Научная работа по химии "Старт в науку"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа № 70»

Городская научно-практическая конференция «Старт в науку»

Секция научно-естественная

«Производство бумаги»

Автор: Вдовин Михаил

ученик9 «Б» класса МБОУ СШ №70

Руководитель:

Вдовина Виктория Вячеславовна

учитель химии и математики МБОУ СОШ №70

1 категория

Дзержинск, 2020г.

Содержание.

1 Введение…………………………………………………….2

2 Теоретическая часть……………………………………….. 3-12

3. Практическая часть………………………………………..13

4. Заключение………………………………………………...14

5. Использованная литература………………………………15

1. Введение.

«В начале было Слово…» - цитата из Библии

В начале был камень, стены пещеры, прибрежный валун, скалы у моря. На них первые летописцы, художники старались запечатлеть то, что их волновало вчера, сегодня и будет интересовать завтра.Желание – интерес – поиски все новых форм в передаче главного – информации. Более сложная ступень: попытка обозначить звук, то есть то, что нельзя было увидеть, а только дано было слышать!

Бумага занимает исключительное место в жизни людей. У нее было много предшественников. Камень и глина, дерево и кость, кожа и береста, воск и металл, папирус и пергамент – все они в разные исторические эпохи служили людям в качестве материала для письма, для передачи столь ценимого-информации.

Бумага… Казалось бы, простейший предмет, которым мы пользуемся ежедневно. Но, кроме того, что набумагеможно писать, ее можно резать и клеить, а также она имеет разную плотность и цвет, мы о нёй ничего не знаем.

Когда появилось первая бумага? Что представляет собой бумага с позиции химии? Как ее получают? Вот и решили заняться поиском ответов на эти вопросы.

Актуальность исследования

1. Данная тема является дополнением изученных в курсе химии темы «Полимеры и волокна».

2. Изучение данной темы помогает более глубоко подготовиться к вступительным экзаменам ЕГЭ и ОГЭ.

Основная цель нашей работы: изучение особенностей состава, строения, свойств бумаги и способов ее получения

В связи, с чем были поставлены следующие 

задачи:

1. Собрать информацию по рассматриваемой теме;

2. Изучить историю возникновения бумаги;

3. Рассмотреть состав, строение молекулы бумаги;

4. Изучить ее свойства, способы получения и применение;

5. Изготовить свою собственноюбумагу.

Методы исследования: Сравнительный, аналитический, теоретические и экспериментальные исследования:

1. работа с литературой;

2. поиск информации во всемирной сети Интернет;

3. практические методы: получение и сравнение.

2. Теоретическая часть.

«Самой лучшей памятью обладает бумага: она помнит все, что на ней написали»

Андрей Вавилин.

Немного о бумаге

Бума́га (от итал.  «хлопок») — волокнистый материал с минеральными добавками. Представлен в виде листов для письма, рисования, упаковки и прочего, получаемый из целлюлозы: растений, а также вторсырья (тряпья и макулатуры).Состоит из целлюлозы (остатков β – глюкозы)

История бумаги

Технология изготовления бумагоподобных материалов, таких как папирус, береста, пергамент и других, были известны человечеству задолго до появления первого описания производства «классической бумаги».

До Цай Луня в Китае делали бумагоподобный материал из бамбука, из пеньки, а ещё раньше — из шёлка, который изготавливали из бракованных коконов шелкопряда. Древними индусами обнаружен естественный процесс образования листа бумагоподобного материала в луже воды после дождя из отходов жизнедеятельности крупных травоядных животных, например, слонов. Фабрики, выпускающие такую бумагу, существуют в Индии и Таиланде до сих пор^[2].

Однако бамбук был тяжёл, а шёлк — дорог. Бумага из таких волокон легко намокала и была непрочной. Цай Луня назначили министром-советником и поручили придумать более дешёвый и технологичный способ изготовления. Поиски привели его к осам. Тонкий, но прочный материал, из которого были сделаны гнёзда ос, больше всего подходил для того, что он искал. Материалом для строительства служили омертвелая древесина и растительные волокна, которые они собирают отовсюду — например, с брёвен, заборов и деревянных стройматериалов. Это насыщенное целлюлозой сырьё насекомые тщательно пережёвывают и смачивают клейкой, богатой белками слюной. Слюна ос, помимо смачивания, придаёт волокну водоотталкивающие свойства (белковая проклейка коллагеном (также, возможно, воском (пыльца)), или крахмалом (переваренная листва), или их смесью в слюне осы). Затем размягчённая волокнистая масса, высыхая, превращается в светлую, твёрдую и достаточно прочную бумагу. Цай Лунь растолок волокна и, проведя сотни опытов, пришёл к выводу, что нечто подобное можно сделать из коры тутового дерева, конопляного лыка, изорванных рыболовных сетей и ветхих тканей, волокна шелковицы, древесной золы. Всё это он смешал с водой и выложил получившуюся массу на форму (деревянная рама и сито из бамбука). После сушки на солнце он разгладил эту массу с помощью камней. В результате получились прочные листы бумаги.

