рис.1.1).

С тех пор его выпускало много других компаний, а название «слайм» стало нарицательным. Также игрушка известна как «лизун», вероятно, из-за того, что в русском переводе персонаж Слаймер (Slimer) фильмов и мультсериала «Охотники за привидениями» переводился как «Лизун».

С лайм - мягкий на ощупь, похож на слизь, хорошо мнётся и растягивается, прилипает к поверхностям и сползает с них. Оставленный в покое, слайм растекается по поверхности лужицей, но легко собирается руками в комок. Он может липнуть к рукам, течь сквозь пальцы, но становиться упругим при ударе о стену [1, 2].

1.2 Виды слаймов

Различают множество видов лизунов. Вот некоторые из них (рис.1.2):

1 . Слизь. Масса, похожая на кисель, обычно прозрачная. Не липнет к рукам, течёт сквозь пальцы длинными нитями, растекается по твёрдой поверхности в лужицу. Слизь отличается мягкостью и тягучестью. Слизь, помещённая в эластичную оболочку, обтянутую ячеистой сеткой, входит в состав игрушки-антистресса. При надавливании образует пузыри. Лизун «антистресс» хорошо снимает нервное напряжение.

2. Жвачка для рук (хэндгам). Более плотная эластичная масса. Её легко мять и растягивать. Жвачка для рук отличается большей плотностью и упругостью.

3. Попрыгунчик. Самый плотный лизун. Он менее эластичный, зато упругий – хорошо отскакивает от твёрдых поверхностей.

4.Флаффи-слайм (воздушный). Пушистый, пышный и очень приятный на ощупь. Хорошо мнётся и растягивается.

5. Баттер-слайм (иногда называют слайм-пластилин). Внешне похож на подтаявшее масло. За счёт пластичности, из него можно лепить различные фигурки. Пластилин лучше других держит форму. Его можно размазывать на любой гладкой поверхности – он не порвется и не прилипнет.

Есть лизуны, хорошо прилипающие к поверхностям, матовые, прозрачные, с пенопластовыми шариками, перламутровые, светящиеся, различных цветов, хрустящие (кранчи, попкорн), с переходами и постепенным смешиванием цветов. Окончательный состав, вид, свойства зависят только от фантазии производителя или слаймера-создателя [3-5].

Готовые слаймы и наборы для их изготовления, включая, как основные ингредиенты, так и дополнительные элементы, можно купить в магазине, но многим интереснее делать слаймы самим. Ведь для этого нужны довольно простые составляющие, которые можно приобрести в любом магазине, а сделать слайм совсем несложно. И он будет именно таким, какой нужно!

1.3 Из чего делают слаймы

Главные компоненты, определяющие свойства, вид и консистенцию слайма - основа и загуститель (или активатор).

Основа нужна для получения - каркаса, "сетки", которая тянется. Основа обычно полимерная, т.е. состоит из натурального полимера (например, крахмал) или синтетического полимера (самое распространенное – клей ПВА или канцелярский, которые представляют собой полимер, смешанный с водой) [2, 6].

Что такое полимеры?

Полиме́ры – это химические вещества, состоящие из длинных, почти бесконечных, молекул из повторяющихся цепочек. Загуститель (или активатор) нужен для того, чтобы длинные нити-молекулы, из которых состоит полимер, сшить между собой и получить эту "сетку", каркас. Такие «швы» между молекулами полимеров слабые, легко рвутся и образуются в другом месте, поэтому слаймы можно растягивать, мять, собирать в комок, а к огда мы оставляем слайм в покое, он растекается или расплывается (рис.1.3) [7, 8].

Остальные компоненты слайма относятся к необязательным или переменным.

Это средства, смягчающие слайм (глицерин, в том числе в составе косметических средств, например, крема для рук), придающие ему объем, воздушность или пушистость (пена для бритья), пластичность (глина или специальный пластилин), декоративные элементы.

К декоративным элементам относятся красители, блестки - глиттеры, бусины, пенопластовые шарики, помпоны, искусственный снег, кинетический песок, легкий пластилин, посыпки, конфетти и многое другое. Также есть добавки специально для слаймов с особыми терминами, которые объединены в группу "Charm" или "шармики". Так в среде слаймеров популярны термины Fimo или "Fimo-sticks" - палочки с изображением на срезе фруктов, цветов и т.д., их можно нарезать на шайбочки любой толщины и добавить в слайм, "фишбол" - пластиковые шарики, похожие на прозрачные капли стекла разных цветов, Foam Chanks - вспененные кусочки, мягкие губки, добавляющие, кроме мягкости, хрустящие звуки при нажатии [9].

