проект "Бумага из вторичного сырья"

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №6 имени героя России Шерстянникова Андрея Николаевича Усть-Кутского муниципального образования

Итоговый проект на тему:

«Бумага из вторичного сырья»

                                                                             Выполнила ученица 9 класса:

                                                                                               Высоких Татьяна

                                                                             Руководитель: учитель химии

                                                                                                           Еланцева А.А.

2020-21 уч. год

г.Усть-Кут

Содержание:

Введение………………………………………………………………

1.Основная часть

1.1. Истрия бумаги….…………………………………………………

1.2.Интересные факты о бумаге……………………………………...

1.3. Производство бумаги….……………………………………………

1.4.Промышленная переработка………………………………………

2. Практическая часть

2.1. Бумага в домашних условиях…………………………………………

Заключение…………………………………………………………

Выводы по работе………………………………………………..

Интернет ресурсы  ………………………………………………………

Введение

Бумага – удивительный материал, проникший во все сферы человеческой жизни. Невозможно представить повседневную бытовую и профессиональную деятельность человека без её использования, потому что бумага, это, в первую очередь, – информация.

Даже основательно вошедшие в нашу жизнь в последние десятилетия электронные носители информации не могут взять на себя все её функции. С древних времён бумага широко используется в самых разнообразных видах и целях. Бумага – это знания, искусство, интерьер, общение, деньги, упаковочный материал и многое другое. 

Но вряд ли кто-то задумывался над тем, где, как, из чего, трудом каких людей она была создана. И вот этот чистый лист бумаги - стал грязным, исписанным, мятым и мы его выкидываем. Старые газеты, журналы, разорванные книги, учебники, сколько всего ненужного можно найти вокруг нас. Это может привести к загрязнению окружающей среды. Чтобы этого не случилось,  старую бумагу-макулатуру используют вторично.  Переработка макулатуры снижает необходимость в вырубке лесов для производства различных видов бумаги и картона. Но что происходит с ней во время переработки? Меня заинтересовал этот процесс. И  я решила повторить его в домашних условиях.

Цель работы: изготовление бумаги в домашних условиях из вторичного сырья

Задачи:

•познакомиться с историей бумаги

•узнать интересные факты о бумаги

• изучить современный процесс производства бумаги

• изготовить бумагу самостоятельно в домашних условиях

•найти возможность применения самодельной бумаги в художественном творчестве

•формировать у одноклассников и моих друзей бережное отношение к природным ресурсам

Методы и приемы исследования:

• Анализ данных, полученных из различных источников информации
• Эксперимент

Объект: использованная бумага (макулатура)

Предмет: изготовление бумаги в домашних условиях

1.Основная часть

1.1. История бумаги

С момента изобретения письменности происходит и совершенствования материалов для письма. Первым материалом, отдаленно напоминающим бумагу, стал папирус, он стал изготавливаться, как минимум с 1500г. до н.э.

Датой появления современной бумаги считается 105 г. н. э., когда китайский чиновник Цай Лунь обобщил, систематизировал и усовершенствовал производство пишущих материалов. В те времена Китай был огромной империей, с большой армией, развитой системой торговли, огромным количеством чиновников. Для осуществления жизнедеятельности этой системы требовалось огромное количество пишущего материала. Ранее для этой цели использовали деревянные дощечки, бамбуковые пластинки или куски шелка. Цай Лунь открыл основное технологическое правило производства бумаги – осаждение и переплетение мелких тонких волокон, разбавленных водой, с добавлением крахмала. Также он распорядился для изготовления листа применять специальные сетчатые формы. За следующие два столетия бумага широко распространилась в Китае. В бумагу стали добавлять красители, бамбуковые побеги для прочности, научились производить листы разных размеров и форм. Технология производства бумаги держалась в секрете, а сама бумага за пределами Китая стоила очень дорого. Тем не менее, несмотря на секретность, способы получения бумаги распространились в Японии, а затем в Индии. В 8 веке в плен к арабам попали несколько китайских мастеров по производству бумаги. Вскоре после этого производство бумаги началось в Самарканде, Багдаде, а затем и в других городах арабского мира.

В Европу бумага проникла через Византию, Венецию и Испанию. Вначале в торговле встречалась только привозная бумага, но вскоре производство появилось в Испании, а позже в Германии, Италии, Франции. В качестве сырья для производства в Европе использовались древесина, кора, солома, ветошь. Изобретение прессов значительно улучшило качество производимой бумаги. С изобретением книгопечатанья в 15-16 вв производство бумаги быстро росло.

