Трудове навчання (обслуговуючі види праці). 9 клас. Пелагейченко

Люба дев'ятикласнице!

Любий дев'ятикласнику!

Цей підручник, може стати надійним дороговказом, компасом, який спрямує твою пізнавальну діяльність до берегів знань, розуміння та інтелектуального збагачення. На тебе чекають нові відкриття, задоволення від виготовлених виробів та цікаві дослідження.

У попередніх класах на уроках трудового навчання тобі вже вдалося навчитися різних технологій, виготовити чимало оригінальних виробів, здійснити розробку креативних проектів. Однак дуже важливо не зупинятися і продовжувати вивчати навколишній світ, отримувати нові вміння, удосконалювати вже отримані практичні навички.

У новому навчальному році ти маєш можливість дізнатися про властивості матеріалів синтетичного походження, опанувати технологію виготовлення виробів, в'язаних спицями, засвоїти поняття «біоніка», навчитися проектувати майбутню професійну діяльність, добирати власний стиль в одязі, коригувати власну зовнішність різними засобами та багато іншого.

Наскільки ефективним виявиться процес засвоєння нових знань, значною мірою залежить від тебе. Тому вже на початку навчального року постав перед собою особисті цілі, поміркуй над можливостями, які надає освоєння трудового навчання, заплануй розвивати свої вміння для отримання найкращих результатів у навчанні та праці.

Роботу над новим матеріалом радимо розпочинати з пошуку відповідей на запитання на початку параграфів. Намагайся пропонувати власні гіпотези щодо розв'язання проблемних питань, не бійся помилок і неправильних суджень. Ти отримаєш справжнє задоволення від навчання, коли використаєш запропонований теоретичний матеріал як базу для власних досліджень і практичних робіт. Намагайся в усьому дійти до суті, долай перешкоди на шляху здобування знань і вмінь. Не задовольняйся лише запам'ятовуванням теоретичних положень і визначень, піддавай усе аналізу, виявляй ініціативу в пошуку нової інформації, співпрацюй з учителем.

За допомогою завдань і запитань до кожного параграфа ти маєш можливість перевірити рівень своїх знань та засвоєння інформації. Наприкінці розділів на тебе чекають підсумкові тести. Радимо критично ставитися до себе, пам'ятати, що саме об'єктивна самооцінка є запорукою успіхів у навчанні. Завжди замислюйся над запитаннями: «Що мені не зрозуміло?», «Які додаткові дослідження необхідно провести?» тощо.

Не обмежуйся матеріалом, викладеним у підручнику, розширюй світогляд, намагайся дізнатись про кожну з тем якнайбільше. Обов'язково зверни увагу на запропоновані творчі завдання і теми інформаційних, дослідницьких та пошукових проектів. Саме через проектну діяльність ти можеш розкрити свій потенціал та відшукати власне «Я». Намагайся розміщувати результати власних досліджень у мережі Інтернет — тоді про твої досягнення дізнається не лише вся Україна, а, можливо, й увесь світ.

Сподіваємося, що цей підручник допоможе тобі реалізувати себе, надасть натхнення та наснаги в навчанні та творчості. Бажаємо успіхів!

Автори

Розділ 1. Основи матеріалознавства

§ 1. Матеріали синтетичного походження. Властивості тканин синтетичного походження

Пригадай, що тобі вже відомо про...

• матеріали рослинного походження;
• матеріали тваринного походження;
• матеріали хімічного походження.

А чи знаєш ти...

• Речі з якого матеріалу не потрібно прасувати?
• Яка тканина буде водночас міцною, водонепроникною, стійкою до деформації та довговічною?
• З якого матеріалу найдоцільніше виготовляти одяг для активного відпочинку та спорту?

Відомості про волокна синтетичного походження. На початку XX ст. виникла потреба в нових матеріалах, які були б механічно міцні, термостійкі, витримували б агресивні середовища та були стійкими до деформації. У 30-х роках XX ст. були розроблені методи синтезу волокноутворювальних речовин із такими властивостями, а в 40-х роках виготовили перші синтетичні волокна.

