Исследовательская работа "Бумаге - вторую жизнь"

Государственное учреждение образования

«Базовая школа №10 г. Новополоцка»

Выполнила

Лещенко Анастасия Анатольевна

4 «Б» класса

Научный руководитель:

Лещенко Виктория Николаевна

воспитатель ГПД

Новополоцк, 2012

Оглавление

Введение……………………………………………………………………..…...3

Основная часть

1 Теоретическое обоснование темы…………………………………………….5

1. История происхождения бумаги………………………………5

2. Что такое бумага………………………………………………..7

3. Предназначение и виды бумаги……………………………….7

4. Свойство бумаги……………………………………………......9

1.5 Изготовление бумаги…………………………………………...9

2 Практические исследования…………………………….………………….....11

2.1 Описание практической работы «Делаем бумагу сами».…......11

2.2 Буклет «15 любопытных фактов об обыкновенной бумаге»…12

Заключение………………………………………………………………………13

Список использованных источников…………………………………………..14

Приложение.

Коллекция образцов бумаги из различных материалов……………………....15

Актуальность проблемы

Каждый человек - это особый мир со своими чувствами, знаниями и представлениями. Жизненно важно для него уметь передать их другим людям, своим современникам и потомкам. Вся история человечества - это история общения людей. Универсальный инструмент общения - знак, обладающий особым смыслом. С помощью знаков передают и хранят информацию. Люди постоянно открывают новые способы передачи и хранения информации. За сотни и тысячи лет в этой области было сделано множество изобретений и открытий, однако ни одно из них не может сравниться с возникновением письменности и Бумаги!

Почему не сбылись прогнозы о том, что электроника заменит бумагу? Компания «International Paper» выдвинула такое предложение: «Люди желают, чтобы доступ к информации предоставлялся не только нескольким нажатием клавиш. Они ведь желают её ещё и потрогать. К тому же они привыкли держать в руках то, что читают. Им нравится прикасаться к страницам, загибать их, делать пометки».

В настоящее время в связи с развитием бумажного производства, увеличением применения бумаги в различных целях для изготовления бумаги уничтожаются огромные площади леса. Остаётся все меньше зеленого массива, наносится большой вред природе, поэтому нужно бережно и по-хозяйски относиться к лесу. Кроме того очень остро стоит экологическая проблема утилизации бумажных отходов. Около 25 % мусора в мире – это бумага.

Данный проект посвящен изучению бумаги, ее истории, свойствам, видам, а также практическому созданию бумаги из вторичного сырья.

Объект исследования

История бумаги, ее свойства, виды, технология изготовления, в том числе и в домашних условиях.

Предмет исследования

Бумага, ее вторичная переработка как решение экологической проблемы утилизации бумажных отходов.

Цель проекта

Изучение свойств бумаги, ее история, технология изготовления. Самостоятельное изготовление бумаги пригодной для вторичного использования.

Задачи исследования

1) проанализировать литературу и Интернет-источники по теме истории возникновения бумаги;

2) осуществить подбор методов исследования, позволяющих подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу;

3) осуществить практическую работу по изготовлению бумаги из вторичного сырья, обработать результаты, проанализировать и сделать выводы.

Методы исследования

1) работа с литературой и Интернет-источниками;

2) создание видеоролика «Это просто, делаем вместе!»;

3) создание буклета «15 любопытных фактов об обыкновенной бумаге;

4) выполнение практической работы «Делаем бумагу сами», создание коллекции.

Гипотеза

Использование вторичного сырья сохраняет и расширяет зеленый массив, бережет деревья. Кроме того вторичная бумага, сделанная своими руками не только экономит энергетические ресурсы, но и приносит творческое вдохновение.

Изготовление бумаги из макулатуры - решение экологической проблемы.

1.1 История происхождения бумаги.

Время и место изобретения бумаги точно не известны. Китайские летописи сообщают, что бумага была изобретена во втором веке до нашей эры Цай Лунем.

До III века до н.э. в Китае писали на бамбуковых планках, связанных веревками наподобие жалюзи и свернутых в рулон. Есть сведения, что император Цинь Шихуан каждый день взвешивал на весах 1 дань (около 50 килограммов) документов и не ложился спать до тех пор, пока все не проработает. Потом в качестве писчего материала стали использовать шелк. Только он был слишком дорог, чтобы полностью заменить громоздкие бамбуковые планки.

Около 200 года до н.э. с изобретением Мэн Тянем волосяной кисточки появилось нечто подобное на бумаге. Эту «бумагу» изготавливали из конопляных очесов, она отличалась грубой фактурой и неровной поверхностью, поэтому была мало пригодна для письма и в основном употреблялась в качестве оберточного материала. В 105 году чиновнику, ответственному за поставку к императорскому двору предметов обихода, Цай Луню, удалось усовершенствовать технологию бумагоделания. При изготовлении бумаги он использовал в качестве сырья древесную кору, тряпье, конопляные очесы и вышедшие из употребления рыболовные сети. Сделанная по его технологии бумага имела гладкую поверхность и низкую себестоимость. К тому же новый способ оказался очень производительным. Китайцы настолько высоко оценили это изобретение, что со временем причислили Цай Луня к лику богов – он стал божественным покровителем бумажного производства – и возвели его честь храмы.

Однако существует легенда, согласно которой бумагу изобрел не Цай Лунь, а некий раб из Восточного Туркестана. Китайский император повелел сохранить в тайне имя изобретателя, а его самого казнить. Для изобретателя была уготована почетная казнь. Его заставили проглотить золотую пластину с выгравированной на ней благодарностью императора.

Древнейший известный образец бумажной книги – буддистская сутра «Пиюй цзин» - датируется серединой III века. К IV веку бумага в Китае стала главным материалом для письма. Техника бумагоделания была перенесена из Китая в соседнюю Корею, затем во Вьетнам, Японию и Индию. В VIII веке с ней познакомились арабы. В конце XII века крестоносцы принесли секрет ее изготовления в Германию, откуда она разошлась по всей Европе.

С X века в Китае стали изготавливать писчую бумагу из бамбука. Рисовую или пшеничную солому использовали в производстве бумаги для бытовых нужд. Появились и изысканные сорта бумаги – например, ароматная бумага из сандаловой коры.

Уже в VIII веке китайцы пользовались туалетной бумагой. Одновременно с этим китайцы изобрели бумажные деньги.

История производства бумаги делится на два периода: производство шероховатой, мягкой, рыхлой, мохнатой бумаги, так называемой бомбицины, и производство гладкой, твердой, плотной бумаги из льняного тряпья, собственно писчей бумаги.

В XVII и XVIII вв. производство бумаги в Европе достигло значительных размеров. В Венеции, Франции и других государствах издавались декреты, запрещающие вывозить тряпье и старую бумагу. В качестве заменителей тряпья, которое стало очень дорогим, стала использоваться солома, ржи, пшеницы, овса. В Италии на одной из фабрик применялась солома конопли, в Будапеште выделывалась в большом количестве бумага высших сортов исключительно из волокон крапивы. Предлагалось также в качестве сырья для производства бумаги использовать торф, листья, мох, водоросли, рогожи, иглы сосны, ели, кедра и многое другое. В конце концов, все вытеснила целлюлоза.

Появление писчей бумаги в России относят ко времени княжения Ивана Калиты. Первая бумажная фабрика была построена в XVI веке.

В наше время большую часть бумаги делают из древесной массы и целлюлозы. Практически всем нам, так или иначе, приходится сталкиваться со сбором макулатуры. Хорошее дело придумано с целью сохранить наше зеленое богатство – лес. Не успокаиваются и ученые. Так, чтобы наши потомки смогли испытать радость общения с книгой, создаются специальные сорта бумаги, способные донести Слово через века. Подыскиваются заменители древесной массы, используя опыт прошлого. Если когда-то писали на пальмовых листьях, то почему из них нельзя сделать бумагу? Иранские инженеры решили эту проблему и выпускают бумагу из листьев финиковой пальмы. Итальянские специалисты предлагают бумагу из пластмассы. Существуют отдельные экземпляры книг, страницы которых из… морского песка. Нет предела человеческой мысли!