«Классическая» бумага, с проклейкой в массе, создана Цай Лунем в 105 году н. э.

После изобретения Цай Луня процесс производства бумаги стал быстро совершенствоваться. Для повышения прочности стали добавлять крахмал, клей, естественные красители и т. д.

В начале VII века способ изготовления бумаги становится известным в Корее и Японии. А ещё через 150 лет через военнопленных попадает к арабам.

В VI—VIII веках производство бумаги осуществлялось в Средней Азии, Корее, Японии и других странах Азии. В XI—XII веках бумага появилась в Европе, где вскоре заменила животный пергамент. С XV—XVI веков, в связи с введением книгопечатания, производство бумаги быстро растёт. Бумага изготовлялась весьма примитивно — ручным размолом массы деревянными молотками в ступе и вычёрпыванием формами с сетчатым дном.

Большое значение для развития производства бумаги имело изобретение во второй половине XVII века размалывающего аппарата — ролла. В конце XVIII века роллы уже позволяли изготавливать большое количество бумажной массы, но ручной отлив (вычерпывание) бумаги задерживал рост производства. В 1799 Н. Л. Робер (Франция) изобрёл бумагоделательную машину, механизировав отлив бумаги путём применения бесконечно движущейся сетки. В Англии братья Г. и С. Фурдринье, купив патент Робера, продолжали работать над механизацией отлива и в 1806 г. запатентовали бумагоделательную машину. К середине XIX века бумагоделательная машина превратилась в сложный агрегат, работающий непрерывно и в значительной мере автоматически. В XX веке производство бумаги становится крупной высокомеханизированной отраслью промышленности с непрерывно-поточной технологической схемой, мощными теплоэлектрическими станциями и сложными химическими цехами по производству волокнистых полуфабрикатов.

Состав и свойства бумаги

Бумага – это многокомпонентная система, состоящая из специально обработанных растительных волокон, тесно переплетенных между собой и связанных химическими силами сцепления различного вида.

Бумага – это пористое капиллярное тело, состоящее из природных (растительных), а в некоторых случаях, – синтетических волокон, доступное для проникновения воздуха, влаги и полиграфических красок. Помимо волокнистых компонентов, формирующих структуру бумаги и ее основные свойства, в состав бумаги могут вводиться проклеивающие вещества, минеральные наполнители, краситель и другие специальные добавки. Бумага представляет собой тонкий листовой материал.

Общепринятым является подразделение свойств бумаги на следующие группы:

1) структурно-размерные свойства – формат, толщина, плотность, гладкость, разносторонность и другие – зависят от состава по волокну, степени помола, условий изготовления на машине; структура бумаги влияет на ее прочность, пористость, анизотропию свойств и другие показатели;

2) композиционные свойства – состав по волокну, наличие наполнителей и других компонентов; изменение композиции бумаги позволяет в широких пределах варьировать ее свойства;

3) механические и упругопластические свойства – сопротивление разрыву, излому, расслаиванию, истиранию, влагопрочность и жесткость;

4) оптические свойства – цвет, белизна, лоск, оттенок, светопроницаемость, непрозрачность и др.;

5) сорбционные свойства – степень проклейки, впитывающая способность, гигроскопичность, влажность и др.;

6) химические свойства – наличие остатков кислот или щелочей, минеральных вкраплений, различных катионов и анионов;

7) электрические свойства – электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость, электрическая прочность и др.;

8) печатные свойства – структура поверхности, мягкость, взаимодействие с печатными красками;

9) специальные свойства – барьерные, жиро-, паро-, газо- и водопроницаемость, влагопрочность, термостойкость и долговечность.

Перечисленные свойства бумаги в значительной степени зависят от свойств исходных волокнистых полуфабрикатов и их анатомического строения, степени и характера помола, наличия наполнителей, проклеивающих веществ и других добавок, а также от условий изго­товления ее на бумагоделательной машине и ряда других фак­торов.

