V Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вторая жизнь бумаги.
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.Введение
Бумага занимает очень важное место в нашей жизни. Её открытие – одно из величайших завоеваний человеческого разума. Бумага входит к нам в квартиру свежей газетой, новым номером журнала, письмом. В школе на парте лежат учебники, тетради по которым мы учимся. Большая часть предметов домашней обстановки связана с бумагой: полки с книгами, обои на стенах, коробки из-под обуви и так далее.
Мы не всегда осмысливаем великое значение бумаги. Лист бумаги – гладкий, чистый, белый – мы рассматриваем как некую малость, обыденную, незаметную вещь. И вряд ли кто задумывался над тем, где, как, из чего, трудом каких людей создан этот лист. И вот этот чистый лист – стал грязным, исписанным, мятым и мы его выкидываем. Старые газеты, журналы, разорванные книги, учебники, сколько всего ненужного можно найти вокруг нас.
Для производства 1 кг бумаги требуется уничтожить 3 дерева, но есть и другой способ – сдавать макулатуру. Использование макулатуры позволяет экономить древесину, которая идёт на изготовление бумаги, а результат этого – сохранение лесов.
Наша школа ежегодно принимает участие в сборе макулатуры. В прошлом году наш класс занял первое место в школьной экологической акции по сбору макулатуры «Чистый город», собрав 2370 кг.
Мне стало интересно изучить историю бумаги, узнать, что делают из использованной бумаги и попробовать изготовить бумагу в домашних условиях.
Гипотеза: вторичное использование бумаги не только помогает сохранить природные ресурсы, но и развивает творческие способности.
Цель: изготовление бумаги в домашних условиях
Задачи:
Изучить историю происхождения бумаги.
Изучить литературу о составе, современном производстве и применении бумаги.
Познакомиться с вторичным использованием бумаги.
Провести среди одноклассников анкетирование о бумаге.
Провести опыт по производству бумаги в домашних условиях.
Описать полученные результаты и сделать выводы.
2.Теоретический материал
2.1 История происхождения бумаги
Бумага (от итальянского bambagia – хлопок) – многокомпонентный материал, состоящий в основном из специально обработанных мелких растительных волокон, тесно переплетённых между собой, связанных силами сцепления различного вида и образующих тонкий лист.
В течение многих тысячелетий люди искали материал для письма. Бумага существовала не всегда. Но до ее изобретения, какие только материалы не пытался приспособить для письма человек в процессе своего длительного исторического культурного развития. Когда-то люди не знали письменности. Первобытные люди делали свои рисунки на стенах пещер, высекали их на скалах. Камень был доступен и удобен. Но определённые трудности в использовании (невозможность быстрой записи, сложность в обработке) привели к отказу от него как материала для письма.
С изобретением и распространением письменности люди стали писать на дощечках из влажной глины. Финикийцы писали составом, похожим на тушь, на глиняных черепках. На сырой глине деревянной палочкой выдавливали клинышки жители Междуречья. Для того, чтобы записать текст книги, использовали десятки и сотни табличек. Высушенная и обожжённая на огне плитка становилась твёрдой, как камень, и хранилась на протяжении длительного времени. Хранить и перевозить такие книги было сложно.
Древнейшие люди рисовали пиктограммы (надписи – рисунки) на пальмовых листьях с помощью острой рыбьей косточки, вырезали эти рисунки на костях животных.
Древние китайцы писали свои иероглифы тушью (специальной жидкостью) с помощью кисточки на бамбуковых дощечках и шелковых свитках.
В России стали писать на бересте – наружной части берёзовой коры. Это был самый дешёвый и доступный материал. Письма на берёсте — берестяные грамоты — до сих пор находят при раскопках на севере страны.
В южных странах на смену глиняным дощечкам пришел папирус. Его изготавливали из растения с таким же названием. Папирус растет в болотистых местах Эфиопии и Египта. Это растение похоже на осоку, камыш, тростник. Его очищали от коры и разрезали на очень тонкие узкие ленты, которые затем склеивали так, чтобы слой полосок, имеющих одно направление, перекрывался слоем полосок, имеющих другое направление. Это повышало прочность материала. После просушки поверхность листов шлифовали пемзой и тщательно выглаживали. Листы папируса имели светло-коричневый цвет.
Через много лет папирус был вытеснен прочным и долговечным материалом для письма – пергаментом, который изготавливали, обрабатывая особым образом кожи животных – овец, коз, телят. Эти кожи склеивали в длинные широкие свитки. На папирусе и на пергаменте писали от руки. На изготовление одной книги нередко требовалось затратить несколько больших свитков пергамента или до 250-300 шкур животных.
Почти 2000 лет назад, на смену папирусу и пергаменту пришла бумага. Бумагу изготавливали из волокон древесины растения, которое впоследствии получило название бумажного деревца. Кору толкли в воде, чтобы отделить волокна, и выливали полученную смесь на подносы, на дне которых находились длинные узкие полоски бамбука. Когда вода стекала, мягкие листы клали сушиться на пластины из бамбука и старые тряпки.
