I етап. Приготування прядильного розчину.

Клас.

Тема. Конструкційні матеріали та їх вибір. Матеріали хімічного походження (штучні, синтетичні). Їх переваги і недоліки у порівнянні із натуральними матеріалами. Способи отримання штучних та синтетичних матеріалів. Їх вплив на здоров’я людини і навколишнє середовище.

Підготувала:

С.І. Дугельна – вчитель трудового навчання вищої категорії.

Красноармійськ,

Урок з трудового навчання (обслуговуючі види праці) 8 клас

Тема. Конструкційні матеріали та їх вибір. Матеріали хімічного походження (штучні, синтетичні). Їх переваги і недоліки у порівнянні із натуральними матеріалами. Способи отримання штучних та синтетичних матеріалів. Їх вплив на здоров’я людини і навколишнє середовище.

Мета:

· ознайомити з класифікацією хімічних волокон, їх виробництвом, перевагами та недоліками порівняно з натуральними матеріалами; їх впливом на здоров’я людини і навколишнє середовище;

· вчити розпізнавати тканини за органолептичним та лабораторним методом;

· організувати дослідницьку самостійну діяльність учнів;

· розвивати технологічне мислення, вміння порівнювати, аналізувати;

· зацікавити учнів ігровими ситуаціями, визначати їх роль у професійній орієнтації;

· виховувати свідоме ставлення до екологічних проблем;

· привчати дотримуватись санітарно-гігієнічних вимог та правил з охорони праці під час виконання робіт.

Обладнання, матеріали та інструменти: мультимедійна дошка, комп’ютер, саморобні таблиці: «Структура текстильної фабрики», «Схема виготовлення хімічних волокон»; колекції тканин та волокон з натуральних та хімічних матеріалів; презентація «Хімічні волокна», таблиці визначення, роздатковий матеріал.

Тип уроку: комбінований урок - гра.

Час уроку: 90 хвилин.

Структура уроку.

I. Організаційна частина (1 хвилина).

II. Актуалізація опорних знань (5 хвилин).

III. Мотивація навчальної діяльності. Визначення мети уроку (1 хвилина).

IV. Вивчення нового матеріалу (30 хвилин).

V. Закріплення вивченого матеріалу. Інтерактивна технологія «Дослідницький проект» (45 хвилин).

VI. Заключна частина. Рефлексія (8 хвилин).

Хід уроку.

I. Організаційна частина.

· перевірка присутності учнів;

· призначення чергових;

 

· перевірка наявності спецодягу.

Учитель

Тема нашого уроку: Конструкційні матеріали та їх вибір. Матеріали хімічного походження (штучні, синтетичні). Їх переваги і недоліки у порівняні із натуральними матеріалами. Способи отримання штучних та синтетичних матеріалів. Їх вплив на здоров’я людини і навколишнє середовище.

 

II. Актуалізація опорних знань.

· Мозковий штурм:

1. Які види конструкційних матеріалів застосовують для виготовлення швейних виробів? (Тканини з натуральних та хімічних волокон)
2. Як поділяються натуральні волокна? (Натуральні волокна поділяються на волокна рослинного, тваринного та мінерального походження)
3. Назвіть тканини, які виготовляють із натуральних волокон (Бавовняні, льняні, шовкові, вовняні та азбестові тканини)
4. Які переваги і недоліки цих тканин? (Переваги: добрі гігієнічні властивості, добре поглинають вологу, стійкі до дії високої температури. Недоліки: недостатньо міцні та стійкі до дії мікроорганізмів, агресивних речовин, погано зберігають форму та легко мнуться, виробництво потребує багато коштів)

 

III. Мотивація навчальної діяльності. Визначення мети уроку.

З роками натуральні волокна все менше задовольняли людину, тому в усьому світі вчені шукали їм заміну. Вони хотіли знайти такі хімічні волокна, які б були дешевшими, кращими ніж натуральні.

Сьогодні на уроці ми ознайомимось з класифікацією хімічних волокон, їх виробництвом, перевагами та недоліками, порівняно з натуральними матеріалами; навчимося проводити лабораторні дослідження щодо розпізнання тканин; прослідкуємо вплив хімічних волокон на здоров’я людини і навколишнє середовище.

 

IV. Вивчення нового матеріалу.

Грати полюбляють всі, навіть дорослі. Ми сьогодні пограємо у гру «Текстильна фабрика».

На дошці знаходиться таблиця «Структура текстильної фабрики».

 

 

Щоб зрозуміти роботу текстильної фабрики роздивимось її структуру і визначимо займані посади.