Все эти показатели имеют тесную зависимость друг от друга. Степень их влияния на оценку печатных свойств бумаги различна для различных способов печати.

Структурно-размерные свойства. 

Гладкость бумаги – свойство, которое влияет на цвет и глянец краски. Гладкость бумаги, т.е. микрорельеф ее поверхности, определяет "разрешающую способность" бумаги – ее способность передавать без раз­рывов и искажений тончайшие красочные линии, точки и их комбинации. Это одно из важнейших печатных свойств бумаги. Чем выше гладкость бумаги, тем больше полнота контакта между ее поверхностью и печатной формой, тем меньше давление нужно приложить при печатании, тем выше качество изображения. Гладкость бумаги определяется в секундах с помощью пневматических приборов.

Шероховатость является обратной величиной гладкости. Она изме­ряется в микрометрах и напрямую характеризует микрорельеф поверхности бумаги. Как правило, в технических спецификациях бумаги указывают одну из двух этих величин. Трехмерное изображение микрорельефа поверхности некоторых бумаг приведено в приложении Б.

Следует отметить, что понятие однородности для печатной бумаги включает целый комплекс характеристик, отражающих разные аспекты ее качества, в том числе: однородность поверхности, однородность по массе 1 м², однородность просвета и др.Просвет бумаги характеризует степень однородности ее структуры, т.е. степень равномерности распределения в ней волокон.
O просвете судят по наблюдению бумаги в проходя­щем свете. При этом бумага просвечивает, и можно наблюдать, насколько она оптически однородна, наличие в ней светлых и темных мест свидетельст­вует о неравномерном расположении в бумаге волокон и неравномерной ее толщине. Бумага c сильнооблачным просветом крайне неоднородна. Ее тонкие места являются менее прочными, они оказывают меньшее сопротивление прохождению воды, чернил, типографской краски. Вследствие этого и печать на такой бумаге, в особенности иллюстрационная, оказы­вается низкого качества из-за неравномерного восприятия бума­гой типографской краски.

Существенно улучшает гладкость поверхности нанесение любого покровного слоя – будь то поверхностная проклейка, пигментирование, легкое или простое мелование, которое в свою очередь может быть различным: односторонним и двухсторонним, однократным и многократным и т.д.

Пористость непосредственно влияет на впитывающую способность, т.е. способность воспринимать печатную краску, и вполне может служить характеристикой структуры бумаги. Пористость зависит от состава материала (древесная масса, целлюлоза и др.), способа его изготовления и вида обработки. Пористость – это количество свободного воздуха, а также характер его распределения в структуре. Степень пористости раз­личных видов бумажных и картонных материалов можно определить по об­щему объему пор и их среднему ра­диусу. По этому показателю принято различать мелко-, средне- и крупно­пористые субстраты.

Макропоры, или просто поры, – это пространства между волокнами, заполненные воздухом и влагой. Микропоры, или капилляры, – мельчайшие пространства неопределенной формы, пронизывающие покровный слой мелованных бумаг, а также образующиеся между частичками наполнителя или между ними и стенками целлюлозных волокон у немелованных бумаг. Капилляры есть и внутри целлюлозных волокон.

Оптические свойства.

К оптическим свойствам бумаги относится белизна, или цвет, лоск, прозрачность и светопроницаемость. От оптических свойств бумаги зависит контрастность изображения, точность цветопередачи при многокрасочной печати, качество и внешний вид печатной продукции в целом.

Белизна бумаги характеризуется коэффициентом отражения как интег­раль­ным, так и по отдельным длинам волн или по всему видимому участку спектра. Для оценки белизны наибольшее распространение получили следующие характеристики:

– белизна (Brightness) – это коэффициент диффузного отражения поверхностью бумаги при освещении определенным источником света, измеренный при длине волны 457 нм;

– белизна CIE (Whitness), рассчитанная по координатам цветности;

– яркость CIE, определяемая в координатах цветности L, a, b и представляющая собой разницу между черным и белым.

В соответствии с действующим в РФ ГОСТ 30113-94 и стандартом
ISO 2470-77 белизна может превышать 100 %.

При многокрасочной печати цветовая точность изображения, ее соответствие оригиналу возможны только при печатании на достаточно белой бумаге. Для повышения белизны добавляют так называемые оптические отбеливатели – люминофоры, а также синие и фиолетовые красители, устраняющие желтоватый оттенок, присущий целлюлозным волокнам. Этот технологический прием называют подцветкой. Так, мелованные бумаги без оптического отбеливателя имеют белизну не менее 76 %, а с оптическим отбеливателем – не менее 84 %.