Об изобретении бумаги существуют несколько легенд. По одной из них, бумага была изобретена в Китае. Изготовление бумаги обычно связывают с именем китайца Цай Луня и относят к 105 году нашей эры.
В 650 году бежавшие из китайского плена воины, работавшие на бумажных «фабриках», стали заниматься изготовлением бумаги в Самарканде. Так от китайцев секрет изготовления бумаги переняли не только японцы, но и арабы. Они и привезли его в Испанию, а уже оттуда искусство делать бумагу распространилось по всему миру.
В России бумага появилась на несколько столетий раньше, чем в Европе. Впервые широкое ознакомление народа Руси с бумагой произошло в середине 13 века, когда хан Батый для сбора дани произвёл первую всенародную перепись населения Руси на бумаге, которая в то время употреблялась в завоёванном монголо-татарами Северном Китае, а также в Туркестане и Персии, с которыми они находились в торговых отношениях.
Бумага собственного производства появилась на Руси во второй половине 16 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. По указу Петра было построено несколько бумажных предприятий под Москвой и Петербургом.
Многие столетия бумагу делали вручную. После изобретения французом Робером (1761—1828) первой бумагоделательной машины, производство бумаги и картона сделало резкий скачок вперед. Непрерывно и с большой быстротой увеличивался выпуск бумаги, появлялись новые виды бумаги.
Бумагу стали применять не только для письма и печатания книг, для упаковки товаров, но и в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве, электротехнике.
2.2. Состав бумаги
Бумага – многокомпонентный материал, состоящий в основном из специально обработанных мелких растительных волокон, тесно переплетенных между собой и образующих тонкий лист.
В состав современной бумаги входят:
Волокна растительного происхождения.
Минеральные наполнители (проклеивающие вещества).
Красители.
Специальные добавки (для разных видов бумаги).
2.3. Современное производство бумаги
1 этап. Механический. Путь бумаги начинается в бескрайних лесах. С лесной делянки деревья отправляются на бумажный комбинат, где их переносят на распиловочные столы. В мгновение ока вековые стволы превращаются в метровые отрезки-чурки и в барабанах очищаются от коры. 60-тонные жерновые камни превращают их в древесную массу.
2 этап. В древесную массу добавляют целлюлозу и наполнители, серу, соду, известь, каолин – белую глину высокого качества. Они придают бумаге белизну, плотность, гладкость и хорошие печатные свойства.
3 этап. Подготовленная бумажная масса разбавляется водой и под давлением через семиметровую щель выливается на сточный конвейер со скоростью 750 метров в минуту, сушится, прокатывается и превращается в бумагу.
4 этап. Выполняется отделка. Бумажному полотну придают форму готовой продукции – листы, рулоны. Вот такой длинный путь проходит бумага.
5 этап. Сортировка и упаковка.
Для изготовления одной тонны бумаги нужно 5,6 м3 древесины. Это примерно 17 деревьев. А из одной тонны бумаги можно изготовить порядка 30 тысяч обычных ученических тетрадей.
Применение бумаги
Применение бумаги достаточно широко:
Письмо и печать (книги, журналы, газеты, тетради)
Отделочный материал (обои)
Поделочный материал (оригами, папье - маше)
Упаковочный материал (фантики, мешки, коробки)
Чистящий материал (салфетки, туалетная бумага)
Производство денег
Подложка для нанесения химических реактивов (фотобумага, индикаторная бумага, наждачная бумага)
2.5 Вторичное использование бумаги
Макулатура – отходы производства, переработки и потребления всех видов бумаги и картона, пригодных для дальнейшего использования в качестве волокнистого сырья.
Макулатура – это важнейшая часть вторичного сырья. Она позволяет уменьшить количество деревьев, необходимых для производства бумаги. Проще говоря, это использованная и предназначенная для утилизации бумага. Но если отправить ее в специальные перерабатывающие предприятия, то из нее получится новая продукция.
Всю сданную макулатуру сначала сортируют на бумагу и картон, затем отправляют в переработку. На предприятии ее измельчают, смешивают с водой до получения однородной полужидкой массы, мылом и специальными растворителями из нее вымывают типографскую краску. Затем из массы удаляют проволочные скобки, клей, частицы пластиков, минеральные частицы грязи. Очищенная масса формируется в бумажную ленту, из которой можно сделать новую бумагу. Также из макулатуры изготавливают: одноразовую посуду, строительные материалы, материалы для изоляции, крафт-пакеты, средства личной гигиены, техническую бумагу, картон, ткани для пошива одежды, полиграфические изделия, аксессуары для автомобилей, папье-маше для творчества, мебель, эковату.
