Сухарь Артемий
Тюменская область, с. Стрехнино
МАОУ Стрехнинская СОШ, 8 класс
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛИМЕР-СТЕКОЛЬНОГО КОМПОЗИТА ИЗ ВТОРИЧНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ ШКОЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
5
Научный руководитель: Смольская Евгения Александровна, Тюменская область, с. Стрехнино, МАОУ Стрехнинская СОШ, учитель химии, биологии и английского языка
0
Еф
Артемий Сухарь
50
Еф
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОЛИМЕР-СТЕКОЛЬНОГО КОМПОЗИТА ИЗ ВТОРИЧНЫХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА В УСЛОВИЯХ ШКОЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Цель исследования
Изготовление полимер - стекольного композита из вторичных отходов стекла.
Задачи
  1. Изучить особенности вторичной переработки стеклобоя и ПЭТ;
  2. Подобрать оптимальную, на наш взгляд, «рецептуру» изготовления полимер-стекольного композита из стеклобоя, изготовить опытный образец композитного полимера в условиях школьной лаборатории;
  3. Оценить его физические, химические свойства и возможности применения полученного композита из вторичных отходов в условиях школьной лаборатории.
Объект исследования
Композитные полимеры
Предмет исследования
Изготовление полимер-стекольного композита из вторичных отходов производства.
Гипотеза исследования
Из вторичных отходов – стеклобоя и ПЭТ в условиях школьной лаборатории возможно получение экологически-безопасного композитного полимера.
Актуальность
В погоне за экологичностью, человечество сталкивается с новыми трудностями. Так, сократив производство пластиковой упаковки, возрастает доля стекла на прилавках магазинов. Производители пытаются сделать свой товар запоминающимся, создать уникальную тару для своего продукта – газированных напитков, алкогольной продукции, соков, консервированных овощей, фруктов, соусов, парфюмерии, при этом эта стеклянная упаковка становится попросту неутилированной, т.е. не принимаемой стеклотарой в пунктах по вторичной переработке отходов. Ампулы от лекарств, посуда, оконные стекла, зеркала, стеклянные витрины магазинов, со временем становятся стеклобоем, который представляет собой трудноутилизируемый отход, не подвергающийся воздействию воды, атмосферных явлений (осадков, солнечной радиации, температурных перепадов) и не разрушающийся под воздействиями органических, минеральных и биологически активных организмов. По оценкам экологов, количество неиспользуемого стеклобоя в отдельных регионах нашей страны достигает 100 %.

Другой экологической острой проблемой современности на сегодняшний день является вторичная переработка пластика. На сегодняшний день в России вторичная переработка полимеров достигает всего 5-12%.

Таким образом, стеклобой и ПЭТ обладают перспективными возможностями для их вторичной переработки, а сочетая их достоинства, мы можем получить композит с определенными свойствами – прочностью, относительной прозрачностью, легкостью, износостойкостью, стойкостью к перепадам температур, безразличию к бактериям разложения, плесени, гигроскопичностью.
Стеклобой является серьезной экологической проблемой, в связи с тем, что стекло не возможно утилизировать как большинство отходов - оно не разлагается в почве или в воде, ему не страшны ни солнечный свет, ни бактерии, ни время. По оценкам экологов, количество неиспользуемого стеклобоя в отдельных регионах нашей страны достигает 100 %. Вторичное использование стеклобоя позволяет сохранить земли полигонов, минеральные ресурсы страны. Другой экологической острой проблемой современности на сегодняшний день является вторичная переработка пластика. На сегодняшний день в России вторичная переработка полимеров достигает всего 5-12% в связи с доступностью и дешевизной первичного сырья и экономической неэффективностью вторичной переработки в стране. Подобно стеклу, ПЭТ-упаковка может перерабатываться целиком.

Стеклобой и ПЭТ обладают перспективными возможностями для их вторичной переработки, а сочетая их достоинства, мы можем получить композит с определенными свойствами – прочностью, относительной прозрачностью, легкостью, износостойкостью, стойкостью к перепадам температур, безразличию к бактериям разложения, плесени, гигроскопичностью.

Для изготовления полимер-стекольного композита из вторичных отходов в условиях школьной лаборатории методом формового литья нами были отобраны изделия из ПЭТ – пластиковые бутылки и предварительно подготовленный стеклобой. Мы высушили и измельчили бутылки ножницами для удобства плавления. Стеклобой был предварительно подготовлен – высушен, измельчен с помощью молотка, просеян, и дополнительно измельчен в ступке. Далее мы поместили измельченный стеклобой в керамический тигель, нагрели его до температуры 260ºС и добавили измельченную пластиковую тару. При непрерывном помешивании внесли несколько капель пластификатора. После того, как пластик расплавился, а консистенция композита стала однородной, мы поместили его по заранее подготовленным жестяным формам и оставили до полного остывания при комнатной температуре.

В ходе нашего исследования мы изготовили 5 образцов с различной рецептурой, опытным путем оценили, что образец с соотношением стекольный порошок-ПЭТ 2:1 является оптимальным для изготовления тротуарной плитки. Мы повторили наш опыт, изготовив тротуарную плитку размером 25х25 см, толщиной 3 см, и изучили ее физико-химические свойства: водопоглощение, устойчивость к воздействию шлифовальной машинки, микроскопическое строение, устойчивость нашего образца к воздействию химически агрессивных реагентов.

В результате нашего исследования мы изучили особенности вторичной переработки стеклобоя и ПЭТ, подобрали оптимальную, на наш взгляд, «рецептуру» изготовления полимер-стекольного композита из стеклобоя, изготовили опытный образец композитного полимера в условиях школьной лаборатории, оценили его физические и химические свойства и возможности применения полученного композита из вторичных отходов. Работа носит исследовательски характер и может быть интересна с экологической точки зрения в связи с рассматриваемыми возможностями вторичной переработки, а также как новый композиционный материал с известными заранее свойствами.
Результаты исследования
Мы подобрали оптимальную, на наш взгляд, «рецептуру» полимера, изучили его физико-химические свойства. Изготовление полимер-стекольного композита, изучение его свойств позволило нам предположить, что полученный нами композит возможно использовать в качестве тротуарной плитки, т.к стекольная пыль придает изделию прочность, заполняет все пустоты, шероховата на поверхности, а ПЭТ- необходимую гибкость. Кроме того, опытным путем было доказано, что полученный композит достаточно хорошо окрашивается органическими красителями, что дает возможность изготавливать тротуарную плитку любого цвета. Кроме этого, такая плитка, изготовленная именно из стеклобоя, не перерабатываемого ранее, решает проблему сбережения природных ресурсов и вторичного использования стекла.
Перспективы исследования
Работа носит исследовательский характер и может быть интересна с экологической точки зрения в связи с рассматриваемыми возможностями вторичной переработки пластика и стеклобоя, а также как новый композиционный материал с известными заранее свойствами
Видео о проекте
Расписание работы автора проекта
15 апреля, пт
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
12:00
12:20

13:35 - 13:45

Новиков В.С.
Бункин Н.Ф.
15 апреля, пт
12:40
13:00
13:20
Садовский А.М.
Поздышев М.Л.
Винтайкин Б.Е.

Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше