Исследовательская работа "Изготовление биопластика своими руками"
творческая работа учащихся по технологии (4 класс)

Муниципальная научно-практическая конференция

«Я- исследователь»

Россия, Забайкальский край, Могойтуйский район, поселок Могойтуй

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №1 имени В.Р.Гласко»

Исследовательская работа  

«Изготовление биопластика в домашних условиях»

Выполнила: Барадиева Виктория

ученица 4-а класса МАОУ МСОШ №1

Руководитель: Баранова  Ирина Владимировна,

учитель  начальных классов

МАОУ МСОШ №1

пгт. Могойтуй

2019 год

«Изготовление  биопластика в домашних условиях»

Барадиева Виктория, 4 класс, МАОУ МСОШ №1

Россия, Забайкальский край, пгт. Могойтуй

МАОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №1 им. В.Р.Гласко»

Аннотация

Цель работы: создать и испытать биопластик в домашних условиях из подручных средств, изготовить из  него изделия .

Задачи: 

1. узнать, что такое пластмасса и историю её происхождения;
2. выяснить, как изготавливают пластик и где его применяют в современном производстве;
3. узнать, что такое биопластик;
4. изучать разные варианты изготовления биопластика в домашних условиях и сравнить их;
5. провести эксперимент по изготовлению биопластика из крахмала;
6.  создать пластиковые изделия из самодельного биопластика;
7. сделать выводы.

Методы: теоретические, практические, эмпирические.

Новизна исследования: предпринята попытка создать самозатвердевающий биопластик в домашних условиях из подручных материалов.    

Вывод: создана биопластмасса из подручных средств и изготовлены изделия из неё.

«Изготовление  биопластика в домашних условиях»

Барадиева Виктория, 4 класс, МАОУ МСОШ №1

Россия, Забайкальский край, пгт. Могойтуй

МАОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №1 им. В.Р.Гласко»

План исследования

Проблема: Оглянитесь вокруг в своём классе, на кухне или в детской, пластмасса окружает нас всюду. Упаковка наших продуктов питания, одежда, компьютеры, мобильные телефоны, канцелярские принадлежности и даже игрушки ребенка - ВСЁ это сделано из пластмассы! И всё, изготовленное из пластмассы, очень часто ломается. К тому же пластмасса, изготовленная на современных заводах, практически не разлагается и выделяет опасные вещества.

     И бывает очень жаль, если любимая деталь от ЛЕГО или любой игрушки сломается. А ещё у нас в классе есть магнитики для доски, которые сделаны в виде смайликов. Они, конечно, весёлые, но все однообразные. Через некоторое время пластмассовая часть магнитика отлетает, и магнит становится просто  чёрным магнитом- скучным и не очень нужным. И я задумалась, можно ли самой изготовить пластиковых смайликов, если они часто будут ломаться, то их можно без проблем и быстро заменять. И чтобы полученная мною пластмасса была безопасной.

Объект исследования: биопластик.

Предмет исследования: изготовление биопластика из крахмала.

Гипотеза: предположим, что возможно  изготовить биопластик из крахмала в домашних условиях.

Методы:1.Теоретические:  изучение понятия «пластик», «биопластик»;

                2. Эмпирические методы исследования: наблюдение, фотографирование;

                3. Практические исследования: изготовление биопластика и изделий из него.    

                4.Анализ результата  исследования.

Библиография:

1. Болушевский С.В. Веселые научные опыты для детей и взрослых. Химия / С.В. Болушевский. - М.: ЭКСМО, 2013. -72 с.
2.  Большая энциклопедия школьника, 2006 год
3. https://bio-pack.ru/news/Pravda_o_bioplastikakh
4. https://economic-definition.com
5. https://ecoportal.info/chto-takoe-bioplastik
6. http://pererabotkatbo.ru
7. http://www.vseznaika.org

«Изготовление  биопластика в домашних условиях»

Барадиева Виктория, 4 класс, МАОУ МСОШ №1

Россия, Забайкальский край, пгт. Могойтуй

МАОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №1 им. В.Р.Гласко»

Оглавление

            Введение……………………………………………………………………………...5

1. Что такое пластик? История происхождения пластика………………………….. 5-6
2. Изготовление и применение пластика в современном мире……………………..6-7
3. Что такое биопластик?..................................................................................................7-9
4. Биопластик в домашних условиях…………………………………………………...9-10
5. Практическая часть. Создание биопластика………………………………………...10-13
6. Заключение……………………………………………………………………………..13

           Приложения

«Изготовление  биопластика в домашних условиях»

Барадиева Виктория, 4 класс, МАОУ МСОШ №1

Россия, Забайкальский край, пгт. Могойтуй

МАОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа №1 им. В.Р.Гласко»

Научная статья

 Введение

      Оглянитесь вокруг в своём классе, на кухне или в детской, пластмасса окружает нас всюду. Упаковка наших продуктов питания, одежда, компьютеры, мобильные телефоны, канцелярские принадлежности и даже игрушки ребенка - ВСЁ это сделано из пластмассы! И всё, изготовленное из пластмассы, очень часто ломается. К тому же пластмасса, изготовленная на современных заводах, практически не разлагается и выделяет опасные вещества.