Печатные бумаги с содержанием древесной массы должны иметь белизну не менее 72 %, белизна газетной бумаги ниже и составляет в среднем 65 %.

Лоск и глянец – результат зеркального отражения поверхностью бумаги падающего на нее света. Это тесно связано с микрогеометрией поверхности, т.е. с гладкостью. Обычно с повышением гладкости лоск тоже увеличивается. Однако эта связь неоднозначна. Следует помнить, что гладкость определяется механическим способом, а лоск – это оптическая характеристика. Глянец матовой бумаги может составлять до 30 %, глянцевой – 75–80 %.

Непрозрачность – еще одно важное практическое свойство печатной бумаги. Особенно важна непрозрачность при двухсторонней печати. Для повышения непрозрачности подбирают композицию волокнистых мате­риалов, комбинируют степень их помола, вводят наполнители. Наименее прозрачными являются волокна древесной массы, содержащие почти полностью все компоненты исходной древесины. Поэтому введение древесной массы в композицию бумаги способствует снижению ее прозрачности. Светопроницаемость бумаги также уменьшается с повышением массы бумаги.

Механические свойства.

Механические свойства можно разделить на проч­ностные и деформационные. Среди многих факторов, определяющих проч­ность бумаги, целесообразно выделить прочность волокон, их гибкость и размеры; силы сцепления волокон между собой; расположение волокон в бумаге.

Оценка механической прочности печатной бумаги производится с учетом следующих факторов: анизотропии свойств ее в плоскости листа, приводящей к тому, что значения всех показателей прочности изменяются в зависимости от направления приложения нагрузки в момент испытания листа относительно машинного направления; влагосодержания; скорости приложения нагрузки.

Прочность материала характеризуется напряжением, необходимым для того, чтобы этот материал разрушить (при растяжении образца). В случае бумаги используются следующие характеристики: разрушающее усилие, разрывная длина, разрушающее напряжение, сопротивление раздиранию, продавливанию, надрыву, излому и др. Прочность бумаги на растяжение определяют как силу, необходимую для разрыва полоски бумаги стандартной ширины, которая зависит как от ширины, так и от толщины полоски бумаги. Разрывная длина – это расчетная длина полосы бумаги, которая разорвалась бы под действием собственного веса.

По степени уменьшения влияния длины волокон показатели механической прочности располагаются в такой последовательности: сопротивление раздиранию, сопротивление продавливанию, сопротивление излому, разрывная длина.

Деформационные свойства проявляются при воздействии на материал внешних сил и характеризуются временным или постоянным изменением формы или объема тела. Основные технологические операции полиграфического производства сопровождаются существенным деформированием запечатываемого материала. Бумага должна иметь минимальную деформацию при увлажнении, так как по условиям технологии печатного процесса она соприкасается с увлажненными поверхностями. При увеличении влажности волокна набухают и расширяются, главным образом по диаметру; бумага теряет форму, коробится и морщится, а при высушивании происходит обратный процесс: бумага дает усадку, в результате чего меняется ее формат. Изменение влажности бумаги в процессе многокрасочной печати приводит к несовмещению красок и нарушению цветопередачи. Для повышения влагостойкости в состав бумажной массы при изготовлении добавляют гидрофобные вещества (эта операция называется проклейкой в массе) или же проклеивающие вещества наносятся на поверхность уже готовой бумаги (поверхностная проклейка).

Важнейшей характеристикой способности материала к деформированию является жесткость при изгибе. Изгиб – это деформация тела под воздействием внешних сил, сопровождающаяся изменением кривизны деформируемого объекта, которая сводится к растяжениям и сжатиям.

Модуль упругости – это величина, характеризующая упругие свойства материала и являющаяся коэффициентом пропорциональности между упругим напряжением и соответствующей деформацией. Установлено, что модуль упругости, определенный при изгибе бумаги, имеет меньшее значение по сравнению с модулем упругости при растяжении.

Сопротивление излому снижается при увеличении толщины и массы 1м² бумаги, ввиду повышения жесткости бумаги, которая приводит к увеличению растягивающих напряжений в поверхностном слое при изгибе.

Сопротивление продавливанию тесно связано с деформационной способ­ностью бумаги, возрастает при увеличении длины волокон, массы 1м² и находится в прямой зависимости с сопротивлением разрыву и удлинением.

