XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Создание картины из эпоксидной смолы в технике Resin Art
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
В современном мире человек придумал искусственный материал – эпоксидную смолу. Сфера применения эпоксидной смолы достаточно широка и включает судостроительство, отрасли промышленного производства, домашнего хозяйства и творчества. Мое знакомство с эпоксидной смолой началось с подарка. Мне родители подарили набор для творчества, для создания ювелирных украшений из эпоксидной смолы. Мне так понравилось работать со смолой и делать украшения на летних каникулах, что очень захотелось узнать, какие бывают смолы, где применяются и что еще можно из нее сделать. Посмотрев мастер-классы в сети Интернет мне захотелось самой попробовать создать картины из эпоксидной смолы. Мне приобрели все необходимые материалы для работы, и я приступила к работе. Работа оказалась непростой, но очень интересной. Информацию о тонкостях технологических процессов с эпоксидной смолой я нашла в Интернете.
Объект исследования: эпоксидная смола.
Предмет исследования: картина из эпоксидной смолы.
Цель исследования: изучить свойства эпоксидной смолы и применить их на практике, путем изготовления картины.
Задачи исследования:
-изучить литературу по теме исследования, расширить знания об эпоксидной смоле;
-изучить технологию изготовления картины из эпоксидной смолы в домашних условиях;
-научиться творчески подходить к работе, развивать фантазию, воображение;
- создать свою авторскую картину из эпоксидной смолы.
Гипотеза: эпоксидная смола – лёгкий и доступный материал для изготовления уникальных изделий в домашних условиях.
Методы исследования: эксперимент, наблюдение и сравнение,
сопоставление фактов, обработка результатов, обобщение.
Актуальность:
В современном мире массового поточного производства различных предметов обихода, зачастую теряется индивидуальность. Массовое производство заполнило весь рынок. Но, как ни странно, вещи сделанные вручную в небольших количествах, более ценятся и привлекают внимание. Поэтому творческий подход к изготовлению изделий своими руками всегда сохраняет свою актуальность.
Применяемые материалы:
Для защиты: маска, перчатки, фартук, защитное покрытие стола
Для изготовления картины: морской песок, ракушки, камни, красители для эпоксидной смолы (прозрачный и непрозрачный), эпоксидная смола густая и жидкая «Резин арт», фанерная основа – 2 шт
Инструменты: шпатель, стаканчики, фен, весы
Ожидаемые результаты:
- приобретение навыков исследовательской работы;
- картина из эпоксидной смолы.
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. История появления эпоксидной смолы.
Слово "эпоксид" образовано от двух греческих корней: epi - "над" и oxy - "кислый". История возникновения и широкого развития эпоксидных соединений восходит к началу прошлого столетия, когда в 1908 г. известным русским химиком Н.А. Прилежаевым была открыта реакция с образованием эпоксидных соединений, получившая его имя.
В 1936 г. швейцарский учёный П. Кастан синтезировал низковязкую смолу янтарного цвета, которая при взаимодействии с определёнными компонентами переходила в неплавкое и нерастворимое состояние. Он предложил применять такие смолы в производстве зубных протезов и некоторых литых изделий.
В 1936 г. американский химик С. Гринли синтезировал ряд аналогичных смол, рекомендованных для получения защитных покрытий. Это направление оказалось весьма перспективным.
В СССР распространение производства эпоксидной смолы произошло в 60-х годах. Было открыто несколько крупных промышленных заводов по производству смолы (Котовске, Дзержинске, Уфе, Ленинграде и Сумгаите).
В 90-х были образованы предприятия, производящие эпоксидную смолу уже для бытового назначения.
Массовое распространение изделий из эпоксидной смолы в качестве декора по всему миру началось в 2011 году, когда мастер по имени Грэг Классен из США изготовил стол-реку из двух спилов дерева и бирюзового стекла (рис. 1). Его работой вдохновились умельцы из разных стран, заменив стекло эпоксидной смолой.
Примерно в это же время японский художник на выставке в Лондоне представил свои композиции, выполненные акрилом на эпоксидной смоле (рис 2.). С тех пор изделия из эпоксидной смолы только совершенствуются и ассортимент активно расширяется.
1.2 Эпоксидная смола
Эпоксидная смола – это двухкомпонентный полимер, получаемый под
воздействием высоких температур, который при смешивании с отвердителем становится прочным.
Эпоксидная смола выглядят как жидкость белого или прозрачного цвета, которая при затвердевании образует прочное соединение.
Эпоксидные смолы бывают холодного, комбинированного или горячего
отверждения.
При смешении различных эпоксидных смол и отвердителей, образуются
составы, обладающие разными свойствами. Одни могут твердыми, прочность которых равна прочности стали. Другие могут быть мягкими, гибкими и по ощущению напоминать резину. В зависимости от состава эпоксидной смеси, отверждение смолы может происходить в большом диапазоне от – 10 до + 200 градусов. Смола делится на два вида отверждения: холодного и горячего, в зависимости от вида отвердителя.