На фабриці працюють такі відділи:

• «Відділ комп’ютерних технологій». Програмісти цього відділу слідкують за комп’ютерним зв’язком між всіма відділами. У ролі програмістів будуть… (визначаються учні)
• «Відділ маркетингу», який займається всіма видами діяльності по забезпеченню фабрики сировиною та реалізацією готової продукції. Хто ж саме стане сьогодні маркетологом? (запитання до учнів)
• Наступний відділ – «Відділ науково-технічної інформації». Тут працюють наукові робітники. Вони слідкують за новітніми технологіями і впроваджують їх у виробництво. Науковими робітниками будуть… (визначаються учні)
• «Відділ хіміко-технологічний». У ньому працюють хіміки-технологи. Вони визначають якість сировини і слідкують за технологією виробництва пряжи, ниток та тканин. У ролі хіміків технологів сьогодні попрацюють… (визначаються учні)
• Наступний «Відділ екологічний». Перед екологами поставлено завдання не тільки висвітлювати проблеми впливу людини на живу і не живу природу, а й шляхи їх подолання. У ролі екологів… (визначаються учні)
• «Відділ з охорони праці». У ньому працює інженер з охорони праці, який проводить інструктажі і слідкує за їх виконанням. Інженером з охорони праці буде… (визначаються учні)
• «Відділ контролю». До обов’язків цього відділу належить здійснення контролю якості тканин. Контролерами сьогодні будуть всі. Вам необхідно розпізнати тканини за органолептичним та лабораторним методом.

(Учням видаються бейджики з назвою відділів).

Жодне підприємство не існує без директора, який керує роботою всіх відділів. Сьогодні директором буду я (вчитель).

До нас звернулись працівники швейної фабрики із замовленням на виготовлення тканин для поясних виробів. Тому необхідно провести засідання працівників відділів з метою, які саме тканини наша фабрика запропонує.

Проведемо засідання відділів. Доповідачам треба було підготувати інформаційні проекти. Відділ комп’ютерних технологій підготував презентацію «Хімічні волокна». Запрошую програміста до комп’ютера, його презентація буде супроводжувати виступи відділів. (Комп’ютерна презентація додається)

Свій інформаційний проект повідомляють маркетологи.

Доповідач 1

Інформаційний проект відділу маркетингу.

Хімічні волокна поділяються на штучні та синтетичні.

На дошці висить схема «Види текстильних волокон» (Додаток 1)

Сировиною для виробництва штучних волокон слугує целюлоза, яку отримують з відходів деревообробної або бавовняної промисловості. Для виробництва синтетичних волокон використовують гази та продукти переробки кам’яного вугілля та нафти. Ідея отримати штучну шовкоподібну речовину відвідало вчених більш ніж 300 років тому. У 1655 році англійський фізик Роберт Гук, закони якого поклали початок науки про опір матеріалів, опублікував трактат.

Однак лише в 1884 році учневі Луї Пастера, французькому винахіднику, Шардоне, вдалося отримати штучні волокна, запатентувати процес їх виготовлення і почати промислове виробництво.

У російський імперії перший завод з виробництва штучного шовку був побудований у Митищах, в у 1913 році він дав першу продукцію: 136 тон віскозного волокна.

Синтетичне волокно – нейлон було вперше отримано лише в 1935 році, а в 1939 році – запущено перший в світі завод з виробництва нейлона.

А ось капрон створювався двічі. Ще в 1899 році німецькі вчені Габрієль і Маас отримали полімер – капролактам, але виробництва капрону так і не відбулось.

Вдруге капрон «відкрив» Пауль Шлак у 1938 році, знову ж таки у Німеччині і названо було це волокно перлоном. В роки другої світової війни способи виробництва нейлона і перлона були засекречені: ці матеріали використовували для військових цілей в основному на парашути і шинний корд.

Сьогодні виробництво хімічних волокон виросло у велику галузь хімічної промисловості. Хімічні волокна використовують втричі більше ніж вовни і в 100 разів більше ніж натуральний шовк.

Учитель

Ми прослухали інформаційний проект маркетологів. Питання до класу.

1. На які групи поділяються хімічні волокна? (штучні та синтетичні)

2. Яка сировина використовується для виробництва штучних та синтетичних волокон? (целюлоза, гази, продукти переробки кам’яного вугілля та нафти.)

На цьому етапі не можна забути відділ науково-технічної інформації, який слідкує за розвитком науки і техніки.

Слухаємо наукових працівників.

Доповідач 2

Інформаційний проект науково-технічного відділу.