Стойкость поверхности к выщипыванию обусловлена общей энергией межволоконного взаимодействия в структуре бумаги, рельефом поверхности, ее гладкостью, а также степенью ориентации волокон в направлении толщины листа. С повышением гладкости увеличивается площадь контакта поверхности бумаги и печатной формы, а показатель стойкости поверхности к выщипыванию уменьшается.

Разновидности бумаги

 - Без древесной массы;

- С древесной массой;

- Произведенную из макулатуры;

- Произведенную из тряпичного волокна

Промышленное производство бумаги

Изготовление бумаги ведется на целлюлозно-бумажных комбинатах. Эти предприятия располагаются невдалеке от водоемов, поскольку технология изготовления бумаги предполагает использование значительных объемов воды. Основной материал, используемый для производства бумаги — древесина разных (больше – хвойных, потому что они на 40–50% состоят из целлюлозы) сортов и макулатура. В особых случаях используется хлопок. Еще один вид сырья, появившийся относительно недавно, — синтетические волокна. Также основой для производства бумаги может стать ветошь, волокна однолетних растений, шерсть, асбест.

Для изготовления бумаги чаще всего используются такие полуфабрикаты, как целлюлоза и древесная масса в разных соотношениях.

Заготовленная древесина проходит специальную обработку: химическую и механическую.

Целлюлозу получают в процессе варки древесины в химическом растворе. Именно она придает материалу белизну и высокую прочность. Целлюлоза в полусыром виде может быть сразу отправлена на дальнейшую переработку в цех, а может быть спрессована, высушена и в виде серых листов отправлена на продажу другим предприятиям. В чистом виде целлюлоза используется для производства высококачественной бумаги дорогих сортов.

Механическая обработка, помол древесины, приводит к образованию древесной массы — частиц диаметром два-три миллиметра. Этот полуфабрикат содержит не только целлюлозу, но и лигнин — полимер, скрепляющий волокна растений. Именно из-за этого вещества полиграфическая продукция, напечатанная на газетной бумаге, с течением времени становится желтовато-коричневой под воздействием света. Древесная масса в чистом виде может применяться только для производства бумаги недорогих сортов (газетная, упаковочная).

1. Производство начинается с изготовления бумажной массы, которая представляет собой смесь воды, целлюлозы и древесной массы (соотношение целлюлозы и д. м. определяет будущие характеристики продукции) с добавлением различных веществ для проклейки, окраски, улучшения свойств материала (клея, смолы, крахмала, мела, каолина и прочего). Соотношение воды и волокон таково, что бумажная масса представляет собой 2,5–3% суспензию.

2. Предварительно очищенная бумажная масса поступает в бумагоделательную машину —  сложный агрегат огромных размеров (длина — свыше 100м, ширина — 15-18м). За одну минуту полуфабрикат успевает пройти через все части:

• Сеточная часть. Под напором этот состав непрерывно поступает на движущуюся проволочную сетку бумагоделательной машины. Технология изготовления бумаги такова, что волокна располагаются и переплетаются вдоль движения сетки, создавая машинное направление, которое в дальнейшем будет играть важную роль при использовании готового продукта. По мере движения сетки вода постепенно уходит и осуществляется формование бумажного полотна.

• Прессовая часть. В процессе прессования полотно проходит между несколькими парами прессов-валов, уплотняясь и отдавая большую часть влаги.

• Сушильная часть. В ней бумага-основа высушивается нагретыми паром цилиндрами.  Но даже после этого в полотне остается до 8% влаги.

• Каландры. Предварительно остуженное холодными барабанами полотно проходит каландрирование — пропускается между тяжелыми полированными валами — каландрами для придания ему большей гладкости и прочности. Каландрированная бумага сматывается в рулон и подвергается резке на меньшие рулоны или размотке и резке на листы.

3. После и/или перед каландром могут быть установлены устройства для мелования бумаги. Мелование — нанесение покрытия из каолина или диоксида титана для увеличения гладкости бумаги и улучшения ее печатных свойств, оно бывает одно- или двухсторонним, однократным и многократным.

Применение бумаги

1. Типографская бумага: Для печати в типографии применяется бумага, изготовленная из древесной целлюлозы, иногда используют бумагу, в основе которой находится древесная масса. Характеристики типографской бумаги: белый цвет, она малоклеена, имеет средне или повышенную зольность, гладкая, каландрированная, также встречается высоко каландрированная. Масса составляет 50-70 г/м². Назначение – печать продукции содержащей текс и иллюстрации. Бумага имеющая следующие характеристики – площадь 40- 50 г/м², содержащая в своем составе целлюлозу, каландрированная, прозрачная используется для печати литературы содержащей преимущественно текст, например, справочников.