1.2 Что такое бумага.

Бумага – волокнистый материал, состоящий в основном из слоя специально обработанных растительных волокон, тесно переплетённых между собой и соединённых силами сцепления, возникающими между волокнами при их обработке. Бумага вырабатывается или из одних растительных волокон, или с добавлением в бумажную массу минеральных веществ (каолина, мела и др.), проклеивающих материалов (делающих бумагу мало проницаемой для чернил), красителей и других веществ, в зависимости от названия бумаги. Бумаге могут быть приданы различная механическая прочность, гладкость, любой цвет, способность впитывать воду, печатные краски и разные жидкости, водонепроницаемость и жиронепроницаемость, та или иная степень прозрачности и различные специальные свойства. По форме бумага выпускается в виде отдельных листов и непрерывной ленты (широкими рулонами или узкими бобинами).

1.3 Предназначение и виды бумаги.

Первоначально бумага предназначалась исключительно для письма и, по мере своего распространения, постепенно вытеснила применявшиеся для этой цели разнообразные материалы: древесную кору, пальмовые листья, деревянные и глиняные дощечки и др., а также пергамент и папирус, представлявшие собой до изобретения бумаги наиболее удобный и распространённый материал для письма. С развитием бумажного производства бумага стала применяться и для других целей, в первую очередь для завёртывания товаров. Кроме того, толстая бумага нашла применение и как строительный материал. Макулатура является заменителем таких видов первичного сырья и полуфабрикатов, как целлюлоза, древесная масса, бумажная масса. Используется для производства: туалетной бумаги, картонной тары, писчей бумаги, теплоизоляционного материала типа «Эковата»; бугорчатых прокладок и формованных изделий; волокнистых плит, полимернобумажных плит, теплоизоляционных плит. Волокнистые плиты из макулатуры используются для облицовки стен, потолков, перегородок жилых, производственных и складских помещений для изготовления тары, подкладки под линолеум, задней стенки мебели. В настоящее время из бумаги изготовляются различные виды тары, предметы домашнего обихода (салфетки, скатерти, занавески и пр.), детали машин, ленты для самопишущих приборов и т. д. Но основным видом применения бумаги в массовом масштабе является книгопечатание, письмо, черчение и различного рода изоляция.

Разновидности бумаги. Бумага различается по своему внешнему виду и по своим физико-механическим свойствам. Общее число выпускаемых видов бумаг, в соответствии с многообразием предъявляемых к ним требований. Такое разнообразие достигается надлежащим выбором исходных материалов и изменением условий производства, позволяющими в широких пределах менять основные показатели бумаги. В широких пределах могут колебаться и такие показатели, как гладкость, цвет, впитывающая способность, прозрачность, зольность, воздухопроницаемость и т. д.

Отдельным видам бумаги придаются специальные свойства: жиронепроницаемость, высокая пробивная напряженность, фильтрующая способность, водопрочность и др. При этом, в зависимости от требуемой механической прочности и стойкости по отношению ко всяким внешним факторам, применяются различные марки целлюлозы. Древесная масса применяется только в тех случаях, когда от бумаги не требуется высоких механических свойств, и она не предназначается для длительного пользования или хранения. Для производства бумаги широко используется также макулатура, т. е. бумага, использованная по своему назначению и возвращаемая обратно бумажной промышленности для переработки. Сюда же относятся обрезки и отходы от переработки бумаги. На фабриках по производству бумаги выпускают разные виды и состав бумаг. Вот некоторые виды бумаги, с которой мы встречаемся более часто:

• Бумаги для печати.

