Почему стирает ластик

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Красикова А.Д. 1Голосова В.С. 1

---

1ГБОУ Школа №1575

Кучина О.К. 1

---

1ГБОУ Школа №1575

Работа в формате PDF

496.9 KB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Мы, как и многие другие школьники, используем ластик каждый день. Он помогает нам исправлять ошибки и делает работу более опрятной.

Ластик - очень важная школьная принадлежность, необходимая каждому ученику. Не будь его, не было бы смысла использовать карандаш. Ведь если бы мы не имели возможность стереть ластиком то, что написали карандашом, то школьники использовали бы только ручки. Поэтому мы считаем тему изучения процесса стирания ластиком актуальной. Помимо этого, ластик широко используется в таких сферах, как рисование, черчение, построение выкроек у швей и многих других.

В ходе нашей исследовательской работы мы не только планируем изучить историю создания и основные компоненты ластика, которые обеспечивают ему свойство стирать карандашные линии, но и понять, какие ещё предметы домашнего обихода с приближенным составом и похожими свойствами могли бы заменить ластик в случае, если последнего не оказалось под рукой. А также основываясь на теоретических знаниях о составе ластика, попробуем изготовить его в домашних условиях. В этом заключается практическая значимость нашего исследования.

Используя ластик каждый день в наших школьных буднях, мы задумались как он с этим справляется. Сейчас для нас это выглядит как волшебство, поэтому мы решили провести свое исследование и во всем разобраться.

Цель: узнать, как стирает ластик.

Задачи:

• узнать, как изобрели ластик;

• узнать, из чего сделан ластик;

• узнать, благодаря чему стирает ластик;

• узнать, чем можно заменить ластик;

• узнать, можно ли самим сделать ластик.

Объект исследования – ластик.

Предмет исследования – процесс стирания ластиком карандаша с бумаги.

Перед началом работы мы выдвинули гипотезу: ластик примагничивает частички графита и благодаря этому стирает с бумаги карандаш.

Методика исследования:

1. Изучение литературы по истории создания ластика.

2. Изучение состава ластика.

3. Анализ механизма стирания ластиком карандашных линий на примере опыта со статическим электричеством.

4. Проведение эксперимента по поиску замены ластика среди предметов домашнего обихода.

5. Проведение эксперимента по изготовлению ластика в домашних условиях.

1. Ластик: из чего сделан и как он стирает

До изобретения ластика надписи стирали разными способами и материалами: делали подчистку резиной, хлебом и даже скоблением¹, самым распространённым был хлебный мякиш². Такой способ упоминает токийский студент эпохи Мэйдзи³, а также отечественная писательницы Антонина Голубева в своей книге «Мальчик из Уржума»⁴. Первые ластики изготавливали из каучука. Каучук по латыни называется “гумми эластикум”. Отсюда “ластик”, что значит упругий, хорошо растягивающийся⁵. История каучука, а значит и ластика, начинается с Христофора Колумба. В конце XV в. он обнаружил сок, полученной местными жителями из надрезов коры дерева гевея. Индейцы называли эту смолу "као-чу", что означало слезы дерева. В 1844 году был открыт процесс вулканизации - нагревание каучука вместе с серой при высоких температурах, на выходе получается резина.

Затем натуральный каучук стали заменять искусственным, т.к. природного материала уже не хватало.

Главными компонентами ластика являются:

1. каучук или аналоги (синтетический каучук, пластик или винил);

2) пластификатор - добавляется для улучшения пластичности и эластичности материала;

3) сера - используется для того, чтобы произвести процесс вулканизации, т.е. под воздействием высоких температур превратить смесь каучука и серы в резину;

4) масло - делает резину рыхлой, способной крошиться. Благодаря этому свойству ластик самоочищается и не пачкает бумагу после того, как на него налипают крошки графита;

5) абразивные вещества - усиливают стирающие свойства, делают ластик жестче и грубее.

Как все эти компоненты помогают стирают линии карандаша? Говоря простым языком, графит карандаша, находящийся на бумаге, прилипает к резине. Это можно объяснить так: при трении ластика о бумагу с нанесенным на нее следом от карандаша возникают силы взаимодействия между графитом и ластиком - частички графита примагничиваются к стирательной резинке. Также фрагменты ластика имеют клейкую структуру, они легко «наклеиваются» на частички графита и удаляют их с рабочей поверхности⁶.

В процессе трения о бумагу, испачканная поверхность ластика крошится. Таким образом, резина самоочищается. Происходит это благодаря маслу, входящему в состав ластика. Оно делает резину рыхлой, способной крошиться. Если бы ластик не крошился, он бы пачкал бумагу. Поэтому это важное свойство стирательной резинки⁷.

