VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Тайна создания бумаги
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Недавно в нашей школе проходил сбор макулатуры. Нам с первого класса говорили о том, что для производства бумаги вырубают леса. А из макулатуры при переработке можно не только снова получить бумагу, но и одноразовую посуду, салфетки, бумажные полотенца. Соответственно, сдавая макулатуру, мы оберегаем леса от вырубки и при этом экономим воду и электроэнергию, которые тратятся на получение бумаги из древесины. Но меня заинтересовал вопрос: как же можно получить вышеперечисленные вещи из исписанных тетрадей, старых журналов и даже картонных коробок? Могу ли я, используя макулатуру, самостоятельно получить бумагу в домашних условиях? Именно поэтому я занялась этим проектом. Сначала я решила узнать кто, когда и из чего впервые получил бумагу.
Длительность проекта: краткосрочный, 2 недели
Актуальность
В последнее время перед человечеством остро встают многие экологические проблемы, одной из которых является вырубка лесов. Вопрос сохранения лесов будет актуален всегда, но особое внимание уделяется экологическим проблемам в этот уходящий «год экологии».Переработка макулатуры и получение из неё бумаги – это один из эффективных способов борьбы с данной проблемой. Именно поэтому менязаинтересовала тема получения бумаги из вторичного сырья, которой и посвящен мой проект.
Цель проекта:
Развивать интерес к исследовательской деятельности, научиться изготавливать бумагу самостоятельно дома.
Задачи проекта:
1. Изучитькак и где возникла бумага;
2. Узнать, как получают бумагу на производстве;
3. Изготовить бумагу из вторсырья самостоятельно дома.
Гипотеза исследования: предположим, чтов домашних условиях можно изготовить бумагу из вторсырья и использовать её по назначению (писать или рисовать на ней, использовать для поделок из бумаги).
Работа над проектом.
1. Подготовительный этап
1.1 Изучение литературы.
Перед началом работы по данной теме, я, пользуясь различными интернет источниками, изучила информацию о том, как появилась бумага и каким образом её изготавливают в наше время.
1.2 История возникновения бумаги.
Я узнала, что бумагу, в том виде, в котором мы привыкли видеть её сейчас, изобрел китаец Цай Лунь примерно в 105 году. До этого документы в Китае писали на бамбуке, или костях животных, но они были очень тяжелыми и неудобными в использовании. Так же использовался шёлк, но он был очень дорогим и не мог получить широкое распространение.
Существует легенда, что идея создания бумаги Цай Луня родилась во время наблюдения за бумажными осами. При изготовлении улья,эти насекомые,путем пережевывания древесных волокон и смачивания их своей слюной самостоятельно делали материал, похожий на бумагу.
Как описано в китайских летописях, чтобы получить бумагу, Цай Лунь использовал в своей работе древесную золу, пеньку, волокна тутового дерева. Все ингредиенты он хорошенько измельчал и смешивал с водой.
Дополнительно изобретатель создал специальное приспособление в виде деревянной рамки с бамбуковым ситом внутри, на которое выкладывал полученную смесь и сушил на солнце. Затем высушенный материал разглаживал камнями. В итоге получались тонкие, плотные листы, на которых было удобно делать записи. [3]
Но, у бумаги было много прародителей. Так, первым материалом, на котором люди стали передавать информацию, стал камень. На Руси писали на бересте, сделанной из коры березы. Самым близким родственником бумаги является папирус. Внутреннюю часть стеблей папируса разрезали на полосы, укладывали внахлест под пресс и высушивали на солнце, затем отбивали молотком и выглаживали. А позже начали использовать пергамент, который изготавливали по сложной технологии из кожи молодых животных.
На пергаменте в отличие от папируса можно было писать с обеих сторон листа, а также использовать его повторно, счищая написанное. [4]
1.3Получение бумаги на производстве.
В наши дни бумагу производят на бумажных фабриках. Существует три варианта производства:
а) из древесной целлюлозы,
б) из химической целлюлозы,
в) из макулатуры.
а) Древесную целлюлозу получают из коры берез, эвкалипта, тополя, сосны или ели. Материал тщательно измельчается при помощи специального оборудования и смешивается с водой. Дальше станки изготавливают из смеси тонкие листы, прессуя и выравнивая их. Материал такого качества используется для печати недорогих печатных изданий, потому как эта бумага имеет желтоватый оттенок и не отличается прочностью.
б) Химическая целлюлоза используется для изготовления белой бумаги более высокого качества. Её изготавливают в несколько этапов. Кору деревьев измельчают в мелкую крошку и тщательно просеивают. Затем опилки варят в огромных котлах. Только после этого полученная масса смешивается со специальной кислотой. Для получения более плотной бумаги к основной массе добавляют измельченную макулатуру. Завершающий этап зависит от требований. Например, для того, чтобы получить глянцевую бумагу, к смеси добавляют смолу. А для получения бумаги повышенной прочности дополнительным ингредиентом является клей. В завершении работы, смесь отправляют под пресс и тщательно высушивают.
в) Изготовить бумагу из макулатуры намного проще. Сначала её очищают от краски. Затем материал тщательно измельчают и проводят специальную обработку, в результате чего образуется однородная смесь. Полученную массу отправляют на вращающиеся ленты и прессуют, предварительно в состав иногда добавляют древесную кору. В результате такого процесса получается белая бумага.
Если необходимо получить блестящие, бархатные или рельефные листы, их подвергают дополнительной обработке. [2]
2. Основной этап.
2.1. Анкетирование одноклассников.
Я подготовила и раздала учащимся нашего класса анкету, состоящую всего из 4 вопросов.
1. Из чего изготавливают бумагу?
2. Какие предметы из бумаги вы можете назвать?
3. Скапливаются ли у вас дома различные бумажные отходы?
4. Как вы считаете, можно ли в домашних условиях изготовить бумагу? (Приложение 1)
Анкетирование показало, что все ребята знают, из чего изготавливают бумагу. Так же все смогли назвать предметы, сделанные из бумаги. У многих дома скапливаются бумажные отходы. При ответе на последний вопрос, мнения детей разделились, из двадцати опрошенных мною ребят, четырнадцать считают, что дома самостоятельно невозможно получить бумагу из макулатуры.
Реализовав свой проект, я рассказала ребятам о том, что можно получить бумагу дома и поделилась своим способом изготовления бумаги.
2.2. Изготовление бумаги.
В энциклопедии «Планета Земля» прочитала, как сделать бумагу из макулатуры. Подготовила для работы необходимые материалы: старые газеты, сито, гуашь для придания бумаге цвета, блендер, миски[1].
Для изготовления бумаги в домашних условиях, мы использовали старые газеты. Нарвали их на узкие полоски и залили тёплой водой (Фото 1). Оставили размокать газеты на ночь. На следующий день мы с мамой с помощью блендера измельчили размокшую бумагу в однородную массу (Фото 2 и 3). Содержимое блендера мы переложили в таз и добавили воды. Масса получилась серая, поэтому мы решили добавить в неё немного белой краски, в результате чего она поменяла свой цвет на белый. На следующем этапе я выложила массу на сито (Фото 4) и стала её равномерно распределять по всей поверхности. Это оказалось сделать не просто, поэтому я воспользовалась листом бумаги, с помощью которого прижала бумажную массу, распределяя её равномерно, а так же, избавилась от излишков воды. Оставалось дождаться, когда наша бумага высохнет. Через 3 дня я сняла просохший лист и прогладила его утюгом через марлю для полного высыхания (Фото 5).
Следующий лист мы делали по такому же принципу, но решили добавить не белую, а жёлтую краску. Так же мы смогли ускорить процесс сушки. Для этого, накрыли выложенную массу полиэтиленовой плёнкой, поверх которой положили груз. В качестве груза послужила кастрюля, наполненная водой. Благодаря этому бумага просохла уже на следующий день.
Осталось протестировать нашу бумагу. Я попробовала на ней писать, но из-за рыхлой структуры, делать это было очень неудобно. Зато, благодаря этому же свойству, на бумаге удобно было рисовать красками. Она чем то напоминает листы для акварели. Из желтой бумаги получилась красивая новогодняя открытка.
3. Заключительный этап.
Свой проект "Тайна создания бумаги" я представила ученикам своего 5 "Б" класса на уроке "Введение в проектную деятельность". Показала им бумагу, полученную в домашних условиях. Многие ребята заинтересовались этой темой и захотели сами дома изготовить бумажные листы.
Вывод
Работая над данным проектом, я узнала историю возникновения бумаги, а так же познакомилась с технологией её производства. Опробовала способ изготовления бумаги из макулатуры в домашних условиях.
Все поставленные задачи выполнены. Моя гипотеза о том, что в домашних условиях можно изготовить бумагу из вторсырья и использовать её по назначению, частично подтвердилась. Бумагу действительно можно сделать дома, но по качеству она будет сильно уступать покупной бумаге. Писать на ней неудобно, зато из такой бумаги получаются красивые и оригинальные открытки.
Получение бумаги в домашних условиях – достаточно трудоёмкий процесс, который требует определенных затрат не только макулатуры, но и электроэнергии, воды и времени. Этот способ получения бумаги хорош для того, чтобы использовать её для детского творчества, например, для изготовления открыток к какому-либо празднику. Чтобы получить три листа такой бумаги, у меня ушла одна газета и пара изрисованных альбомных листов. Остальную макулатуру я собрала и отнесла в школу. Благодаря этому, возможно я смогла поспособствовать сохранению лесов.
Библиографический список использованной литературы и электронных ресурсов:
Бирюкова А.Ю. Энциклопедия «Планета Земля» (перевод с английского), Москва «Росмен», 2001, 157с
Как делают бумагу. // kakprosto.ru URL: https://www.kakprosto.ru/kak-835970-kak-delayut-bumagu(дата обращения 15.12.2017г.)
Кто и когда изобрёл бумагу? Где это произошло? // Всезнайка.orgURL:http://www.vseznaika.org/history/kto-i-kogda-izobryol-bumagu-gde-eto-proizoshlo/ (дата обращения 15.12.2017г.)
Кто придумал Бумага - Когда Изобрели? // altpp.ruURL: http://altpp.ru/izobretenie-izmenivshie-istoriyu-chelovechestva/bumaga.html (дата обращения 15.12.2017г.)
Приложение 1
Анкета
Фамилия__________________________ Имя_____________________
1. Из чего изготавливают бумагу?_____________________________________
2. Какие предметы из бумаги вы можете назвать?________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Скапливаются ли у вас дома различные бумажные отходы? _____________
4. Как вы считаете, можно ли в домашних условиях изготовить бумагу?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Фото 1 «Подготовка макулатуры: измельчение газетных листов и замачивание их в воде»
Фото 2 «Измельчение газет в бленде, для получения однородной массы»
Фото 3 «Полученная однородная масса»
Фото 4 «Заготовка для будущей бумаги»
Фото 5 «Листы бумаги, полученной в домашних условиях»