От производства бумаги страдают не только деревья. Из всех отраслей промышленности целлюлозно-бумажная – крупнейший потребитель воды и пятый по потреблению электричества.
При изготовлении бумаги из макулатуры расход энергии ниже в два раза, а воды – в сто раз.
Получая из макулатуры такую необходимую всем нам бумагу, люди не только сохраняют леса, но также экономят воду и энергию. А это означает, что сокращается количество вредных отходов и уменьшается общее загрязнение окружающей среды.
3. Практическая часть
3.1 Проведение анкетирования
Своё исследование я начала с анкетирования в классе, чтобы выяснить, что знают о бумаге мои одноклассники (Приложение 1).
Анкета состояла из следующих вопросов:
Из чего можно изготовить бумагу?
Где вы используете бумагу?
Скапливаются ли у вас дома различные бумажные отходы?
Принимаете ли вы участие в сборе макулатуры?
Можно ли в домашних условиях изготовить бумагу?
Было опрошено 28 человек.
Опрос показал, что большинству ребят известно, из чего изготавливают бумагу, и все знают, где её используют: в виде школьных тетрадей, альбомов для рисования, цветной бумаги для уроков технологии, в быту. У большей части ребят дома скапливаются различные бумажные отходы и абсолютно все принимают участие в сборе макулатуры.
Отвечая же на последний вопрос (можно ли в домашних условиях изготовить бумагу?), мнения ребят разделились:
можно – ответили 16 учеников;
нельзя – 11 учеников;
не знаю – 1 ученик.
Результаты анкетирования отражены в диаграммах (Приложение 2).
Анкетирование показало, что проблема скапливания различных бумажных отходов существует. Выявлено, что не все одноклассники знают, что можно изготовить бумагу в домашних условиях.
Выполнив свой проект, я расскажу одноклассникам о возможности получения бумаги из отходов в домашних условиях.
3.2 Изготовление бумаги в домашних условиях
Для изготовления бумаги в домашних условиях мы взяли ненужные бумажные отходы: старые тетради, газеты, рекламные листовки. Затем порвали макулатуру на маленькие кусочки и залили водой.
Оставили бумагу намокать на несколько часов, затем переложили в чашу блендера, добавили крахмал и хорошо взбили.
Полученную массу переложили на решетку, выложенную марлей, чтобы дать стечь лишней жидкости, выровняли и оставили высыхать. В зависимости и толщины бумаги, она высыхает он нескольких часов до нескольких дней.
Также в полученную массу мы пробовали добавлять различные красители, чтобы бумага получилась цветной.
После высушивания получается такая бумага домашнего производства.
Для украшения в бумажную массу можно также добавлять сухие травки, приправы, можно добавлять разноцветные нитки, лепестки цветов. Изготовленные ручным способ листы могут быть использованы для дизайнерских работ: книг, открыток, панно.
4. Заключение
Изучив литературу о бумаге, мы познакомились с историей ее происхождения, составе, современной технологией производства и применения. Также узнали о вторичном использовании бумаги, что позволяет беречь окружающую нас природную среду.
В практической части работы мы изготовили бумагу в домашних условиях. Используя вторичное сырье разного качества (газеты, старые тетради), а также добавляя красители, мы получили бумагу разного качества. Поэтому наша гипотеза о том, что вторичное использование бумаги не только помогает сохранить природные ресурсы, но и развивает творческие способности, подтвердилась. Выполнив все задачи нашей работы, мы достигли поставленной цели и изготовили бумагу в домашних условиях.
В дальнейшем мне бы хотелось попробовать изготовить поделки из бумаги домашнего производства. Создание бумаги ручной работы - очень интересный и творческий процесс. И совсем несложный. А какой потрясающий результат: эксклюзивная бумага вашего собственного дизайна!
Список использованной литературы
Ильин М. Сто тысяч почему – Ленинград: Детская литература, 1989. – 224 с.
Орлова Н. Детская энциклопедия «Я познаю мир: История вещей.» - М.: АСТ, 2000. – 512 с.
Ссылки
Бумага ручной работы URL: http://sam.mirtesen.ru/blog/43524888217/Bumaga-ruchnoy-rabotyi
Сделай сам своими руками. Авторская бумага. URL: https://sdelaysam-svoimirukami.ru/1285-avtorskaya-bumaga.html
Бумага своими руками URL: http://stranamasterov.ru/node/2770
Приложение №1
Добрый день!
Просим вас ответить на несколько вопросов. Данная информация будет использована для подготовки исследовательской работы Удаловой Александры.
Из чего можно изготовить бумагу?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Где вы используете бумагу?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Скапливаются ли у вас дома различные бумажные отходы?
А) Да
Б) Нет
Принимаете ли вы участие в сборе макулатуры?
А) Да
Б) Нет
Можно ли в домашних условиях изготовить бумагу?
А) Да
Б) Нет
Спасибо!
Приложение 2