     И бывает очень жаль, если любимая деталь от ЛЕГО или любой игрушки сломается. А ещё у нас в классе есть магнитики для доски, которые сделаны в виде смайликов. Они, конечно, весёлые, но все однообразные. Через некоторое время пластмассовая часть магнитика отлетает, и магнит становится просто  чёрным магнитом- скучным и не очень нужным. И я задумалась, можно ли самой изготовить пластиковых смайликов, если они часто будут ломаться, то их можно без проблем и быстро заменять?  А может быть мне  удастся изготовить пластик,  и я найду ему и другое применение, кроме магнитиков, например игрушки для сестрёнки? А ещё хотелось бы, чтобы полученная мною пластмасса была безопасной.

           Поставленные мною вопросы и желание сделать что-нибудь необычное и полезное и стали темой моей исследовательской работы

      Изготовленную мною пластмассу можно применять для различных украшений, а также для занятий декоративным творчеством. А также с помощью  пластмассы мы в дальнейшем сможем на уроках технологии  изготовить модели различных объектов окружающего нас мира.

1.Что такое пластик? История происхождения пластика.

        Пластмасса - это высокопрочный, эластичный материал, который при нагревании становится мягким и пластичным. В этот промежуток времени из нее можно  «слепить» практически все что угодно. После остывания изделие вновь становится твердым.

          Первый в мире пластик был изготовлен в английском городе Бирмингем специалистом-металлургом А. Парксом. Это случилось в 1855 году: изучая свойства целлюлозы (бумаги), изобретатель обработал её азотной кислотой, благодаря чему запустил процесс полимеризации, получив нитроцеллюлозу. Созданное им вещество изобретатель назвал собственным именем – паркезин. Паркс открыл собственную компанию по производству паркезина, который вскоре стали называть искусственной слоновой костью. Однако качество пластика было низким, и компания вскоре разорилась. В дальнейшем технология была усовершенствована, и выпуск пластика продолжил Дж.У. Хайт, который назвал свой материал целлулоидом. Из него изготавливались самые разные товары, от воротничков, которые не нуждались в стирке, до бильярдных шаров. В 1899 году был изобретён полиэтилен, и интерес к возможностям органической химии многократно вырос. Но только  в 1953г. немецкий профессор Штаудингер разработал рецепт современной пластмассы, которую получают путем определенных химических реакций.        

       С тех пор пластмассу используют везде, потому что из неё можно изготовить практически ВСЁ, используя её свойства.

2.Изготовление и применение пластика в современном мире.

Для изготовления  пластмассы используют вещества, выделяемые из угля, нефти и природного газа. Когда в старших классах я буду изучать химию, я, наверно, лучше объясню этот процесс.

          Исходным сырьём для подавляющего большинства видов пластиков служат уголь, природный газ и нефть. Из них путём химических реакций выделяют простые (низкомолекулярные) газообразные вещества – этилен, бензол, фенол, ацетилен и др., которые затем в ходе реакций полимеризации, поликонденсации и полиприсоединения превращаются в синтетические полимеры. Превосходные свойства полимеров объясняются наличием высокомолекулярных связей с большим числом исходных (первичных) молекул.

     Механическая обработка – это когда применяется очень высокое давление без какой-либо смазки. В конце процесса изделие охлаждается струёй воздуха. Пластмасса может быть обработана на токарном станке, а может на фрезерном.

      Также одним из способов переработки пластмасс является ротоформование. Считается, что ротационное формование полимеров началось в конце 30-х годов прошлого века. Так производили пляжные мячи, мягкие игрушки, а во время Второй мировой войны стали производить колбы шприцев, мягкие бутылки, воздушные подушки, эластичные баллоны. В основе этого метода лежит достаточно простой принцип. Загружают определённое количество полимера (порошок, например, гранулы или жидкость) в полую форму, которая состоит из двух частей. Потом её вращают и раскачивают, ещё и нагревают одновременно. Потом начинают охлаждать и тоже вращают, чтобы получить заданную форму.