В 1799 году Николя Луи Робер изобрел непрерывный процесс производства бумаги с помощью бесконечно движущейся сетки. В дальнейшем производство бумаги непрерывно совершенствовалось, и сейчас это сложная, высокотехнологичная отрасль.

1.2. Факты о бумаги

Факт 1. Несмотря на то, что бумагу можно изготавливать из вторсырья, сейчас лишь около 50% всех бумажных изделий в мире производится из макулатуры. Всё остальное делается из древесины, то есть является причиной вырубки лесов. Американские учёные подсчитали даже, что в среднем за год в каждый почтовый ящик попадает почти 10 кг бумажной рекламы, ради которых вырубают около 200.000 деревьев.

Факт 2. Для многих насекомых и некоторых других живых существ бумага вполне съедобна. Большая её часть состоит из целлюлозы, а целлюлоза – это сложный углевод, вполне питательный. Но в пищеварительной системе человека отсутствуют ферменты, которые могли бы расщеплять целлюлозу, поэтому мы переваривать бумажные изделия не можем.

Факт 3. Существует предел складывания бумаги. Её лист обычного формата А4 можно сложить пополам не более 7 раз. Происходит это из-за быстроты роста числа слоёв при складывании. К примеру, у сложенного пять раз листа число слоёв уже достигнет 32. При этом в 2007 году был проведён эксперимент с бумажным листом размером 51,8 × 67,1 м (примерно половина футбольного поля). Его удалось сложить 8 раз, а с применением тяжёлой техники – целых 11 раз.

Факт 4. Мы привыкли, что бумага имеет белый цвет, но так было далеко не всегда. До XVIII века она была грязно-коричневой, и читать что-либо, написанное на таком листе, было утомительно. Но после открытия химиками соединений хлора с сопутствующими им свойствами бумагу научились отбеливать.

Факт 5.  Для изготовления бумаги Цай Лунь использовал хлопок, который состоит из целлюлозы примерно на 95%. Но в качестве сырья для бумаги в современном виде он не используется.

1.3. Производство бумаги

Технология состоит из таких этапов:

• обработка массы — размол, окрашивание, смешивание растительных и химических составляющих;
• разбавление массы водой, очищение, прессовка и сушка;
• каландрирование;
• резка, сортировка и упаковка.

Процесс изготовления бумаги начинается с размалывания сырья в непрерывно действующих аппаратах. На фабриках используют роллы, мельницы конического и дискового типов, рафинеры.

Полученную муку очищают, добавляют связующее вещество и наполнитель:

• парафиновые эмульсии;
• глинозем, каолин;
• мочевино-меламино-формальдегидную смолу;
• канифольные и животные клеи;
• тальк, крахмал и пр.

Жидкий состав выливают на плоскую сетку бумагоделательной машины. После уплотнения и формовки цельное полотно покрывают клеевыми пигментами (так производят мелованную бумагу) или другими составами.

Следующий этап — просушка при повышенной температуре с помощью шлифовочных цилиндров. Волокна застывают, образуя бумажное полотно. После обезвоживания оно попадает в каландры. Это массивные цилиндры, объединенные по 5—8 штук. Проходя между ними, бумага становится гладкой, выравнивается, уплотняется.

Так происходит сушка бумаги

Готовая лента наматывается на накат — вращающийся цилиндр с прижимным валиком. Он собирает полотно в рулон. Технология производства бумаги также предполагает постобработку — глянцевание, окрашивание, резку.

1.4. Промышленная переработка

Во время переработки с макулатурой делают следующее:

• удаляют клей, соединяющий волокна целлюлозы в одно целое;
• очищают от загрязнений;
• превращают в чистую массу, пригодную для производства бумаги и картона или любого другого применения

Переработку можно поделить на два этапа

Первый этап

Первый этап включает в себя:

• сортировку (для переработки не подходит металлизированная, ламинированная, жирная бумага и упаковка, чеки, грязные салфетки, карты, пергаментная бумага
• измельчение;
• первичный роспуск;
• очистку от примесей.

Бумагу разбивают на фрагменты размером 1–5 см, пригодные для дальнейшей переработки.

Второй этап

Чтобы получить сырье для производства бумаги, необходим второй этап, который включает в себя:

• вторичный роспуск;
• тонкую очистку;
• дополнительную обработку.