В изготовлении слаймов, как и в любом виде творчества, есть множество специальных терминов и тайных ингредиентов мастеров. Все возможные типы, рецепты, текстуры перечислить в этом обзоре не представляется возможным. У каждого слаймера есть свои любимые рецепты и свои секреты. Каждый слайм отличается от предыдущего. В изготовлении слаймов можно проявить всю свою творческую натуру - не только в рецепте, но и в украшении, и в способе хранения или дарения. Слаймы - всемирное увлечение, причем не только детей, но и взрослых, и один из популярнейших подарков детей друг другу.

1.4 Как можно использовать слаймы

Традиционное использование слайма - в качестве антистресс-игрушки. Современная жизнь и стресс практически неразделимы. Множество людей, событий, впечатлений и, как следствие, реакции на них и усталость. Что делать? Как разгрузить нервную систему? На помощь приходят игрушки-антистресс.

Как-то руководитель одной фабрики игрушек получил в подарок оригинальную вещицу - игрушку с мелкозернистым наполнителем. И она оказалась так хороша, что буквально все вокруг желали пощупать эту диковинку. С тех пор производство анти-стресс игрушек уже было не остановить. Резиновые и пластмассовые, колючие и пушистые, с "начинкой" и без - они отлично справляются со своей основной задачей: снимают напряжение и поднимают настроение. Кроме того, игра с таким антистрессом развивает мелкую моторику и через нервные окончания стимулирует мыслительную деятельность. Слаймы относятся к таким игрушкам-антистресс. Можно не только мять сам слайм, а изготовить на его основе игрушку с более долгим сроком использования: покупной или самодельный слайм с помощью воронки нужно поместить в воздушный шарик или другую прочную, но довольно эластичную оболочку, плотно ее завязать и поместить в сетку с крупными ячейками. Антистрессовая игрушка «слайм в сетке» готова (рис.1.4).

При сжимании через ячейки сетки «просачивается» лизун в виде маленьких пузырей, а затем перетекает обратно. Так слайм прослужит дольше, ведь при прямом контакте с руками и поверхностями слаймы быстро загрязняются, собирают пыль, а на воздухе высыхают.

В зависимости от фантазии и предпочтений со слаймами разных видов можно придумать множество различных игр:

1. По тягучести и упругости все слаймы разные, поэтому их можно растягивать и смотреть, что из этого может получиться.

2. Погружать пальцы в игрушку, мять её и слушать, какие звуки она при этом издаёт.

3. Жидкие лизуны можно переливать в различные баночки или из ладони в ладонь, объединять их, отрывать от них кусочки и следить за тем, как они будут соединяться.

4. При помощи трубочки или соломинки можно выдувать пузыри.

5. Смешивать слаймы разных цветов.

6. Купать в тазу с водой [10-12].

Специалисты отмечают, что слайм – полезная игрушка: и как объект творчества, и антистресс-игрушки, и как упражнения для развития мелкой моторики.

Но нужно соблюдать некоторые правила:

• Давать их детям надо только в том возрасте, когда они полностью осознают, что такие игрушки нельзя тянуть в рот и к глазам. Оптимальный возраст в этом случае – от 5 лет.

• Нельзя допускать попадание компонентов и готовых слаймов на слизистые оболочки, в рот, глаза. Основную опасность могут представлять ненатуральные красители: могут вызвать аллергические реакции, бронхиты и кожные высыпания.

• Готовые слаймы или наборы для их изготовления следует приобретать в надежных магазинах и убедиться, что товар проверен и имеет все необходимые документы, свидетельствующие о его безопасности для здоровья.