Виробництво хімічних волокон впливає на розвиток текстильної промисловості – значно розширюється асортимент тканин, покращуються їхні властивості, створюються нові види тканин за рахунок змішування різних волокон. Виробництво тканин з хімічних волокон зростає. Це викликано тим, що:

· багато хімічних волокон за своїми фізико – механічними та гігієнічними властивостями схожі з натуральними, а часом і кращі;

· волокна можна одержати із заданими властивостями;

· витрати на виробництво хімічних волокон значно нижчі, ніж для виробництва натуральних.

З 1 м кубічного деревини можна отримати 200 кг целюлози. З неї виробляють 160 кг віскозного волокна, а з нього близько 1500 м тканин.

Для виготовлення 1 т віскозного штапельного волокна необхідна витрата праці у 8 разів менше, ніж для одержання бавовняного волокна і в 12-15 разів менше ніж для одержання 1 т вовняного волокна.

У виробничих умовах синтетичні матеріали можна з’єднувати не тільки нитяними швами, а й способом зварювання за допомогою струму високої частоти або ультразвуку. Зварювання повністю виключає із процесу швейні нитки, покращує якість з’єднання, а також дозволяє урізноманітнювати асортимент одягу. Крім того, вона відкриває широкі можливості для механізації і автоматизації швейного виробництва при виготовленні одягу із синтетичних матеріалів.

Учитель

Роль хімії у діяльності людини на сьогодні дуже велика. Ми живемо у світі полімерів, синтетичних матеріалів і тканин, створених за допомогою хімії. Про це повідомлять хіміки – технологи.

Доповідач 3

Інформаційний проект хіміко-технологічного відділу.

Хімізація має подвійне значення: по-перше, вона удосконалює технологію виробничих процесів, замінюючи механічні операції хімічним впливом; по-друге, знання хімії дають змогу раціонально використовувати природні ресурси і створювати нові матеріали із заданими властивостями.

Хімічні речовини поділяють на штучні і синтетичні. Штучні речовини отримують з різної природи сировини-деревини, відходів бавовни, лушпиння насіння, стрижів кукурудзяних початків, кісток тварин.

Синтетичні речовини отримують шляхом переробки продуктів газів, нафти, кам’яного вугілля за допомогою складних хімічних реакцій. Отже, на відміну від штучних, синтетичні волокна виробляють з речовин, створених не природою, а методом синтезу високомолекулярних сполук.

Учитель

У 9 класі ви будете вивчати, що полімери – це органічні сполуки, які утворюються в результаті реакції полімеризації з менших структурних частинок (мономерів). Реакції полімеризації – це реакції, які мають ступені полімеризації (п) і не є постійною величиною. Її чисельність від 300 до 100 000 макромолекул.

Хіміки-технологи продовжують доповідь про процес виробництва хімічних волокон.

Доповідач 4

 

Процес виробництва хімічних волокон включає три етапи:

1.Приготування прядильного розчину.

2.Формування волокна.

3.Обробка волокна.

Металеві та металізовані нитки теж належать до хімічних. Їх виробляють поступовим витягуванням тонкого дроту з м’яких металів: міді, її сплаву з нікелем та іншими металами. Іноді їх покривають тонким шаром золота або срібла. Використовують такі нитки для виготовлення святкових та декоративних тканин.

Учитель

(Супроводжує розповідь демонстрацією тканин та волокон)

Властивості штучних волокон.

Віскозне волокно – найбільш поширене хімічне волокно. Сировиною для нього служить деревна целюлоза. Віскозне волокно міцне, добре фарбується, розчиняється в кислотах і лугах, світлостійке, у воді значно зменшується його міцність і довжина. Віскоза вбирає вологу краще, ніж бавовна. Змінюючи блиск, товщину волокон, надаючи їм скрученості, віскозній тканині можна надати вигляду шовку, бавовни або вовни. Застосовуючи потовщення віскозної нитки, можна одержати імітацію льняного волокна.

Горять волокна віскози як лляні або бавовняні: швидко, рівно, яскравим полум’ям, пахнуть горілим папером, залишається попіл світло-сірого кольору.

Ацетатні і триацетатні волокна, на відміну від віскози, складаються не з чистої целюлози, а з ацетилцелюлози. Сировиною для неї слугують відходи деревини та бавовни. Тканина з ацетатного та триацетатного шовку за зовнішнім виглядом нагадують натуральний шовк, мають блискучу поверхню. Міцність натурального волокна дещо менша, ніж віскозного. Воно втрачає міцність у мокрому стані до 30%. Ацетат погано вбирає вологу, а триацетат ще гірше, але вони швидко сохнуть.

