Вы тут

Бумага из тростника


«Природа малой родины». 2 место среди коллективных работ
Проект «Бумага из тростника»
Авторы – участники научного объединения учащихся (НОУ) по химии ГУО «Средняя общеобразовательная школа №2 г.п. Зельва». Руководитель – Н.П. Гром, учитель химии
 
Лес – это легкие планеты, производящие кислород, за счет которого мы живем на Земле. Лес опресняет и очищает воду, наполняет ее целебными свойствами. Лес очищает атмосферу от пыли. Лес – великий дар природы. Это дом для многих растений и животных. Ежегодно вырубаются миллионы деревьев. Уничтожение леса может стать причиной глобальной экологической катастрофы, т. к. при этом ухудшается качество воздуха, высыхают пресноводные водоемы, разрушается среда обитания для жителей леса, что может привести к их исчезновению.
Изучив историю возникновения бумаги, мы узнали, что сначала ее делали из травы. Что может быть интересного в обычной траве? Каждый год она вырастает, отмирает и вырастает вновь. В этом заключается сила жизни. Человек научился применять стебли травы по-разному. Например, делать крыши домов и даже стены.
 
Заросли тростника на лесном озере.

 

Спрос на бумагу увеличивается быстрее, чем растут ели в лесах. Наша страна очень богата лесами. Но уже сейчас на территориях, где в основном сосредоточены бумажные фабрики и целлюлозно-бумажные комбинаты, ежегодный расход древесины превышает естественный прирост леса. В самом деле, так ли уж обязательно на выработку бумаги использовать древесину? К тому же, вырубленные лесосеки возобновляются только через 50-100 лет.
Актуальность темы состоит в том, что с каждым годом потребность в бумаге увеличивается, а запасы древесины, из которой ее делают, уменьшаются. Поэтому мы предлагаем использовать тростник для получения бумаги как одно из важнейших решений данной проблемы. Исследования института экспериментальной ботаники имени В.Ф. Купревича НАН Беларуси г. Минска позволяют заключить, что в озерах западной части страны вполне целесообразны и рентабельны заготовки зимнего сухостоя тростника с целью его использования для экологического строительства.

 Отливка листов.

 

Если поставить эти ресурсы на службу целлюлозно-бумажной промышленности, они дадут возможность получать дополнительно сотни тысяч тонн печатной бумаги и картона. К тому же, использование тростника для изготовления бумаги поможет ожить заросшим озерам во многих районах Беларуси, в том числе и Зельвенском. А это расширит возможности агротуризма, набирающего популярность в нашем регионе.

В рамках научных школьных обществ мы также предлагаем учителям химии и биологии продвигать нашу идею, исследуя качество бумаги из тростника с различными наполнителями.
Члены нашего школьного научного общества изготовили бумагу из тростника на основе различных наполнителей и изучали ее свойства.
 
Отливка листов.

 

В ходе работы добавляли следующие наполнители и их сочетания:
- крахмал;
- зерна овса;
- зерна льна;
- зерна риса;
- желатин.
 
Качество бумаги изучали по следующим критериям:
1. Механическая прочность;
2. Влагостойкость;
3. Характер поверхности листа;
4. Оттенок;
5. Пористость (степень впитывания фломастера и акварели);
6. Взаимодействие бумаги с природными красителями;
7. Подверженность отбеливанию.
 