Вторичный роспуск и тонкая очистка проводятся одинаково вне зависимости от исходного сырья и конечного продукта.

Различия в этих операциях начинаются во время дополнительной обработки, когда применяют не только механическое воздействие, но и химические реагенты.

Так как же самим переработать бумагу?

2.Практическая часть

2.1. Бумага в домашних условиях

Для работы понадобится

• Фоторамка формата А4 с натянутой марлей или москитной сеткой. Для объёмного изделия можно использовать сито.
• Кастрюля, миска или другая ёмкость (размер зависит от количества бумаги).
• Блендер или миксер.
• Чайник с кипятком.
• Отрез чистой ткани и тряпочка или губка.
• Переносная поверхность (необязательно).
• Макулатура

Итак, приступаем к работе.

 1. Отсортировать бумагу.

Требования к бумаге такие же, как и в промышленности

 2. Измельчаем бумагу. Чем меньше клочки бумаги, чем легче и качественнее блендер её перемелет.

 3. Заливаем бумагу кипятком и даём постоять, чтобы бумага размокла.

 4. Отправляем массу в блендер вместе с водой и перемалываем до однородности. Если масса загустеет, нужно добавить в чашу воды.

 5. Дальше можно поступить несколькими способами.

1. Тонкий лист бумаги. Вылить бумажную массу в ёмкость размером больше, чем рамка А4. Погрузить туда рамку и позволить массе полностью покрыть сетчатое «окно». Затем плавно достать раму с наплывшей массой и дать воде стеч. Аккуратно переложите массу на заранее подготовленную ткань, не убирая марлевой сетки, промокнуть лишнюю воду тряпочкой. Нельзя тереть заготовку, иначе останутся дыры и просветы. Плавно поднимаем раму с сеткой. Оставить бумажный лист сохнуть на несколько дней. 
2. Толстый лист бумаги. На неё рукой выложить бумажную массу не отжимая, аккуратно и равномерно распределить по периметру сетки. Перевернуть на ткань и отжать воду тряпочкой. Плавно поднять рамку и отделить от бумаги. Дать высохнуть. Так бумага получается толще, чем в первом примере.
3. 3. Объёмные бумажные предметы. Сухая бумажная масса без клея и других добавок прекрасно держит форму. Поэтому она подходит для изготовления объёмных предметов. Рукой отжимаем воду из бумажной массы и выкладываем её в подготовленную форму. Плотно утрамбовываем, закрывая дно и стенки ёмкости. Лишнюю воду отжимаем тряпочкой. Оставляем сохнуть на несколько дней в тёплом проветриваемом месте. Аккуратно извлекаем бумажную ёмкость из «образца». Украшаем по своему усмотрению.

Также я решила попробовать сделать цветную бумагу. В качестве красителя я попробовала гуашь и акрил.

Выводы по работе:

1. Я познакомилась с историей бумаги, ее промышленным производством и переработкой.
2. Я изготовила бумагу самостоятельно в домашних условиях.
3. Я поняла, что каждый человек может заботиться об экологии нашей планеты.

Заключение

Бумага занимает важное место в жизни людей. Подробно исследовав историю возникновения, изготовления и переработки бумаги и освоив метод её изготовление в домашних условиях, я поняла, ее открытие-чудо.

Убедившись на практике, что изготовление новой бумаги из использованной, процесс не сложный, я поняла насколько доступно человеку заботиться об экологии уже сегодня, начиная со сбора макулатуры и до её сдачи.

Подводя итог, хочу сказать, что если жители городов перестанут пополнять свалки бумажными отходами, сократится выброс метана в атмосферу, замедлится развитие парникового эффекта, из-за которого ученые всего мира бьют тревогу. Прекратится лишняя вырубка лесов. Снизится цена на продукцию, в производстве которой можно использовать вторичное сырье. Таким образом, вопрос сбора и переработки макулатуры должен стать актуальным для  каждого государства, но и для каждого человека.

Интернет ресурсы

https://school-science.ru/4/1/200

https://zen.yandex.ru/media/ecoideaby/kak-pererabotat-bumagu-doma-5e5e473682f1425df7fa52f2

https://rcycle.net/makulatura/texnologiya-pererabotki

https://zen.yandex.com/media/id/5c740ada4662f700ccc5863f/istoriia-vozniknoveniia-bumagi-interesnye-fakty-5e189d143642b600afd3a1d4