2. Офсетная бумага: Для печати офсетным способом используют бумагу массой 60-250 г/м². Характеристики офсетной бумаги – высокое содержание целлюлозы (древесной массы), цвет белый, проклеенная, стойкость к механическим повреждениям (пониженная гигроскопичность), имеет машинную гладкость, каландрированная. Используют для печати книг имеющих как иллюстрации, так и текст.

3. Бумага для глубокой печати: Такая бумага имеет следующие характеристики -  масса 60-220 г/м², цвет белый, в своем составе содержит целлюлозу, слабо проклеенная, не пористая, имеет высокую зольность, каландрированная. Используется как для печати изданий содержащих текст и иллюстрации, так и для печати изобразительной продукции.

4. Газетная бумага: Характеристики газетной бумаги – масса 45-49 г/м², не проклеенная, имеет машинную гладкость, в своем составе содержит древесную массу (основной компонент), также имеет низкую зольность. Способ печати – офсетный. Используется для печатания газетной продукции.

5. Мелованная бумага: Существует несколько типов мелованной бумаги, например, одно или двух кратного мелования. Один из них – тонкая мелованная бумага, имеющая массу бумага 60-70 г/м². Используется для печати литературы, содержащей как картинки, так и текст. Способ печати – офсетный, высокая или же глубокая печать. Мелованная бумага имеет пигментированный клеевой верхний слой, который наносится на бумагу, содержащую в себе целлюлозу или древесную массу (является основой для пористой и шершавой поверхности бумаги).

6. Писчая бумага: Писчая бумага чаще всего имеет белый цвет, содержит в своем составе чистую целлюлозу, немного древесной массы, а так же целлюлозу, полученную от производства хлопка. Масса писчей бумаги составляет 45-80 г/м², она проклеенная, имеет машинную гладкость, каландрирована. Писчую бумагу можно отнести к одной из самых распространенных и применяемых в быту. Она используется для печати бланков, школьных тетрадей и учебников, бумаг потребительских форматов, различных документов и др.

7. Самоклеящаяся бумага: Применяется для изготовления наклеек (стикеров). Может использоваться как бумага, так и пленка. В последнем случае и при небольших тиражах целесообразно использовать трафаретную печать (шелкографию).

8. Ролевая бумага: Бумага ролевая для плоттеров и инженерных машин. Бумага в рулонах традиционно используется для печати на широкоформатных плоттерах на предприятиях различных сфер промышленности и в научно-исследовательских институтах. Инженерные проекты, географические карты находят свое воспроизведение на бумаге ролевой - ее высокое качество позволяет достичь максимального разрешения, точности в цветопередаче, необходимой яркости цвета и контрастности. Все чаще ролевая бумага становится незаменимым носителем информации в архитектурных мастерских при воспроизведении различных архитектурных конструкций. Плотность бумаги составляет 80 -90 гр./м²

9. Самокопирующаяся бумага: Применяется для изготовления бланков, заполняемых в нескольких экземплярах. В зависимости от необходимого количества копий разбита по «слоям», т.е. – верхний, средний и нижний слои, как правило, для удобства указанные слои набирают из различных цветовых оттенков. Это определенный сорт бумаги, позволяющий копировать оригинал без копировальной бумаги. Таким образом, копия создается под давлением письма, из-за него вскрываются микрокапсулы с краской на обратной стороне листа. После письма освободившаяся жидкость вызывает реакцию окрашивания на следующем листе с каолиновой прослойкой, вот так и получается копия. Самокопирующая бумага, в основном, предназначена для печати счетов, накладных и других бланков документов.

10. Писчая, потребительских форматов: Настоящий стандарт распространяется на писчую бумагу, предназначенную для изготовления бумажно-беловых изделий, школьных и общих тетрадей, бумаги потребительских форматов, почтовой бумаги, бланочной продукции и устанавливает требования к писчей бумаге, изготовляемой для нужд народного хозяйства и экспорта.

11. Бумага для заметок: Высококачественная бумага для заметок (офсет 65 г/м²). В ассортименте блочки бумаги белого цвета и блочки, состоящие из нескольких цветов (микс), с клееным и неклеенным краем, разных размеров и количества листов. Поставляются отдельно и в пластиковых пеналах, упакованы в пленку.

