I. ВВЕДЕНИЕ
Люди! Не выбрасывайте старую бумагу!
Из нее можно сделать очень много полезного.
А это сбережет жизнь наших лесов.
Актуальность
В настоящее время немыслима жизнь без бумаги. Но оказывается, эта добрая спутница письменности и литературы хранит очень грустную тайну - каждое второе срубленное дерево на Земле погибает ради изготовления бумаги. 125 миллионов деревьев в год! Считается, что каждый гектар леса в среднем очищает до 18 миллионов кубометров воздуха. Для того, чтобы получилась пачка газет, толщиной всего около метра, нужно срубить взрослое дерево высотой 10-12 метров. Для изготовления 1 тонны бумаги нужно 5,6 м3 древесины. Это примерно 17 деревьев. А из 1 тонны бумаги можно изготовить порядка 30 тысяч обычных ученических тетрадей.
Стоит ли бумага таких жертв? Мне очень жаль, что деревья, которые могут приносить пользу для всего живого, умирают ради газет и журналов, а мы, люди, прочитав их, просто выбрасываем.
Проблема
В повседневной жизни человек использует самую разнообразную бумагу: цветную и белую, твердую и мягкую. С каждым годом потребность в бумаге увеличивается, а запасы древесины, из которой её получают - уменьшаются. Однажды я задумалась: «Ведь лес нужно спасать!» И мне пришла мысль: «А что если самой, с помощью взрослых, конечно, сделать бумагу из старых исписанных тетрадок, газет и журналов?»
У нас дома скопилось очень много различных бумажных отходов. И мною было принято решение: попробовать в домашних условиях, используя эти отходы, получить бумаги. Ведь использование вторичного сырья для изготовления бумаги - одно из важнейших решений проблемы по сохранности леса.
Гипотеза: предположим, что использование макулатуры и других отходов возможно для изготовления бумаги.
Цель исследования: изучить способы получения бумаги из разных видов вторичного сырья и опробовать их в домашних условиях.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи исследования:
- изучить историю возникновения бумаги;
- узнать о применение бумаги жизни человека;
- познакомиться с промышленным способом получения бумаги из древесины;
- изучить свойства бумаги на основе практической работы;
- найти способ получения бумаги в домашних условиях и изготовить ее;
- провести анкетирование среди ребят своего класса о значимости сбора макулатуры;
- показать применение полученной бумаги.
Объектом исследования является: использованная бумага, древесные опилки.
Предмет исследования: вторичное использование бумаги (макулатуры), а также применение древесных опилок.
Методы исследования: наблюдение, изучение литературных источников и информации из Интернета, проведение опытов и экспериментов, анкетирование, анализ, обобщение.
II. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. Теоретическая часть
1.1. История возникновения бумаги
Что такое бумага? Бумага - это волокнистый материал с минеральными добавкам, который представлен в виде листов для письма, рисования, печати, упаковки и прочего, получаемый из целлюлозы: растений, а также вторсырья (тряпья и макулатуры).
Бумага существовала не всегда. До ее изобретения, какие только материалы не пытался приспособить для письма человек. 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. Финикийцы тоже писали составом, похожим на тушь, на глиняных черепках.
Но первым специально созданным для письма материалом стал папирус. Изготовление папируса возникло в древнем Египте примерно около 3,5 тысяч лет до нашей эры. Его готовили из одного тростникового растения, произрастающего в болотистых местах Эфиопии и Египта. Папирус до сих пор называют «дедушкой бумаги». Русское слово «бумага» произошло от итальянского «бамбаджио», что означает «хлопок», потому что первым сырьем после папируса были тряпки из хлопчатобумажных тканей. А через много-много лет был найден более прочный материал для письма - пергамент, который изготавливали из кожи животных (овец, коз, телят). Почти 2000 лет назад, на смену папирусу и пергаменту пришла бумага.
Первыми бумагу начали делать китайцы из стеблей бамбука и луба тутового дерева. Данное сырье гасили гашеной известью, затем полученную массу натягивали на шёлковую сетку, прессовали и сушили. Изготовление бумаги обычно связывают с именем китайца Цай Луня и относят к 105 году нашей эры. Чтобы сохранить в тайне секрет изготовления бумаги, за её разглашение в Китае полагалась смертная казнь, но всё же секрет этот был раскрыт: и по китайскому способу стали изготавливать бумагу в Корее, затем в Японии. На территории России бумага появилась на несколько столетий раньше, чем в Западной Европе.