1.3 Характеристика эпоксидной смолы
1. Высокое сцепление с различными материалами: дерево, пластик, кожа и т.д. Позволяет создавать различные предметы не только из самой смолы, но и при комбинировании различных материалов;
2. Хорошая прочность и высокая плотность;
3. Прозрачность материала. Смола выглядит бесцветной, что позволяет создавать смолу любого цвета при использовании красителей;
4. Поглощает воду в минимальных количествах;
5. Выдерживает высокие температуры до +170°С;
6. Различная тягучесть материала: жидкая, средняя, густая;
7. Время отверждения смолы протекает от нескольких часов до нескольких дней;
8. Различная высота заливки – от 0,5 см до 5 см и иногда 7 см. Смолу можно заливать несколькими слоями и получить объемный предмет.
Многообразие характеристик и свойств смолы позволяет создавать
различные фигуры и предметы из нее. Заливать смолу различными предметами, а также использовать разные техники нанесения для получения уникального рисунка готового изделия.
1.4. Сфера применения эпоксидной смолы
Изделия с использование эпоксидной смолы используют в следующих областях:
•Для пропитки стеклоткани или стеклонити. В качестве пропиточного средства для стеклоткани и для склеивания деталей эпоксидные составы используют в электротехнике, радиоэлектронике, автомобильной и авиационной отраслях промышленности, при производстве стеклопластика в строительстве, корабле- и машиностроении, в мастерских по ремонту лодочных корпусов и кузовных элементов автомобиля.
•Покрытия для гидроизоляции. Эпоксидная смола нашла эффективное применение для гидроизоляции пола и стен подвальных помещений и бассейнов.
•Химически стойкие покрытия. Краски и материалы для внутренней и наружной отделки зданий. Пропитки для повышения прочности и гидроизоляции пористых материалов: бетон, дерево и другие.
•Прозрачный твердый материал, получаемый способом заливки в формы с последующей механической обработкой, путем резания и шлифовки.
•Применяется для изготовления стеклопластиковых изделий в строительстве, электронной промышленности, дизайнерских работах, домашнем хозяйстве.
•Выполняет функцию связующего компонента в процессе производства армированного пластика и защитных покрытий.
Эпоксидная смола применяется в разных отраслях промышленности:
электротехнике, автомобильной и авиационной промышленности, машиностроении и кораблестроении. Она используется при изготовлении
стеклопластика.
Смола может использоваться в строительстве. Её используют для покрытия пола, бассейна. Используется в мебельной промышленности.
Эпоксидную смолу используют в производстве красок и пропиток, которыми покрывают бетон, дерево.
Прозрачная смола применяется в дизайне и творчестве. При изготовлении столешниц, ювелирных украшений, предметов декора.
1.5 Техника безопасности при работе с эпоксидной смолой
Так как эпоксидная смола является химическим продуктом, следует
помнить о мерах предосторожности при работе с ней. Здоровье, прежде всего!
- Необходимо подходить ответственно к выбору эпоксидной смолы.
Отдавать предпочтение более безопасным, менее токсичным и смоле специального назначения.
- Строго соблюдать инструкцию, прилагаемую к материалу.
- Использовать респиратор или медицинскую маску для защиты дыхательных путей, т.к. смола имеет химический запах.
- Надевать очки, фартук и перчатки для защиты от мелких частиц смолы во время работы.
- Использовать спирт для удаления остатков смолы, т.к. ее тяжело отмыть.
- Обязательно проветривать помещение.
- Рабочее место застилать защитной пленкой.
- Поддерживать температуру в помещении +18 − +24°С. Температура влияет на затвердевание смолы.
- Поддерживать оптимальную влажность помещения. Не должно быть очень сухо или очень влажно, т.к. может сказаться на свойствах полимеризации эпоксидной смолы.
Важно быть осторожным во время работы, защищать глаза и дыхательные пути, особенно при склонности к аллергиям. Эпоксидная смола при попадании на кожу может вызывать раздражение.
ГЛАВА II. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Опыт 1. Взаимодействие эпоксидной смолы и красителя
Цель: понаблюдать взаимодействие эпоксидной смолы и красителя,
проследить процесс полимеризации во время изготовления картины.
Ход работы:
Подготовили рабочее место и материалы для проведения опыта:
эпоксидную смолу, отвердитель, пластиковую форму, деревянную палочку,
краситель, электронные весы, маску, перчатки, инструкцию к изделию .
Эпоксидную смолу налили в пластиковый стакан для смешения с отвердителем, содержимое тщательно перемешали. Затем добавили краситель и тщательно перемешали до однородной массы.