12. Бумага для плоттеров: Для широкоформатной печати в различных областях производства и науки.Отличается высоким качеством и применяется для широкоформатной печати, необходимой при выполнении любых проектных работ, в том числе приложений САПР. Плоттерная бумага также используется для создания технических рисунков и при разработке ГИС (гео-информационных систем). Плоттерная бумага, изготавливаемая российскими производителями, по качеству аналогична лучшим импортным маркам, а купить бумагу для плоттера отечественного производства можно значительно дешевле. Рулонная бумага для плоттера изготавливается в рулонах различного метража, формата и веса и имеет плотность 80 г/м².

13. Ватманская (ватман): Относится к белой высокосортной бумаге. Прежде всего, он предназначен для чертежей выполняемых карандашом или другими средствами, например, тушью, красками, чернилами и др. Особенности ватмана – его шероховатая негладкая поверхность. Это бумага ручного отлива, в основу которого входит использование уже отработанной тряпичной массы, сверху ватман проклеивается.

14. Масштабно-координатная: Для чертёжных или графических работ. ГОСТ 334-73, рулон Н 878х40м.

15. Бумага телефон: Бумага для записей "телефон" 50 листов неонового цвета.

16. Документная бумага: Используется для изготовления денежных знаков, облигаций, лотерейных билетов, паспортов, банковских чеков, почтовых марок, карточных документов и т. п. Такая бумага также имеет широкое распространение, так как она используется для печати денежных знаков, различных чеков (в том числе банковских), облигаций, акций и некоторых других официальных документов. В основе документной бумаги находятся льнопеньковые и хлопковые волокна. Характеристики данной бумаги – малая зольность, долгий срок службы, высококлееная, а так же практически не подвержена механическим воздействиям.

17. Дизайнерская бумага: Бумага разной плотности, толщины, цвета и фактуры, предназначена для воплощения различных художественных замыслов. Существует огромное количество вариантов дизайнерской бумаги, их задача — сделать процесс творчества максимально разнообразным и выразительным. Дизайнерская бумага – это бумага, созданные специально для придания эффекта эксклюзивности полиграфической продукции. Такая бумага часто имеет текстуру, различные покрытия для придания приятных тактильных свойств или, например, металлизированного или перламутрового блеска поверхности. Существует огромное множество видов дизайнерских бумаг. Такие бумаги используются прежде всего для представительской продукции – папок, бланков, конвертов, открыток и приглашений, визиток и т.п. Картон, отличаются от бумаг большей толщиной (пухлостью) и жесткостью, находит применение при изготовлении упаковки, открыток и приглашений.

18. Бумага офсетная для высокохудожественных изданий: Область применения бумаги ВХИ узконаправленна. В основном бумагу ВХИ используют при печатании книг и журналов. Хорошо на ней выглядят обложки, отпечатанные шестью и более красок. Удобна в использовании бумага ВХИ на автоматических высокоскоростных линиях по изготовлению почтовых конвертов. Также данный вид бумаги покупают для того, чтобы изготовить топографические карты, а также упаковки для различных мелко фасованных товаров. У нас вы можете купить бумага для высокохудожественных изданий в рулонах.

19. Термобумага для факса: Такая бумага имеет теплочувствительный слой, благодаря которому бумага предельно точно окрашивается при контакте с горячей пишущей головкой.

3. Практическая часть.

Задача 1. Исследование состава бумаги

Для определения состава бумаги мы провели качественные реакции на остатки β – глюкозы

Используемые вещества:

Бумага

Щелочь ( NaOH)

Сульфат меди (CuSO4)

Серная кислота

Азотная кислота 

Оборудование: пробирки, химический стакан, ступка с пестиком, спиртовка, спички.

Ход работы:

1. Обнаружение остатка β - глюкозы

Помещаем в ступку немного обрывков бумаги. Добавляем в серную кислотуи растираем пестиком. Получается коричневая масса.

Приливаем немного дистиллированной воды, получается мутный раствор, нагреваем, пока раствор не станет прозрачным.

Охлаждаем до комнатной температуры. Добавляем щелочь и сульфат меди. Получаем ярко синее окрашивание.

Прокаливаем полученный раствор в пламени спиртовки и наблюдаем появление красного окрашивания, выделение оксида меди (I). Это свидетельствует о том, что исследуемое бумагасодержит в составе глюкозу.

Задача №2. Изготовление бумаги.