Вывод: изучив состав ластика мы поняли, что ластик удаляет с бумаги следы от графитного карандаша под действием силы трения - частички графита примагничиваются к ластику и прилипают к нему. Благодаря входящему в состав маслу ластик крошится, таким образом самоочищаясь от использованных частичек с прилипшим графитом.

2. Эксперименты и опыты

2.1. Опыт «Статическое электричество»

В ходе нашей работы мы узнали, что ластик удаляет след от карандаша с бумаги в том числе за счёт силы взаимодействие между частицами ластика и частицами графита. Мы прочитали, что это явление называется статическое электричество.

Мы хотим провести опыт, чтобы более подробно рассмотреть этот процесс.

В предыдущих этапах нашего исследования мы узнали, что ластик - это резина с добавками, поэтому для эксперимента возьмём предмет из резины, а именно воздушный шарик, а также графитную стружку, которая остаётся после заточки карандаша.

Мы знаем, что если потереть воздушный шарик обо что-то шерстяное и поднести к волосам, то они будут притягиваться (магнититься) к шарику.

Предполагаем, что, если потереть шарик о шерстяной шарф, и поднести к графитовой стружке, она так же притянется к шарику, аналогично тому как притягивается частички графита к ластику, когда он трётся о бумагу.

Мы взяли два одинаковых шарика и стружку графита - натёрли стержень карандаша на тёрке. Один шарик мы оставили, как есть, второй потерли о шерстяной шарф, имитируя тем самым трение ластика о бумагу. Затем мы поднесли наши шарики к кучкам натёртого графита, и увидели, что стружка стержня карандаша притягивается к шарику, который мы потерли о шерстяной шарф (шарик слева на рисунке 1), а к другому шарику – нет (шарик справа на рисунке 1). Так мы поняли, что при трении возникает некое явление, которое заставляет графитную стружку притягиваться к шарику - статическое электричество. Простыми словами это безопасный ток, который можно получить, если потереть предметы друг о друга⁸. В электричестве и во всех предметах есть заряды — положительные и отрицательные. При трении предметов друг о друга их заряды передвигаются — притягиваются⁹.

Рис. 1. Взаимодействие шариков с графитом.

Таким образом, наш эксперимент подтвердил гипотезу о том, что частички графита прилипают (примагничиваются) к ластику в процессе его трения о бумагу подобно тому, как стружка графита прилипает к шарику, потертому о шерстяной шарф.

2.2. Эксперимент «Чем заменить ластик»

Предположим, что у нас потерялся ластик, а нам надо в домашней работе стереть надпись, сделанную карандашом. Пройдемся по дому и соберём предметы, которые, как нам кажется, исходя из изученного нами материалы, могут нам подойти.

Для проведения эксперимента мы взяли: хлебный мякиш (так как мы знаем, что им раньше пользовались для удаления следов от карандаша), канцелярскую резинку (так как она сделана из резины, поэтому схожа по составу с ластиком), матовый попрыгунчик, глянцевый попрыгунчик, воздушный шарик (так как он резиновый), канцелярский нож (так как предполагаем, что им можно соскоблить надпись), игрушку сквиш (так как он похож на клячку). Также, попробуем удалить надпись пальцем, просто потерев им след от карандаша. Классический ластик будем использовать для сравнения - для того, чтобы показать идеальный результат, к которому мы стремимся.

Для наглядности сделаем шаблон. Стирать будем следы от графитного карандаша разной мягкости (2Н, НВ, 2В, 4В, 6В, 8В) и цветного красного карандаша.

В ходе эксперимента мы получили следующий результат (Рис. 2): лучше всего (помимо классического ластика) справились с заданием хлебный мякиш, канцелярская резинка и сквиш. Мякиш сильно крошится, канцелярская резинка сначала стирает, вбирая в себя графит, а когда полностью загрязняется, начинает только размазывать след от карандаша, а сквиш впитывает графит, делая след от карандаша еле видным, при этом сам сильно загрязняется.

Рис. 2. Результат стирания различными предметами

В нашем случае, идеальный результат показал хлебный мякиш.

Эксперимент показал, что если вы потеряли ластик, то смело можете найти дома хлебный мякиш, канцелярскую резинку и воспользоваться ими. На крайний случай что-то небольшое можно стереть пальцем. Таким образом, зная историю ластика, как он стирает, из чего состоит, мы может найти максимально похожий предмет домашнего обихода и использовать его.