Многие столетия бумага делалась вручную. Первую бумагоделательную машину изобрёл француз Робер в 1799 году. В России первая бумагоделательная машина была установлена на бумажной фабрике в Петергофе (ныне Петродворец). Бумага собственного производства появилась на Руси во второй половине XVI века в царствование Ивана Грозного. Начало массового бумажного производства в России было положено Петром I.
Сейчас бумага остаётся одним из самых распространённых канцелярских товаров. Она служит не только для письма и печати, она находит самое широкое применение везде.
1.2. Применение бумаги в жизни человека
Различные бумажные предметы мы постоянно носим при себе. В карманах или сумке каждого хранятся документы. Редко кто обходится без записной книжки. В редкой семье теперь не знают таких удобных и практичных вещей, как бумажные скатерти, полотенца, салфетки, одноразовая посуда. И конечно, всем приходилось иметь дело с бумажными денежными знаками.
На улице бумага - это театральные афиши, в школьном классе - географическая карта. Бумага дала жизнь множеству непохожих, но нужных людям предметов - конверту и марке, билету на самолёт и ученической тетрадке. Если раньше бумага предназначалась главным образом для письма и печатных изданий, то теперь границы её службы раздвинулись.
В 1960 г. люди узнали, как выглядит обратная сторона Луны. Космический корабль сфотографировал её и передал изображение на Землю, где оно было воспроизведено на специальной бумаге.
Бумага всё стремительнее завоёвывает различные области техники. Сегодня бумагу делают огнестойкой, противостоящую газам, парам, влаге, кислотам.
Бумага сегодня - верный помощник строителей. Она успешно заменяет дерево, мрамор, железо, камень. В американском штате Небраска построен настоящий бумажный мост длиной 11 м, по которому открыто автомобильное движение. В США близи Филадельфии работает завод по изготовлению жилых бумажно-картонных домов. Стены делают из двухслойного гофрированного картона, а детали оконных рам, дверей, крыш прессуются их бумаги.
С каждым годом строителям требуется всё больше кирпича, камня, цемента. Раньше цемент перевозили в деревянных бочках. А теперь цемент засыпают в бумажные мешки, которые делают из прочной сульфатной целлюлозы. Они занимают меньше места, легче и дешевле бочек.
Выпускают из бумаги и такие мешки, в которые можно класть овощи и спокойно оставлять их надолго под дождём или на снегу. В последние годы во многих странах в бумажные мешки стали собирать мусор. Это гораздо удобнее и гигиеничнее, чем пользоваться более привычной металлической или пластмассовой тарой - бочками, вёдрами, ящиками. Пищевые отходы в бумажных мешках не разлагаются потому, что через бумагу непрерывно поступает воздух, они не нагреваются. Мешки с мусором сжигают, зарывают в землю или отправляют на переработку. Из особых сортов бумаги изготавливают моющиеся обои, самоклеящиеся обои.
В фармацевтической практике часто приходится фильтровать различные растворы. И тут на помощь приходит бумага. Около 400 разных изделий для фармацевтической промышленности изготавливают сегодня из бумаги.
Всем известно, что значительный урон народному хозяйству наносит ржавчина - это злейший враг металлов. Ежегодно из строя выходит столько машин, станков, железнодорожных рельсов, мостов, что для их обновления потребовалась бы четверть добытого за это металла. И вот, оказывается, бумага, обработанная по-особому, может победить ржавчину. В неё заворачивают гвозди, болты и в чехлах надевают на станки и машины.
Можно ли умываться без воды?
На первый взгляд это может показаться нереальным. С помощью бумаги оказывается можно. Она помогла создать полотенце, которым можно «мыться». И у нас и за рубежом они существуют более двух десятков лет. По внешнему виду такие полотенца ничем не отличаются от самых обычных, но кусок подготовленной особым образом бумажной ткани пропитывают дезинфицирующим ароматным составом и когда им протирают кожу, это вещество испаряется, а кожа становится чистой и прохладной.
Для всего этого нужно много бумаги и ее выпуск ежегодно стремительно растет, но также стремительно сокращаются и площади лесов на нашей планете. А этого допустить нельзя. Поэтому ученые во всем мире ищут дереву замену, чтобы больше не вырубать лес и не отправлять его на целлюлозно-бумажные комбинаты. Бумагу уже пробуют изготавливать из стекла и камня, синтетических волокон, полимерных пленок, очень важен сбор макулатуры.
1.3. Промышленный способ получения бумаги из древесины
Для производства бумаги требуется древесина и много воды, поэтому бумажные фабрики строят обычно на берегах больших рек. Сейчас в мире производится свыше 300 млн. тонн бумаги и картона в год, что составляет около 50,8 кг на одного человека. Производство бумаги состоит из нескольких этапов:
1 этап. Путь бумаги начинается в бескрайних лесах. С лесной деляны деревья отправляются на бумажный комбинат, где их переносят на распиловочные столы. Специальные машины - слешеры - быстро пилят стволы деревьев на несколько полутораметровых бревен - балансов. С него балансы попадают в огромный вращающийся барабан, где они за счет трения друг о друга и о ребристую поверхность стенок очищаются от коры и промываются водой. 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. Так заканчивается первый этап, который называется механическим.
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.
Не смотря на то, что по всему миру хорошо налажено промышленное производство бумаги, с каждым днём растёт интерес к бумаге ручного отлива. В наши дни изделия ручной работы ценятся очень высоко, ведь они хранят тепло человеческих рук и не имеют аналогов. То же можно сказать и о бумаге ручного отлива.
2. Практическая часть
Практическая работа «Свойства бумаги»
Для того, чтобы изготовить бумагу в домашних условиях, надо узнать сначала какими свойствами она обладает. Для этого было проведено несколько экспериментов.
Эксперимент № 1 (Приложение 1)
Содержание эксперимента: одну часть полоски, разрезанную пополам, оставить сухой, а другую смочить водой. Сначала к нижней части сухой полоски осторожно подвесить предмет массой 150 граммов, затем этот же предмет закрепить на смоченной водой полоске.
Результат: Сухая полоска выдерживает груз, а мокрая - нет. Почему?
Вывод: В составе наполнителей бумажной массы есть клей. Под действием воды он растворяется, и волокна древесины, из которой сделана бумага, расползаются, так как перестают быть связанными между собой, следовательно, бумага рвется, и предмет падает. Значит, сухая бумага более крепкая, чем бумага, пропитанная водой. Следовательно, для получения бумаги в домашних условиях лучше всего использовать макулатуру, смоченную водой, а также клей или крахмал.
Эксперимент № 2 (Приложение 2)
Содержание эксперимента: газету положить на подоконник на 5 дней так, чтобы на нее попадало солнце.
Результат: Бумага пожелтела. Почему?
Вывод: Для изготовления газетной бумаги используется сырье желтого цвета. В него добавляются химикаты, выталкивающие кислород, и поэтому бумага теряет желтизну. Когда газета лежит на подоконнике, солнечные лучи нагревают воздух и заставляют кислород соединиться с веществами, содержащимися в бумаге. Из-за этого взаимодействия кислорода с солнечными лучами бумага возвращается к исходному желтому цвету. Поэтому через некоторое время газета становится желтой. Значит, бумага в первоначальном виде имеет желтоватый оттенок. Следовательно, чтобы изобретенная мною бумага не изменила цвет, ее нужно прятать от солнечных лучей.
Эксперимент № 3 (Приложение 3)
Содержание эксперимента: Лист белой бумаги раскрасить цветным карандашом.
Результат: Он изменил цвет. Почему?
Вывод: Лист бумаги состоит из пор - маленьких отверстий. Раскрашивая бумагу цветными карандашами, мы вводим в поры листа тонко натертый графит. Поэтому она изменяет цвет. Следовательно, если мне потребуется рисунок, я могу с помощью цветных карандашей нарисовать его на изготовленной собственными руками бумаге.
Практическая работа «Изготовление бумаги в домашних условиях»
Изучив свойства бумаги, а также литературные источники и информацию из Интернета, были найдены три способа получения бумаги в домашних условиях, используя вторичное сырьё - бумажные отходы и опилки.