Подготовленную форму разместили на горизонтальной поверхности и
медленно залили готовой смесью из эпоксидной смолы. Оставили форму до полного высыхания и полимеризации материала на 24 часа. Через сутки получили готовое изделие.
Вывод: эпоксидная смола и краситель хорошо смешались и дали яркие
цвета. Опыт проведен успешно.
Опыт 2. Взаимодействие эпоксидной смолы разных цветов с декоративными камнями.
Цель: проверить создание глубины картины из эпоксидной смолы при
помощи цветовых переходов и декоративных камней.
Ход работы:
Подготовили рабочее место. Приготовили эпоксидную смолу, отвердитель, пигментную пасту, пластиковую тару, палочки для перемешивания, электронные весы, деревянную основу, газовую горелку, краски, кисточки, декоративные камни, маску, перчатки.
На деревянную поверхность нанесли разметку нашего рисунка для более
точного исполнения задуманной идеи. Краской выделили белые зоны на деревянной поверхности. Отмерили необходимое количество
эпоксидной смолы и отвердителя на электронных весах для проведения опыта
Тщательно перемешали эпоксидную смолу, отвердитель и добавили пигментную пасту. Затем приступили к заливке эпоксидной смолы по заранее намеченному рисунку. Затем добавили декоративные камни. Получилась объемная, глубокая картина. Время полимеризации эпоксидной смолы составило 3 суток. В итоге получили готовое произведение искусства, уникальное в своем роде, т.к. повторить не получится.
Вывод: процесс полимеризации эпоксидной смолы прошел успешно.
Камни, добавленные в смолу, остались без изменений. Мы получили готовую картину для украшения интерьера. Картина получилась яркой, объемной и уникальной. Скорость полимеризации материала зависит от объема предмета и высоты слоя нанесения смолы.
Важно! Даже кратковременное повышение концентрации отвердителя приведет к вскипанию смолы – она приобретет матово-белый оттенок, покроется пеной и станет непригодной к использованию. Старайтесь избегать передозировки отвердителя, так как в некоторых случаях может произойти моментальное затвердевание смолы.
Но я решила не заканчивать на этом мое исследовании. Я много узнала об эпоксидной смоле и решила выяснить, знают ли мои друзья о данном виде технологий.
Для этого я разработала анкету, в которой было 3 вопроса. В исследовании участвовало 10 человек в возрасте от 7 до 10 лет, вот какие данные я получил.
-
Знаете ли вы , что такое эпоксидная смола? Варианты ответа: нет, да, что-то слышал.
-
Сталкивались ли вы когда-нибудь с эпоксидной смолой? Варианты ответа: нет, да, не знаю.
-
Что такое, по вашему мнению, эпоксидная смола? Выбери ответ: ювелирные украшения; овощ или фрукт , который употребляют в пищу; предмет в строительстве.
Подводя итог, можно сказать, что школьники знают недостаточно о эпоксидной смоле, и существует необходимость уточнить и расширить их представления.
Заключение
Работая над проектом, я узнала много интересных фактов, свойств и характеристик эпоксидной смолы, и областях применения. Я получила новый опыт -рисовать картины с использованием эпоксидной смолы. А результат мне понравился настолько, что я продолжу работать с эпоксидной смолой и создавать интересные изделия. Изготовленные мною работы будут хорошим подарком на дни рождения родным и знакомым.
Гипотеза о том, что эпоксидная смола – лёгкий и доступный материал для изготовления уникальных изделий в домашних условиях и широко используется человеком подтвердилась.
Цель– достигнута, задачи исследования решены.
Список используемых источников
1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений/
А.В. Перышкин. – 2-е изд., стереотип. – М: Дрофа, 2013.
2. Энциклопедический словарь юного физика/ Сост. В.Я.Чуянов. – М:
Педагогика, 2012.
3. Воробьев А. Эпоксидные смолы. Компоненты и технологии - 2003 - №84.
4. Постановление Минтруда РФ от 14.08.2002 № 56 «Об утверждении
Межотраслевых правил по охране труда при работе с эпоксидными
смолами и материалами на их основе» (Зарегистрировано в Минюсте
РФ 30.09.2011 № 3822)
5. Свободная энциклопедия https://ru.wikipedia.org/
6. https://fb.ru/article/443563/prirodnaya-smola-vidyi-svoystva-primenenie
7. https://dic.academic.ru/dic.nsf/ushakov/1031206
8.http://strport.ru/mebel-i-predmety-interera/epoksidnaya-smolakharakteristika-i-sfera-primeneniya
9. Ли Х., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. Пер. с англ. Под ред. Н.В. Александрова - М.: Энергия, 1973 - 416с.
10. https://youtu.be/k2T1PKz-quc?si=QhdWkOFstvt1UXsg
Приложения