• Играть слаймами следует чистыми руками и на чистых поверхностях, так как слаймы могут собирать всевозможные пылинки, ворсинки и микроскопическую грязь всей своей поверхностью. Это свойство может быть полезно для взрослых: при помощи слаймов можно извлечь пыль и другие загрязнения из мелких щелей, углов, труднодоступных мест, но не для детей. Загрязнившиеся слаймы следует утилизировать (выбрасывать), не пытаясь их отмыть. Это потенциальный источник болезнетворных микроорганизмов – бактерий, плесени, дрожжевых грибков. Даже незначительное содержание плесени и микроорганизмов может вызвать аллергию или раздражение кожи, а сама игрушка быстро испортится. Загрязнившиеся слаймы – питательная среда для развития и размножения различных микробов и источник аллергенов [13].

Итак, обзор литературы показал, что слаймы - интересный объект для исследования и с научной, и с экспериментальной точки зрения. На интернет-площадках предлагается огромное количество рецептур и их вариаций.

В практической части работы мы попытаемся получить некоторые виды слаймов, оценить их свойства и предложить свои изменения в рецепты, чтобы изготовить слайм с желаемыми свойствами и иметь возможность легко и быстро создавать слаймы своими руками, не полагаясь на безопасность и долговечность покупных лизунов.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Получение разных видов слаймов.

После изучения многочисленных рецептов из интернета мы решили начать исследование этого класса соединений с самого популярного и несложного рецепта, который включает клей и активатор.

Методика получения слайма была одинаковая: клей выливали в ёмкость, добавляли краситель и другие дополнительные ингредиенты, тщательно перемешивали. Затем добавляли активатор-загуститель и все вымешивали до однородной массы [14, 15].

Мы обратили внимание, что на упаковках с клеем не указан состав, другими словами, потребителю он неизвестен, можно ориентироваться только на результат, т.е. опробовав клей для тех или иных задач.

Что такое клей ПВА? Почему именно он часто используется для получения слаймов?

Клей ПВА в своем составе содержит синтетические волокна (полимер) с названием поливинилацетат. Вещество поливинилацетат (или сокращенно ПВА) совершенно безвредно для здоровья.

Кроме него в состав добавляют:

воду – делают консистенцию более жидкой;

пластификаторы – способствуют повышению вязкости и провоцируют ускорение образования склеивающей пленки;

другие добавки – от их выбора и количества зависят свойства клея.

Основные виды клея ПВА:

Канцелярский – совершенно безвредный состав без пластификаторов, который подойдет для детей.

Бытовой – усилен пластификаторами, но их немного.

Строительный и мебельный – в составе добавки, которые повышают влагостойкость и устойчивость к морозам и жаре.

Универсальный – подходит для бумаги, кожи и дерева. Можно добавлять к другим клеям и смесям.

Суперклей – содержит специальные добавки для возможности соединения паронепроницаемых материалов.

Свойства клея ПВА зависят напрямую от его компонентов [16].

Так как именно клей – главный ингредиент, и он отвечает за основу слайма, значит, можно только опытным путем установить, пригоден ли тот или иной вид и состав клея для получения слаймов. Например, если воды в составе много, слайм может и не получиться, а специальные добавки могут изменять его свойства – сделать более «резиновым», или, наоборот, легко растекающимся и плохо держащим форму, рвущимся.

Результаты наших исследований с разными составами и клеями в таблице 2.1, а также на рисунке 1 Приложения.

Таблица 2.1.

Сводная таблица по получению слаймов разного состава

Вывод: Использовав все три клея мы пришли к выводу, что из всех этих клеев самый лучший клей – это клей ПВА «Образец №1», потому что слайм из клея «Образец №3» имеет характерный очень сильный запах, а из клея «Образец №2» получился, скорее, не слайм, как мы его себе представляем, а пластилин или резинка.

По результатам опытов мы можем сказать, что вид, марка и состав клея играют огромную роль в получении слайма.

Мы не знаем, точный состав использованных видов клея, а также содержание в нем полимеров. Но поскольку канцелярские клеи любого состава предназначены, в первую очередь, для детского творчества, можно надеяться, что они безвредны для детей и могут быть использованы для приготовления слайма.

В рецептах встречается применение строительно-бытовых или специальных клеев для ремонтных и строительных работ, например, " Образец №4" и " Образец №5" [17, 18]. Мы бы не рекомендовали их использовать для изготовления слаймов. В этих клеях неизвестный состав, использованы химические растворители с резким запахом и могут содержаться вредные добавки [19, 20].