Изучение способов отбеливания бумажной массы производили с помощью 3%-го раствора пероксида водорода (Н2О2); отбеливателя, не содержащего хлора - «SUPRIM», Беларусь; взвеси, содержащей карбонат кальция (СаСО3). Бумажную массу выдерживали 3 часа. 
Наполнители лен и крахмал добавляют бумаге механическую прочность и сопротивление излому. Напротив, ломкость придают наполнители из риса и овса.
Наибольшая влагостойкость у образцов бумаги с наполнителем из льна, крахмала или с высокой толщиной листа. Добавление желатина или отвара риса понижает влагостойкость приготовленной бумаги. 
Наиболее гладкой поверхность листа получается при использовании наполнителей в вид риса, крахмала и желатина. При этом важно, чтобы волокна были хорошо перемолоты до консистенции ваты.
Самая темная бумага получается из грубого волокна и при добавлении наполнителя из льна. Наиболее светлый оттенок у образцов с наполнителем из риса, желатина и овса. Однако при сушке бумаги, содержащей желатин, происходит прилипание ее к поверхности. Для ускорения сушки листов нельзя проглаживать их утюгом, так как происходит прилипание бумаги к ткани. 
Взаимодействие бумаги с природными красителями неоднозначно. Наибольшую интенсивность окрашивания имеют листы с наполнителем лен+желатин (90%), крахмал+желатин (85%), овес+желатин (85%), крахмал (80%). Эта бумага характеризуется хорошей впитывающей способностью, но после намокания она быстро рвется. Низкую интенсивность окрашивания имеют листы с наполнителем из отвара зерен льна (45%), так как они плохо смачиваются и быстро сохнут.
Наибольшую интенсивность окрашивания имеет сок свеклы (82,35%). Однако бумага с наполнителем крахмал+лен плохо окрашивается данным натуральным красителем.
Окрашивание соком смородины у разных образцов также имеет разную интенсивность. Наибольшую – у бумаги с наполнителем лен+желатин, наименьшую – у бумаги с наполнителем рис +желатин. 
Сок моркови окрашивает наименее интенсивно по сравнению с другими натуральными красителями. 
Интенсивность окрашивания соком малины сходна с соком смородины. Хорошо окрасились соком малины образцы с наполнителем из овса, плохо – с наполнителем из льна, риса, желатина.
По результатам изучения способов отбеливания бумажной массы без хлора мы не получили выраженного белого оттенка. Бумага, полученная в результате выдерживания массы в пероксиде водорода, незначительно посветлела в сравнении с контрольным образцом. Ее оттенок был близок к оттенку бумаги с наполнителем из риса. Бумага, полученная в результате выдерживания массы в отбеливателе, не содержащем хлор  («SUPRIM», Беларусь), стала выраженного желтого оттенка. Бумага, полученная в результате выдерживания бумажной массы во взвеси, содержащей карбонат кальция (СаСО3), незначительно посветлела и содержала белые вкрапления. 
На основе проведения исследований по изучению влияния различных наполнителей на качество бумаги из тростника мы сделали следующие выводы:
1. Из стеблей тростника с добавлением различных наполнителей можно изготовить бумагу разного качества.
2. На свойства тростниковой бумаги оказывают влияние природные наполнители: крахмал, зерна овса, льна, риса, желатин.
3. Бумага с наполнителем из желатина более гладкая и светлая и лучше подходит для рисования. Плохо окрашивается бумага с наполнителем из льна. Бумага с наполнителем из отвара риса быстро намокает и ломается, что тоже затрудняет окрашивание.
4. Лучшим из исследованных природных красителей является сок свеклы. Низкая интенсивность окрашивания у сока моркови. Сок малины и смородины имеют одинаковую интенсивность окрашивания.
5. Добавление в бумажную массу 3%-ного раствора пероксида водорода или карбоната кальция немного осветляет оттенок, а отбеливатель марки «SUPRIM» придает листам желтый оттенок. (Приложение 2)
 
Практическая значимость работы
Мы проинформировали учащихся школы о важности экологической проблемы исчезновения лесов и возможности изготовления бумаги из тростника различного качества. Поделились своим опытом по изготовлению такой бумаги и надеемся, что со временем совершенная технология производства бумаги из тростника приобретет популярность. Мы надеемся, что эту идею поддержат и предприниматели и, доработав с учеными, смогут запустить в производство.
Тростниковую бумагу можно успешно использовать для создания оригинальных открыток, креативных поделок и бумажных панно. А также на ней можно рисовать и создавать скетчи, визитки, которые будут выглядеть очень необычно и привлекательно. Выбирая такую бумагу, мы помогаем сохранить окружающую среду. Давайте вместе сбережем нашу природу!
 
Приложение 1
Фотографии заросших тростником озер г. п. Зельва
 
 
Приложение 2
Фотографии из альбома образцов бумаги из тростника
 
 
 
 
 
 

Выбар рэдакцыі

Культура

Акцёр Віктар Манаеў: Жыццё само па сабе з'яўляецца камедыяй

Акцёр Віктар Манаеў: Жыццё само па сабе з'яўляецца камедыяй

Размова пра сучаснае стаўленне да культуры, гастролі Купалаўскага тэатра ў савецкія часы і здымкі ў фільме «Ідзі і глядзі».

Калейдаскоп

Вясёлыя гісторыі чытачоў

Вясёлыя гісторыі чытачоў

Пра куфэрак и вяртанне блуднага мужа.