      В современном мире пластмассу используют везде, потому что производителей устраивают её свойства и быстрота изготовления. Для производства металла используется железная руда, добыча которой добыча который требует существенных денежных вложений. Металлургия нуждается в постоянной финансовой поддержке. Без этого она попросту перестанет существовать. А пластик, как правило, производится посредством переработки вторсырья, что не только делает сам процесс значительно дешевле, но и положительно влияет на экологию. Кроме этого, изделия из пластика просты в транспортировке и не восприимчивы к негативному влиянию внешней среды. Их продажи в разы превосходят аналогичные показатели изделий из металла. А свойства пластмассы таковы:

1. Для дизайнеров и инженеров это тот материал, из которого можно изготавливать самые сложные по форме конструкции.
2. Отличаются экономичностью в сравнении с аналогичными продуктами из других материалов. Малые энергетические затраты при производстве.
3. Почти все виды пластика не нуждаются в покраске, так как они имеют свои различные цветовые гаммы.
4. У них небольшой вес.
5. Обладают высокой эластичностью.
6. Являются отличными диэлектриками (т.е. практически не проводят электрический ток).
7. Обладают низкой теплопроводностью (отличные теплоизоляторы).
8. У материалов высокий коэффициент шумоизоляции.
9. Не подвержены, в отличие от металлов коррозии.
10. Имеют хорошую устойчивость к перепадам дневных и межсезонных температур.
11. У пластиков высокая стойкость ко многим агрессивным химическим средам.
12. Они могут выдержать большие механические нагрузки. 

      Таким образом, сегодня более дешевые детали, выполненные из пластмассы, все чаще заменяют металлические аналоги. Пластик широко применяется для производства автомобильных запчастей, труб, корпусов и составных частей техники, используемой в быту.

3. Что такое биопластик?

       Изучив источники информации, я выяснила, что простой пластик наносит вред окружающей среде и здоровью человека.

       Существует много полезных, казалось бы, вещей, которые при бездумном использовании идут во вред человеку и природе. Одой из них является пластик, который стал неотъемлемой частью повседневной жизни человека и не только. С одной стороны, без пластика невозможно представить, к примеру, современную медицину – ежедневно изделия из пластика помогают спасать жизни людей и животных. С другой стороны, пластиковые отходы стремительно загрязняют планету. Простой пластиковой бутылке из- под воды нужно около 600!!! лет, чтобы только частично разложиться и не выделять опасные вещества в почву! Хочу Вас огорчить, но химикаты, присутствующие в пластиковой посуде и остальных пластмассовых вещах, попадают в наш организм не только через еду и напитки, в которых они хранились, но также могут попадать в легкие или проникать через кожу, а там уже — в кровеносную систему и разноситься по всему телу. Количество животных, гибнущих в океане из-за пластиковых отходов, исчисляется миллионами в год.

      Поэтому сейчас человечество изобретает биопластик. Биопластмассы (биопластик)- пластмассы, полученные из возобновляемых источников биомассы, таких как растительные жиры и масла,  крахмал. Биопластики могут быть сделаны из побочных продуктов сельского хозяйства или  с применением микроорганизмов. Некоторые, но не все, из биопластмасс являются биоразлагаемыми. Биопластмассы могут состоять из крахмалов, целлюлозы и различных других материалов. Польза биопластика такова:

 1. Биоразлагаемая пластмасса не засоряет окружающую среду. Если биоразлагаемый пластик был выброшен на свалку, а не отправлен в переработку, то его естественная переработка займет намного меньше времени. А значит, горы пластика перестанут уродовать территории.

2. Биоразлагаемая пластмасса более экологична. Она производится из биомассы - возобновляемого ресурса, в отличие от нефти, сырья для традиционных полимеров. Биоразлагаемую пластмассу можно изготавливать из любых органических материалов как растительного, так и животного происхождения.

3. Биоразлагаемая пластмасса проще поддается вторичному использованию. Ее переработка менее энергоемка и более эффективна по сравнению с обычной пластмассой.

4. Биоразлагаемый пластик не ядовит.

      Биологический пластик отлично зарекомендовал себя на практике как в быту, так и в промышленности, благодаря своей идеальной экологической чистоте. Из биопластика производят:

- посуду и столовые приборы, 

- пакеты, 

- упаковку (пищевую и медицинскую), 

- бутылки для воды, 

- полиэтиленовые пленки (термоусадочная, парникововая, строительная).

       Примерно за 180 дней под воздействием микроорганизмов, влаги, УФ-лучей биопластик преобразовывается в метан, диоксид углерода, воду и другие неядовитые вещества. А они в свою очередь насыщают почву органическими соединениями, необходимыми для роста c/х культур.