2.2 Теоретические основы образования слаймов из полимеров

Эти совершенно необычные материалы - слаймы или слизи - являются примером неньютоновской жидкости. Жидкость (а жидкостями называется все, что может течь) имеет свойство, называемое вязкостью (густота, препятствующая течению).

Изменения вязкости жидкости исследовал в XVII веке Исаак Ньютон. В его честь жидкости, вязкость которых меняется с изменением температуры, стали называть ньютоновскими. Что же касается неньютоновских жидкостей, то их вязкость может меняться под воздействием силы. Когда мы мнем комок - слайм в руках, то этим самым делаем его более густым и менее текучим [14]. Но когда мы оставляем его на подложке, он не остается в форме комка - он растекается ровным слоем или пленкой.

Для того, чтобы разобраться в образовании и строении слаймов как неньютоновских жидкостей мы применили моделирование при помощи магнитного конструктора.

Клей - раствор полимера в жидкости. Клей ПВА – раствор полимера - поливинилацетата в воде [16]. То есть, клей можно представить как длинные нити в однородной среде (рис.3.1 а).

Когда мы добавляем активатор-загуститель, а в этом типе слаймов это борсодержащие жидкости: борная кислота, раствор тетрабората натрия, жидкость для линз, спрей Теймурова, он химически "сшивает" временными связями нитки полимера между собой.

При этом образуется трехмерная полимерная сетка, в которой заключены молекулы растворителя (рис.3.1 б) (вода не представлена в схеме на рисунке).

Бесконечное образование, разрыв и образование заново этих связей между разыми участками нитей-полимеров является причиной того, что образуется довольно густой, но эластичный гель с особенными свойствами. Так получаются слаймы разной степени тягучести и пластичности (рис.3.2) [21].

Можно предположить, что количество и вид активатора тоже будет сильно влиять на свойства слайма: вероятно, чем больше сшивок активатором между нитями полимера, чем более резиновый, плотный должен получиться слайм. И наоборот: чем меньше активатора, тем более текучим может быть слайм.

Для того, чтобы уверенно это заявлять, необходимо изучить количественные взаимосвязи состава и свойств слаймов. Возможно, это будет целью следующего исследования в ряду наших работ по изучению свойств неньютоновских жидкостей.

2.3. Как сделать абсолютно безопасный слайм?

При изучении литературы мы узнали, что у некоторых потребителей (вероятно, родителей детей, увлекающихся играми со слаймами) вызывают опасения слаймы на основе активаторов, содержащих бор [13].

Чтобы не беспокоиться о последствиях контакта кожи детей с потенциально опасными химическими соединениями, можно готовить слаймы, которые абсолютно безопасны с точки зрения состава – съедобные слаймы. Таких составов на интернет-площадках предлагается большое количество из разнообразных продуктов, сладостей, потенциально съедобных, а значит, безвредных ингредиентов [22, 23].

Мы выбрали один из рецептов и приготовили такой съедобный слайм.

Его состав: зефир (9 штук); вода (20 мл); сахарная пудра (40 грамм); кукурузный крахмал (1 чайная ложка).

Разломленный на части зефир нагрели в микроволновой печи в течение 15 секунд. Соединили вместе сахарную пудру, крахмал и краситель, заправили в расплавленный зефир и все тщательно перемешали.

Совершенно безопасный состав - и такой же принцип: на основе натуральных полимеров и загустителей образуется неньютоновская густая жидкость.

Выводы

В результате выполненного исследования можно сделать следующие выводы:

1. Состав (особенно выбор главных компонентов: основы – клея и активатора-загустителя) оказывает значительное влияние, получится слайм или нет, и какие будут его свойства. Выполнив один и то же опыт и меняя количество ингредиентов, можно подобрать состав так, чтобы получить слайм желаемой степени пластичности.

2. Выбор клея важен. Лучше использовать канцелярский ПВА, предназначенный для детского творчества. Клеи, предназначенные для строительных и ремонтных работ, могут содержать вредные добавки, опасные для здоровья (вызывать аллергические и кожные реакции). Подобрать клей для слаймов можно только опытным путем. Так как точный состав на упаковке не указан, ориентироваться нужно на практические пробы, а не только на описания и рецепты других слаймеров.

3. Слаймы можно готовить не только на основе клея, но и без него. В работе опробован рецепт съедобного слайма из зефира.