Опыт № 1 (Приложение 4)
Изготовление самодельной бумаги из бумажных отходов
Оборудование: газеты, журналы, исписанные листы, вода, миксер, крахмал, клей ПВА, решетка детской мозаики.
Порядок изготовления:
- Мелко нарвать бумагу, залить ее водой и оставить на несколько часов.
- Всё перемешать миксером до однородного состояния. По необходимости добавить воду.
- Добавить 2 чайные ложки крахмала или чайную ложку клея ПВА (для скрепления бумаги) и столовую ложку крахмала (для того, чтобы лист был эластичным и мог гнуться). Все тщательно перемешать. Перелить полученную целлюлозную массу в ёмкость с водой.
- Еще раз все перемешать, затем нанести целлюлозную массу на экран ( решетку из-под детской мозаики, с дырочками) для того, чтобы лишняя вода стекла и равномерно по нему распределить. Если нужно получить тонкий лист бумаги, надо выложить массу тонким и ровным слоем и наоборот.
- Дать стечь воде и перевернуть экран на кусок ткани. Удалить полотенцем остатки жидкости.
- Высушить полученную бумагу при комнатной температуре.
Вывод: В результате этого технологического процесса получается очень красивая бумага ручной работы, которую можно использовать для разных целей.
Опыт 2 (Приложение 5)
Изготовление самодельной бумаги из древесных опилок
Оборудование: древесные опилки, кастрюля, тёплая вода, миксер, утюг, газета, крахмал.
Порядок изготовления:
- Измельчить древесные опилки в миксере, предварительно увлажнив их водой.
- Добавить в полученную массу крахмал.
- Полученную массу прокипятить для того, чтобы лишняя влага испарилась.
- Из полученной густой древесной смеси сформировать будущий лист.
- Сверху положить бумагу и прогладить горячим утюгом для того, чтобы выпарилась оставшаяся лишняя влага.
- Оставить данный лист до полного высыхания.
Вывод: Бумага из древесных опилок получается серого цвета, толстая, не гибкая и ломкая. В применении такая бумага неудобна.
Опыт 3 (Приложение 6)
Создание цветной бумаги
Оборудование: листы использованной бумаги, кастрюля, тёплая вода, миксер, сито, утюг, газета, гуашь.
Порядок изготовления:
- Разорвать бумагу на мелкие кусочки и поместить их в кастрюлю.
- Налить в кастрюлю воды (лучше тёплой) и оставить на ночь.
- Затем взбить данную массу миксером до получения однородной мягкой консистенции.
- Данную массу разложить в несколько кастрюль и добавить в каждую гуашь разных цветов. Хорошо размешать содержимое каждой кастрюли и каждую полученную массу выложить на сито.
- Дать воде стечь обратно в кастрюлю, закрыть сито газетой и осторожно перевернуть, чтобы полученная «целлюлоза» не распалась.
- Аккуратно удалить сито и накрыть оставшуюся «целлюлозу» вторым листом газеты.
- Высушить с помощью утюга и оставить на ночь под прессом.
Вывод: Если при изготовлении бумаги, использовать гуашь, то можно получить бумагу любого цвета.
Анкетирование «Что сможет спасти лес»
Бумагу, которую получила в результате опытов, я захотела показать ребятам своего класса. Но прежде, чем предоставить им результаты своей работы провела среди них анкетирование на тему «Что может спасти лес?»
Цель анкетирования: выявление знаний учащихся об использовании вторичного бумажного сырья (макулатуры).
Учащимся было предложено ответить на следующие вопросы:
- Знаете ли вы, что такое макулатура?
- Что вы делаете с использованной бумагой?
- Где можно применить использованную бумагу?
- Как можно сохранить лес, не прекращая производство бумаги?
Анализ анкетирования
В анкетировании приняло участие 18 человек.
В результате выяснилось, что 100 % учащихся знают, что такое макулатура. Это использованная и ненужная бумага.
На вопрос «Что вы делаете с использованной бумагой?» 2 человека (11%) ответили, что сдают, участвуя в акциях, 10 человек (56 %) - сжигают, 6 человек (33%) - выбрасывают.
На вопрос «Где можно применить использованную бумагу» были даны следующие ответы: 16 человек (89%) ответили - на изготовление новой бумаги, "не знаю" - так ответили 2 человека (11%).