      Можно сделать вывод, что за биопластиком – будущее планеты. Хотя нужно сказать, что не все биопластики быстро разлагаются.

4. Биопластик в домашних условиях

        Узнав о том, что биопластик изготавливают из растений, микроорганизмов, я задумалась над вопросом, возможно ли изготовить его дома из того, что есть на кухне.

        Для решения этого вопроса я стала изучать источники в Интернете, смотрела ролики и оценивала каждый вариант изготовления биопластика с точки зрения следующих критериев:

- безопасность для меня;

-  вещества, которые я могу использовать и их количество;

- количество используемых предметов для изготовления;

- твердость биопластика;

- реакция на воду;

- время высыхания изделия из биопластика.

      Вот какие рецепты изготовления биопластика я нашла:

1. 50 граммов картофельного крахмала
   1 чайная ложка глицерина (из аптеки)
   1 чайная ложка лимонной кислоты
   50 мл воды
2. 1 столовая ложка кукурузного крахмала

 1 столовая ложка уксуса

 1 столовая ложка глицерина

 4 столовых ложки воды

3. 250 граммов холодной воды

50. граммов желатина

15 граммов глицерина

4. пенопласт

ацетон, 1 литр

5. картофельный крахмал 250 граммов

клей «ПВА» 1 бутылочка, 150 граммов

растительное масло

6. молоко, 250 граммов

уксус, 4 ложки

 Изучив источники информации, занесла в таблицу все данные:

        Итак, для себя я сделала вывод, что мне подходит 5 вариант. Но используя его, я заметила, что клей ПВА слишком жидкий и на него уходит много крахмала. Тогда я попыталась заменить его клеем «Титан», который был у нас в доме. Оказалось, что он подходит лучше, чем клей ПВА и его идёт не так уж много, масса скатывается быстрее и сохнет быстрее.

5. Практическая часть. Создание биопластика и его испытание

           А сейчас мы более подробно рассмотрим приготовление биопластика в домашних условиях. Для приготовления на м понадобятся:

1. клей «Титан»;
2. картофельный крахмал;
3.  любое растительное масло.
4. формы для лепки.

Шаг 1.

         Берём клей «Титан», насыпаем кучку крахмала на рабочую поверхность и наливаем на крахмал клей.

Шаг 2.

          Тщательно вымешиваем полученную массу, ну как будто пельмешки будем делать.

Шаг 3.

        Кладём полученное «тесто» в полиэтиленовый пакет на 5 минут.

Шаг 4.

        Вынимаем из пакета нашу массу и ещё раз перемешиваем, но с небольшим добавлением растительного масла. Полностью застывает и высыхает такой самодельный пластик в течение 1-3 дней. Пластик получается довольно прочный, не крошится и легко обрабатывается. По прошествии 5 минут разворачиваем "тесто", ещё немного месим, отламываем кусок, сколько нам понадобится, а остальное опять заворачиваем. Берём растительное масло. Делаем плоский кружок руками и добавляем масло. Снова тщательно размешиваем. Наш самозатвердевающий пластик готов! Из такого материала можно изготовить множество поделок: лепить фигурки, использовать для декоративного украшения в доме и так далее. 

Шаг 5

        Берём формы или лепим своими руками. Предварительно формы и руки надо смазать. Оставляем высыхать на 1 день. После 1-го дня проверяем, если в середине мягко, то оставляем ещё на 1 день. После высыхания обрабатываем наждачной бумагой для создания гладкой поверхности.

Шаг 6

         После высыхания  красим изделия 2 –мя слоями акриловой краски или гуашью. Затем приступаем к цветной окраске. Для придания глянцевости можно покрыть лаком древесным или взять бесцветный лак для ногтей у мамы.

      Вот и всё! Наш пластик готов и из него получились замечательные поделки.

6. Заключение

       В ходе моей работы мне удалось решить все задачи исследования.

       Выяснилось, что изготовление пластмасс насчитывает историю чуть более 150 лет. Из пластмассы изготавливают почти все предметы, вплоть до изготовления деталей для транспорта. Но с учётом экологии и загрязнения планеты люди работают над биопластиком.

        Изучая источники информации, удалось узнать несколько вариантов изготовления биопластика и выбрать и усовершенствовать один из способов изготовления.

         Из биопластика, приготовленного в домашних условиях, удалось изготовить декоративные изделия для украшения,  мелкие игрушки.

          Таким образом, подтвердилась  гипотеза о том, что биопластик можно изготовить и в домашних условиях.