Ацетатні та триацетатні волокна мають велику міцність, більшу, ніж віскозні, тому тканини з них майже не мнуться, їх майже не треба прасувати, також вони добре зберігають форму при гофруванні.

Ацетат не переносить сильного нагріву, він плавиться.

Ацетатні та триацетатні волокна горять швидко, згортаються в невеликі сірі шарики, що пахнуть оцтом. При винесенні нитки з полум’я горіння зупиняється. Волокна ацетату розчиняються в ацетоні.

Властивості синтетичних волокон.

Синтетичні волокна одержують синтезом із кам’яного вугілля, нафти, природного газу. Вони мають високу міцність, пружність, стійкість до вологи.

Синтетичні тканини в даний час виготовляють переважно з поліефірних, поліамідних та поліакрилонітрильних волокон.

У різних країнах ці волокна називаються по-різному. Для того щоб вам було легше орієнтуватись, ми будемо перераховувати лише деякі з найбільш поширених назв.

Поліефірні волокна – поліестер, лавсан, Діоген, елана, кримплен.

Лавсан – стійкий до дії води, пружний. Складки на виробах зберігаються після прання і чистки. За теплопровідністю та зминальністю він схожий на вовну. Штучне хутро з лавсану дешевше, а служить довше, ніж натуральне. При горінні вони плавляться без запаху з утворенням твердої кульки на кінці нитки.

Тканини з поліефірних волокон м’які та гнучкі, але дуже міцні. Недолік - погано вбирають вологу.

Поліамідні волокна – нейлон, капрон, перлон – найміцніші із усіх синтетичних волокон на розрив та стирання.

Капрон боїться високих температур, стійкий до дії кислот, дуже міцний, зберігає міцність у мокрому стані, дуже легкий, не горить, витримує мороз – 70 С, не гниє, не ушкоджується міллю. З капрону виготовляють тканини, трикотаж, шкарпетки, колготки, штучні хутра, килимові вироби, риболовецькі сітки, деталі взуття, нитки використовують у медицині, виготовляють деталі для машин. Поліамідне волокно не горить, а плавиться без запаху, на кінці утворюється м’яка кулька.

Недоліки капрону: мала гігроскопічність, електризується, плавиться при температурі +215 С

Поліакрилонітрильні волокна – акрил, нітрон, перлан, акрилан, кашмилон – виготовляють у вигляді високооб’ємних звивистих волокон, тому тканини з них на вигляд дуже нагадують вовну. Вони дуже чутливі до високої температури: швидко плавляться, потім горять з коптінням і утворенням твердої кульки на кінці.

Нітрон важко відрізнити від вовни. Волокно теплостійке, світлостійке, боїться дії луг, досить міцне, пружне. Вироби з нітрону після прання зберігають свою форму, не потребують прасування.

Нітрон змішують з бавовною, льоном та іншими волокнами. З нього виготовляють костюмні тканини, штучне хутро, штори, гардини, оббивну тканину для меблів.

Учитель

Прослухавши інформаційний проект хіміко – технологічно відділу, виникає запитання: «Які існують етапи виробництва хімічних волокон?» (Приготування прядильного розчину, формування волокна, обробка волокна)

(Супроводжує розповідь, використовуючи схему «Виготовлення хімічних волокон»)

I етап. Приготування прядильного розчину.

Всі волокна отримують із розчинів та розплавів, які

називаються прядильними розчинами.

II етап. Формування ниток

При формуванні волокна в’язкий розчин по трубопроводу 1 подається в прядильну машину. Під тиском, створюваним поршневим насосом 2, розчин проходе фільтр 3 і продавлюється крізь філь’єру 4. Філь’єри являються робочими органами, які безпосередньо виконують процес формування хімічних волокон. Виготовляються філь’єри із дорогоцінних металів. Філь’єра являє собою ковпачок із антикорозійного металу, який має 24-36 тис. отворів діаметром 0,07-0,08 мм.

Струмочки прядильного розчину, витікаючи з філь’єр, затвердівають у ванні 5, утворюючи тверді, тонкі нитки. Твердіють нитки у розчині сірчаної кислоти, цей спосіб називається мокрим. Можуть вони також затвердівати під дією гарячого повітря, цей спосіб називається сухим. Далі нитки з однієї філь’єри на прядильних машинах з’єднуються в одну загальну нитку, яка проходе систему прядильних дисків 6 і 7, витягується, поступає через воронку 8 в центрифугу 9 яка обертається. Нитка намотується на бобіну.