2.3. Эксперимент «Изготовление ластика»

В процессе поиска информации для нашего проекта в интернете мы нашли рецепт самодельного ластика. Автор утверждал, что данный ластик будет максимально приближен к привычным нам магазинным стирательным резинкам.

Для изготовления ластика предлагается взять равные части силикона и крахмала. Для придания цвета можно использовать краситель. Мы решили проверить данный рецепт.

Цель опыта:

- изготовить ластик по рецепту;

- проверить, будут ли его свойства приближены к свойствам ластика из магазина;

- понять, почему полученный ластик работает или не работает в зависимости от результата.

Практическая часть:

2.3.1. Изготовление ластика по рецепту

При помощи электронных весов мы отмерили 100 грамм крахмала. В нашем случае использовали кукурузный. В крахмал добавили 100 грамм силикона. Мы использовали силиконовый герметик. Добавили пищевой краситель красного цвета. Тщательно перемешивали ингредиенты до тех пор, пока смесь не стала похожа на пластилин, и из нее стало возможно сформировать будущие ластики. Поместили полученную смесь в формочки. Использовали подручные средства - крышки от баночек, блистер от жевательной резинки. Оставили смесь на сутки застывать. На следующий день мы достали наше изделие из формочек.

По внешнему виду и тактильным ощущениям наше изделие очень сильно напоминало привычный нам ластик. Он был упругий, не разламывался, не крошился в руках, по ощущениям получился немного мягче магазинных ластиков (Рис. 3).

Рис. 3. Готовый ластик

Вывод по первой части опыта: изготовили ластик по рецепту. На вид он получился очень похож на привычные магазинные образцы. Свойства и характеристики нашего ластика мы проверим в следующей части опыта.

2.3.2. Проверка свойств полученного ластика

Как мы описали выше, внешне и тактильно изготовленный нами ластик очень похож на то, что можно купить в магазине. Теперь необходимо проверить его свойства, а именно способность удалять следы от простого и цветного карандашей.

Мы протестировали способность нашего ластика стирать следы от простых карандашей разной мягкости (2Н, НВ, 2В, 4В, 6В, 8В) и цветного карандаша (Рис. 4).

Рис. 4. Результата стирания

Что мы получили:

• самодельный ластик стирает хорошо, максимально приближено к покупному;

• он мягкий, его приятно держать в руке;

• не царапает бумагу;

• плохо стирает цветной карандаш;

• сильно пачкается;

• неэкономно расходуется;

• оставляет много крошек.

Вывод по второй части опыта: мы получили ластик, максимально приближенный по свойствам к покупным аналогам. Его принципиальное отличие в том, что он сильно пачкается, и эта грязь в виде следа от грифеля карандаша не удаляется с нашего ластика сама, как это происходит с покупными стирательным резинками.

2.3.3. Обоснование результатов опыта

Для того, чтобы понять, почему мы получили ластик в целом работающий, но уступающий покупным аналогам у том, что он пачкается, и у него не происходит самоочищение, нужно обратиться к составу магазинного ластика, рассмотренного в предыдущих главах, и сравнить его с нашим рецептом.

Как мы упоминали выше, современный ластик содержит:

• каучук или его синтетические аналоги,

• пластификатор (вещество для повышения эластичности и пластичности),

• серу для осуществления процесса вулканизации - превращения каучука и аналогов в резину,

• масло для того, чтобы ластик мог самоочищаться зачёт своей рыхлости,

• абразивные вещества для усиления стирательных свойств.

Основной компонент нашего ластика из опыта - это силикон (силиконовый герметик), рассмотрим его состав:

• силиконовый каучук;

• специальный наполнитель, от цвета которого зависит цвет самого герметика;

• пластификатор (эластичность);

• вулканизатор, благодаря ему вещество становиться жидким;

• усилитель - обеспечивает прочность после застывания;

• праймер - обеспечивает смесь хорошим сцеплением с поверхностью.¹⁰

Также мы использовали крахмал. Его задача была в том, чтобы придать силикону более стабильное состояние для удобства формирования наших будущих ластиков. Никаких свойств стирания он не добавил.

Краситель также не повлиял на результат опыта.

Вывод по третьей части опыта: Сравнив составы ластика и силиконового герметика по пунктам, мы пришли к выводу, что основные их компоненты аналогичны. Это объясняет тот факт, что самодельный ластик очень похож по виду и свойствам на покупной. В то же время в самодельном ластике отсутствуют абразивные компоненты и масло. Таким образом, наш ластик лишен возможности стирать более сложные следы от карандаша (например, цветного), так как за это отвечают абразивные компоненты, и также он не может крошится и самоочищаться (что наглядно видно на рисунке), так как в его составе отсутствует масло.