• Книжно-журнальные и репродукционные.

• Картографические.

• Билетная и афишная.

• Обойные.

• Для письма.

• Чертёжно-рисовальные.

• Переводные.

• Обёрточные.

• Предметы домашнего обихода.

• Картонные тары.

1.4 Свойства бумаги.

Бумага материал созданный человеком. Как и любой другой материал, она имеет определённые свойства. Их нужно знать, чтобы использовать при изготовлении различных изделий. Из опыта с листом бумаги мы можем понять, какие свойства имеет бумага.

• Бумага легко рвётся, она не прочная.

• Бумага легко мнётся и сгибается вдоль и поперёк.

• Мятая бумага ещё менее прочная, чем гладкая.

• Намочив бумагу, можно убедиться, что она имеет волокнистое строение. Волокна в ней располагаются в разных направлениях.

• При увлажнении бумаги удлиняется в поперечном направлении больше, а в продольном меньше.

• Влажная бумага становится ещё более непрочной.

1.5 Изготовление бумаги.

Технологический процесс получения бумаги и картона складывается из механической, тепловой и химической обработки растительных волокон. Исходным материалом для производства бумаги является тряпьё – в виде старой, ношеной одежды, обрезков со швейных производств, целлюлоза, древесная масса, соломенная масса и бумажная макулатура. Целлюлоза и древесная масса поступают на бумажную фабрику с целлюлозных и древесномассивных заводов в сухом виде – в листах, в сыром – в валиках и пачках, и в жидком – с содержанием фабрик, отбросов первичной обработки льна и пеньки, старых канатов, веревок, сетей.

Производство бумаги состоит из нескольких последовательных процессов.

Приготовление бумажной массы, включающее:

а) Размол волокнистых полуфабрикатов, древесную массу обычно не размалывают, а получают необходимую степень помола;

б) Проклейку, наполнение и окраску бумажной массы с приготовлением суспензий и растворов проклеивающих веществ, наполнителей и красителей;

в) Переработку оборотного брака и макулатуры.

Перечисленные работы выполняет обычно подготовительный цех или отдел фабрики, в состав которого входят два основных отделения – рольное и минерально-клейное.

Отлив бумаги, включающий:

а) образование бумажного полотна;

б) мокрое прессование;

в) сушка;

г) первичная отделка.

Все эти процессы выполняются непрерывно и последовательно.

2 Практические исследования.

2.1 Описание практической работы: «Делаем бумагу сами».

Нам понадобится: белая писчая бумага б/у (можно использовать старые газеты), стиральный порошок, клей ПВА, миксер, кусочки разноцветной бумаги, фольги, шерстяных ниток, мелкие сухие растения, дуршлаг, миска, хлопчатобумажная ткань, доска, груз, губка, любые водорастворимые краски (гуашь, акварельные или акриловые).

Технология:

1. Нарвем бумагу на мелкие кусочки, сложим её в большую миску с водой. В воду добавим чуть-чуть стирального порошка и немного клея ПВА. Оставим всё это намокать, по меньшей мере, на 3 часа, а ещё лучше на сутки.

2. Теперь намокшую бумажную массу нужно измельчить. Сделать это можно с помощью миксера. Стакан миксера заполняем на треть водой и дополняем его отжатой бумажной массой. Перемешиваем короткими включениями на небольших оборотах в течение 2-3 минут.

3. Если нет миксера, перетираем массу пальцами так, чтобы получилась густая каша.

4. В готовую массу можно добавить маленькие кусочки цветной бумаги, фольги, шерстяных ниток, сухие растения и прочее. Перелаживаем массу над раковиной в дуршлаг и даем воде стечь. Вылаживаем массу в миску и добавляем немного клея ПВА.

5. На полу в ванной ложем большой кусок полиэтилена, на него – стопку старых газет, а на них хлопчатобумажную ткань. На ткань кладем комок бумажной массы.