Оборудование: химические стаканы,стеклянная палочка, миксер, сито, ткань

Реагенты: макулатура, клей ПВА, крахмал

Ход работы:

1. Для изготовления бумаги необходимо взять ненужную макулатуру и порвать ее на очень мелкие части.

2.Добавить к бумаге мелко нарезанные обрывки ниток.

3. Положить бумагу и нитки в миску и залить водой. Образуется густая масса. Оставляем на сутки.

4. На следующий день добавить клей ПВА и крахмал, они послужат связывающей основой для бумажной массы.

5. Перемешать содержимое миски миксером и вылить ненужную воду через сито, оставив только бумажное сырье.

6. Размять руками, чтобы вышла гомогенная масса. Отжать полученный комок от воды.

7. Постелить на стол махровое полотенце и аккуратно разложить по нему бумажную массу. Сверху накрыть другим полотенцем и положить стопку больших тяжелых книг в качестве пресса.

8. Оставить высыхать на несколько дней.

Вывод: В итоге получилась серая, достаточно толстая бумага.

Заключение.

«Странно, как много надо узнать, прежде чем узнаешь, как мало знаешь»

- Амер

В своей работе я изучил историю рождения бумаги, узнал технологию производства бумаги на целлюлозно-бумажном комбинате. Изготовил бумагу в домашних условиях,  используя  макулатуру.  

Не смотря на то, что по всему миру хорошо налажено промышленное производство бумаги, с  каждым днём растёт интерес  к бумаге ручного отлива «Рукотворная» бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она хуже: неравномерная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая — такая бумага не подойдет для печати. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством — абсолютной эксклюзивностью. Она превращает изготовление бумаги из ремесла в искусство.  

Методы, рассмотренные в практической части, довольно легко выполняются в быту и дают более полное представления о теме «Полимеры и волокна», что пригодится при подготовке кЕГЭ и ОГЭ.

Список литературы

1. Аким Э.Л., Обработка бумаги, М., 1979; Развитие параметров бумагоделательных машин, М., 1981

2. Фролов М.В., Структурная механика бумага, М. 1982

3.Фляте Д. М., Свойства бумаги, 2 изд., М., 1986

4. Студопедия. Бумага: https://studopedia.su/1_14723_svoystva-bumagi.html

5. Промышленное производство бумаги:https://mediaaid.ru/blog/tekhnologii/izgotovlenie-bumagi-osnovnie-etapy/

6. История появления бумаги:https://sites.google.com/site/poyavleniebumagi/osnovnye-vidy-bumagi-i-eee-primenenie

7. Целлюлоза и ее строение:https://sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/10-klass---tretij-god-obucenia/urok-no49-celluloza-ee-stroenie-i-himiceskie-svojstva-primenenie-cellulozy-acetatnoe-volokno

ПРИЛОЖЕНИЕ

Информационный лист

Гидролиз

(C₆H₁₀O₅)_n + nH₂O ^t,H2SO4 → nC₆H₁₂O₆

                                                    глюкоза

Гидролиз протекает ступенчато:

(C₆H₁₀O₅)_n → (C₆H₁₀O₅)_m → xC₁₂H₂₂O₁₁ →  nC₆H₁₂O₆        

крахмал           декстрины        мальтоза            глюкоза

Реакции этерификации 

Целлюлоза – многоатомный спирт, на элементную ячейку полимера приходятся три гидроксильных группы. В связи с этим, для целлюлозы характерны реакции этерификации (образование сложных эфиров). Наибольшее практическое значение имеют реакции с азотной кислотой и уксусным ангидридом. Целлюлоза не дает реакции "серебряного зеркала".

1. Нитрование:                                        

(C₆H₇O₂(OH)₃)_n + 3nHNO₃ ^{H2SO4(конц.)→} (C₆H₇O₂(ONO₂)₃)_n + 3nH₂O

                                                                          пироксилин 

Полностью этерифицированная клетчатка известна под названием пироксилин, который после соответствующей обработки превращается в бездымный порох. В зависимости от условий нитрования можно получить динитрат целлюлозы, который в технике называется коллоксилином. Он так же используется при изготовлении пороха и твердых ракетных топлив. Кроме того, на основе коллоксилина изготавливают целлулоид. 

2. Взаимодействие с уксусной кислотой:                                               

(C₆H₇O₂(OH)₃)_n + 3nCH₃COOH ^{H2SO4(конц.)→} (C₆H₇O₂(OCOCH₃)₃)_n + 3nH₂O 

При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом в присутствии уксусной и серной кислот образуется триацетилцеллюлоза.