4. Мы убедились, что слаймы можно не только покупать или делать из покупных наборов, но и делать самим из простых и доступных ингредиентов. Выполнив простые опыты, можно научиться делать слаймы с нужными свойствами.

Список литературы

1. Ганиев Р. Что такое слайм и как его сделать в домашних условиях? // https://hi-news.ru/eto-interesno/chto-takoe-slajm-i-kak-ego-sdelat-v-domashnix-usloviyax.html?ysclid=lth5q4olqz687291222

2. Как сделать слайм из подручных материалов: порадуйте своего ребенка, а заодно и себя! // https://www.techinsider.ru/diy/514612-kak-sdelat-slime-iz-myla-svoimi-rukami/?ysclid=ltjse2qitr519876924

3. Васильева И. Жвачка для рук или ручное привидение — как сделать лизуна самостоятельно // https://legkovmeste.ru/poleznye-sovety/kak-sdelat-lizuna-v-domashnih-usloviyah.html

4. Какие бывают виды слаймов — названия текстур с фотографиями // https://slimorain.ru/vidy-slajmov?ysclid=ltjtnwd0mr215476453

5. Баттер-слайм – что это и как изготовить? // https://vplate.ru/slajmy/batter/?ysclid=lth5y3usai766772297

6. Приготовление слаймов в домашних условиях: 28 рецептов // https://vslime.ru/prigotovlenie-slajmov-v-domashnih-uslovijah-15-receptov/

7. Что такое полимер? // https://potomy.ru/things/2732.html?ysclid=ltju0gd14r401899615

8. Деповер П. О, Химия! Необыкновенные химические викторины, сеансы магии и прочие веселые истории! - М.: Техносфера, 2008, с.99-101.

9. Что можно добавить в слайм? // https://slimeyou.ru/kak-ukrasit-slaim/135-chto-mozhno-dobavit-v-slaym.html

10. Чистова Н. Как сделать антистрессовые игрушки своими руками // https://kakchistim.ru/poleznye-sovety/kak-sdelat-antistressovye-igrushki-svoimi-rukami.html

11. Что такое слайм // https://slimeplus.ru/o-slaymah/chto-takoe-slaym?ysclid=ltjtleimul921785812

12. Виды слаймов // https://slimevime.com/blog/vidy-slajmov

13. Безопасны ли слаймы для детей? // https://rskrf.ru/tips/spetsproekty/kozhnaya-trevoga-bezopasny-li-slaymy-dlya-detey/?ysclid=lthaxhhlgj642789256

14. Ван Клив Дж. 200 экспериментов. - М.: "Джон Уайли энд Санз", 1995, с.123-124.

15. Головин В. 9 способов создания слайма (лизуна) из клея ПВА + 7 других необычных рецептов // https://kraska.guru/klej/stroitelnyj/kak-sdelat-lizuna-iz-kleya-pva.html?ysclid=lt2kok3wsd529977124

16. Разновидности клея ПВА и сферы применения // https://artgamma.ru/articles/view_223/

17. 4 рецепта слайма из клея ПВА Момент Столяр // https://proslime.info/delaem/iz-kleya-moment-stolyar https://zastpoyka.ru/klej-titan-svojstva-vidy-primenenie-i-cena-kleya-titan/

18. 5 лучших рецептов слаймов из клея // https://slime-recipes.com/kak-sdelat-slaim-iz-kleya-top-5-receptov/

19. Клей Титан. Свойства, виды, применение // https://zastpoyka.ru/klej-titan-svojstva-vidy-primenenie-i-cena-kleya-titan/

20. Виды и характеристика клея "Момент" // https://vseprokley.ru/vidy/harakteristika-kleya-moment

21. Деповер П. О, Химия! Необыкновенные химические викторины, сеансы магии и прочие веселые истории! - М.: Техносфера, 2008, с.99-101.

22. Цветкова В. Как сделать съедобных лизунов в домашних условиях? // https://tutknow.ru/rukodelie/15991-kak-sdelat-sedobnyh-lizunov-v-domashnih-usloviyah.html

23. Савинская А. Как сделать съедобный слайм // https://ideal-ves.com/kak-sdelat-sedobnyj-slajm?ysclid=lu1kd1mdwk77390328

Приложение 1. Получение разных видов слаймов (фото)