В ходе проведенного эксперимента мы сделали вывод, что в домашних условиях при необходимости или желании создать свой уникальный дизайн, изготовить ластик, приближенному по свойствам к покупному, из силикона, крахмала и красителя, достижимо. Это возможно благодаря тому, что состав, а как следствие и свойства силикона приближен к составу покупного ластика.

Опытным путем мы доказали, что изготовленный нами ластик по внешнему виду и способности удалять след от «простого» карандаша максимально напоминает покупные стирательные резинки.

Исследование дало нам много новых знаний и интересных открытий. Теперь мы знаем, как самим сделать ластик из того, что можно найти дома - из силиконового герметика, который у многих остается после ремонта, крахмала, который можно найти на кухне, и красителей.

Заключение

В ходе нашего исследовательского проекта мы проследили историю ластика с момента использования хлебного мякиша для корректировки написанного графитным карандашом, затем открытия каучука (сока дерева гевея), а в последствии и его свойства стирать карандашные линии, до изобретения вулканизации (нагревании смеси каучука и серы при высоких температурах) и получения резины, к которой затем добавляли масло и абразивные вещества для получения ластика в привычном нам виде. Мы узнали, что в современном ластике чаще натуральный каучук заменяют синтетическим, а также пластиком или винилом.

В ходе изучения данной темы нам удалось понять, как работает ластик. мы подтвердили нашу гипотезу, что ластик примагничивает частички графита, благодаря этому стирает карандаш с бумаги, а также дополнительно узнали, что получить более качественный результат стирания помогает масло, которое добавляется в ластик для придания рыхлости текстуре и липкости поверхности. Благодаря этому, частички графита не только примагничиваются, но и прилипают к поверхности ластика. Затем загрязнённые участки из-за рыхлости материала в процессе трения о бумагу отсоединяются от основной части ластика, таким образом, он остаётся чистым и не пачкает бумагу.

Основываясь на знаниях, полученных в процессе нашего исследования, мы провели опыт для того, чтобы понять, чем можно заменить ластик из предметов домашнего обихода. И показали, что самый лучший вариант для этого - хлебный мякиш, которым пользовались ещё до открытия каучука, о чем мы узнали из истории ластика.

После опыта по изготовлению ластика мы пришли к выводу, что можно изготовить ластик в домашних условиях из силикона, крахмала и красителя, который будет по свойствам и внешнему виду максимально напоминать покупной ластик. Основываясь на теоретических знаниях о том, из чего должен состоять ластик, мы поняли, что наш домашний образец не работал идеально, потому что в его состав не входило масло и абразивные компоненты, поэтому он не полностью удалял след от карандаша и не обладал способностью самоочищаться.

Список литературы

1. Александр Монвиж-Монтвид. Ластик // Что? Когда? Зачем?. — Litres, 2018-02-03. — С. 88. — 130 с. — ISBN 9785041013158.

2. Все о силиконовом герметике. [Электронный ресурс] // Интернет-магазин "Столичный двор". 2024. URL: st-dr.ru (дата обращения 10.11.2024)

3. Интересные факты о ластике [Электронный ресурс] // Элинг. 2024. URL: eling.by (дата обращения: 10.11.2024).

4. Как ластик стирает карандаш и из чего он состоит? [Электронный ресурс] // Сайт художника Алексея Епишина. 2024. URL: zaholstom.ru (дата обращения 10.11.2024)

5. Конспект занятия «Статическое электричество».[Электронный ресурс] // Инфоурок. 2024. URL: infourok.ru (дата обращения 05.02.2025)

6. Пластилин, который как стирательная резинка. [Электронный ресурс] // Рисунки и поделки. 2024. URL: urokrisunka.ru (дата обращения 05.02.2025)

7. Статическое электричество. [Электронный ресурс] // СМИ Мир дошколят. 2024. URL: mirdoshkolyat.ru (дата обращения 05.02.2025)

8. Черчение и чертежные инструменты // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

9. Юрмин Г.А. Про тетрадь и карту, карандаш и парту...:Научно-художественная литература/ Рис. Ю. Грушина. - М.: Дет. Лит., 1983. - 64 с., ил. (Школьная б-ка).

10. Teiyûkai. Kôbu daigakkô mukashibanashi (яп.). — Tokyo: Teiyûkai, 1926. — С. 25—26.