6. Разровняем массу пальцами так, чтобы она лежала ровным тонким слоем. Чем ровнее и тоньше мы её разложим, тем лучше будет бумага. Затем хлопаем по поверхности ладонью или немного покатаем скалкой.

7. Завернем ткань так, чтобы она полностью прикрыла слой бумажной массы. Сверху положим ещё один кусок ткани и повторяем всю операцию. И так до тех пор, пока у нас не кончится масса.

8. Получившуюся стопку (газеты, слои бумажной массы, ткань) накрываем сверху доской и ложем на неё груз. Выступившую воду собираем губкой.

9. Всё это оставляем сушиться на ночь. Утром разворачиваем наш «бутерброд» и осторожно перекладываем готовые листочки самодельной бумаги на сухую поверхность. Подождем, пока бумага высохнет окончательно. Края бумаги ровно обрезаем.

2.2 Буклет «15 любопытных фактов об обыкновенной бумаге».

1. Самое большое количество бумаги производят страны: США, Канада, Финляндия, Япония, Швеция. Это логично, так как 20% населения, проживающего в наиболее индустриально развитых странах, потребляют более 85% мирового объема бумажной продукции (пресса, упаковка).

2. Исследования показывают, что бумажная промышленность находится на 4-м месте по выделению газов, вызывающих глобальное потепление.

3. Если бы в США уменьшили потребление бумаги на 10%, это сократило бы выброс парниковых газов на 1,6 миллиона тонн. Такой же эффект дало бы уменьшение автомобильного парка на 280 тысяч автомобилей.

4. Около четверти всего мусора на планете (около 25%) является бумажными отходами и бумажной продукцией.

5. Американцы получают по почте ежегодно 4 миллиона тонн различной бумаги – это более десяти килограмм макулатуры на каждого американца, включая стариков и детей. Если бы все перешли на электронные письма, это спасло бы 150 тысяч деревьев ежегодно.

6. При повторной переработке тонны бумаги сохраняется 17 деревьев.

7. Китай и Индия быстро увеличивают потребность в бумаге, но им еще далеко до промышленно развитых стран. К примеру, средний европеец потребляет ежегодно около четверти тонны бумаги, а австралиец – 130 килограмм.

8. Средняя британская семья ежегодно выбрасывает в мусор столько бумаги, что для ее изготовления пришлось вырубить 6 деревьев.

9. Производство бумаги – сложный процесс, состоящий из семи или восьми различных технологических операций.

10. Если вторично переработать тонну бумаги, можно сэкономить 17 взрослых деревьев, 26 тысяч литров воды, 3 кубометра плодоносной земли, 240 литров горючего, 4000 киловатт-часов электричества. Только этой электроэнергии достаточно, чтобы в течение года питать среднюю семью.

11. Для вторичной переработки бумаги требуется почти в два раза меньше энергии, чем для ее первичного производства из дерева, при этом вредные выбросы уменьшаются более чем на 70%.

12. Миллион тонн бумаги занимают 14.000 железнодорожных вагонов.

13. За последние 20 лет мировое потребление бумаги увеличилось с 92 до 208 миллионов тонн в год – рост составил 126%! Появление компьютеров, различных систем электронного документооборота и прочих современных технологий эту тенденцию не изменило.

14. 60 кг макулатуры сберегает от вырубки 1 дерево.

15. Из тонны макулатуры можно изготовить 25 000 тетрадей.

Заключение.

Если мы будем использовать вторичное сырьё для изготовления бумаги, то сохранится и расширится в природе зелёный массив. Уменьшается площади, занятые свалками. Рециркуляция бумаги предотвратит загрязнение грунтовых вод токсичной типографской краской, остающейся после биологического разложения бумаги на свалках.

В результате проведенного исследования я узнала историю возникновения бумаги и её видов. Научилась сама получать разные виды бумаги. Собрала коллекцию.

Все сделанное своими руками заставляет не только потрудиться, но и приносит удовлетворение от результата.

Делайте бумагу сами, и мир станет чище!

17