«Как сохранить запасы древесины?» ребята ответили так: 14 человек (78%) предложили сдавать в макулатуру, 1 человек (6 % ) - больше садить деревьев, 1 человек (6 % ) - экономить бумагу, 3 человека ( 10 %) - не знают, как решить проблему сохранности лесов.
В результате проведенного анкетирования выяснилось, что все учащихся знакомы с понятием «макулатура». Большинство ребят знают, что ее используют как вторичное сырье для производства бумаги, а также имеют представление о том, как сохранить лес. Но зная это, они все равно бумагу сжигают и выбрасывают в мусорные баки. Это значит, что с ребятами нашего класса нужно проводить беседы о способах сохранения лесных ресурсов и как можно больше проводить акций по сбору макулатуры, для того, чтобы она не уничтожалась, а была использована для благих нужд.
III. ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
В результате изучения научной литературы, интернет-ресурсов и проведения опытно-экспериментальной деятельности сделаны следующие выводы:
- Бумагу можно получить в домашних условиях из макулатуры. Следовательно, ее можно получить и на бумажных фабриках. Применение использованного бумажного сырья для производства бумаги способствует снижению расхода древесины, что очень важно для сохранности лесного массива.
- Бумага, изготовленная в домашних условиях, конечно, не похожа на бумагу машинной выделки, и с точки зрения технических стандартов она немного хуже: неравномерная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая - такая бумага отнюдь не всегда подойдет для печати. Но бумага ручного производства имеет одну особенность: при изготовлении двух листов, используя одни и те же материалы и одну и ту же технологию изготовления листы немного, но будут отличаться друг от друга. Этот эффект неожиданности, по - моему мнению, превращает изготовление бумаги из ремесла в искусство.
Я считаю, что цель моей работы достигнута (у меня получилось сделать бумагу в домашних условиях) и гипотеза, которая была выдвинута в начале работы, подтвердилась: можно из вторичного сырья изготавливать бумагу и применять её в повседневной жизни. А это значит, что возможно уберечь большую часть леса от уничтожения. Сохраненный лес сделает нашу планету чище, а переработанная макулатура, поможет производить необходимое количество бумаги.
На бумаге, которая у меня получилась в результате экспериментов, я нарисовала рисунок. Эта работа стала самым любимым подарком на день рождения моего папы. (Приложение 7)
Итак, сделать бумагу в домашних условиях - оказывается, совсем несложно, да и, к тому же, очень увлекательно. Полученный результат конечно же порадовал своей уникальностью, ведь нигде в мире больше не найти такой бумаги, которая получилась у меня.
Полученную бумагу можно использовать для бытовых нужд, а также для творчества, что позволит сэкономить природные ресурсы нашей страны.
Я познакомила со способами изготовления бумаги в домашних условиях учащихся своего класса, а изготовленная мною аппликация из бумаги ручной работы помогла привлечь внимание ребят к проблеме леса и сбору макулатуры для переработки и дальнейшего производства бумаги.
Учитывая, что использованная бумага может перерабатываться, сохраняя при этом некоторые свойства, я предлагаю: проводить работу среди учащихся по сбору и сдаче макулатуры на тему: «Сохрани жизнь лесу».
IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Свою проектную работу хочу закончить словами из стихотворения:
Это грустно и печально.
В каждом листике бумаги
Слышен сердца стук прощальный.
Сердце дерева в бумаге -
Поскорей очнитесь, люди!
Если вы не прекратите,
Сгинет лес, и вас не будет!
Надо помнить, что лес - это сокровище, которое подарила нам мать- природа и что лес нужно беречь, охранять и всеми силами пытаться спасти.
Список используемой литературы, интернет-источников
- Алексин А.Г. Что такое. Кто такой. - М., Издательство педагогика, 1990.
- Львов С. Книга о книге. - М.: Просвещение, 1980
- Орлова Н.Д. Я познаю мир.- М.: Издательство АСТ, 2000.
- Сквернюков П.Ф. Слово о бумаге. - М.: Московский рабочий, 1980 г.
Интернет-источники
- https://www.vseobumage.ru/1533/izgotovlenie-bumagi-doma/
- https://nsportal.ru/ap/blog/nauchno-tehnicheskoe
- https://promzn.ru/proizvodstvo-bumagi-i-kartona/samostoyatelnoe