Синтетичні волокна формують з розплавів або розчинів полімерів, отриманих шляхом реакцій синтезу (полімеризації або поліконденсації) з природних низькомолекулярних сполук (мономерів). Як вихідну сировину для отримання синтетичних волокон використовують продукти переробки нафти, кам’яного вугілля і природного газу.

Волокна — тонкі непрядені нитки, які виробляють із природних (рослинного, тваринного чи мінерального походження) або синтетичних полімерів і використовують, зокрема, для виготовлення пряжі та текстильних виробів.

Полімери — природні та штучні високомолекулярні сполуки.

Мал. 1.1. Виробництво синтетичного волокна

Мал. 1.2. Формування волокна з подальшим витягуванням

Мал. 1.3. Обробка сформованих волокон

Види синтетичних волокон. Сьогодні існує кілька тисяч видів синтетичних волокон, і число їх щороку збільшується. До найбільш відомих і поширених належать поліефірні (лавсан, кримплен); поліуретанові (лайкра, дорластон); поліамідні (нейлон, дедерон, капрон); поліакрилонітрильні (нітрон, акрил), поліолефінові (поліетилен, пропілен), полівінілхлориді (хлорин, тевірон), полівінілспиртові (вінол, мтилан) волокна, виробництво яких розвивається швидкими темпами.

Ми живемо в суспільстві, де технології є дуже важливою частиною нашого повсякденного життя. І всі вони починаються з іскор у чиїйсь голові. Ідея чогось, чого раніше не існувало, але що одного разу буде винайдено, може змінити все.

Натан Мірволдом, колишній технічний директор Microsoft, генеральний директор Intellectual Ventures

З історії виготовлення синтетичних матеріалів

Воллее Г’юм Карозерс (1896-1937) — американський учений, винахідник і провідний хімік-органік компанії DuPont. Винайшов спосіб отримання полімерного матеріалу — нейлону.

У 1935 р. у Великобританії Джон Вінфілд та Джеймс Діксон у фірмі Calico Printers Association Ltd розпочали дослідження для створення поліетилентерефталату (лавсану).

У перший день появи нейлонових панчіх у США 1940 р. було продано понад 720 тисяч пар, а через рік ця цифра зросла до 64 мільйонів. Жінки дуже швидко оцінили переваги нового матеріалу: нейлонові панчохи були пружними, але не витягувалися на колінах та п’ятах і не спадали, на відміну від шовкових.

Протягом Другої світової війни виробництво нейлонових панчіх було тимчасово призупинено, оскільки нейлон використовували для військових потреб, зокрема для виробництва парашутів і наметів. Але після закінчення війни попит на панчохи знову зріс до нечуваних масштабів.

Панчохи з нейлону, які стали найпершим синтетичним одягом в історії, дали початок цілій синтетичній індустрії 1960-х рр., коли виробники нейлону знайшли спосіб зробити матеріал більш еластичним шляхом його опресування за допомогою високої температури та додавання до нього нового синтетичного матеріалу — спандексу (лайкри).

Сьогодні нейлон використовують у виробництві не лише панчіх, а й величезної кількості продукції, у тому числі баскетбольних корзин, килимового покриття, одягу, волосіні, струн для гітари та інших музичних інструментів, хірургічних ниток, струн для тенісних ракеток, оббивного матеріалу для салонів автомобілів і багато іншого. Нейлон побував навіть на Місяці. Американські астронавти, що висадилися на супутник Землі в 1969 р., були вдягнені в скафандри, у складі яких є нейлонове волокно, а прапор, який Ніл Армстронг встановив на Місяці, був виготовлений із нейлону.

Лавсан. Основні властивості — міцність, зносостійкість; він чудово утримує форму, не вигорає, стійкий до дії вологи (погано її вбирає) та кислотних і слаболужних середовищ, може витримати тривалий вплив дуже високих температур (до 170 °C).

Вироби з цього матеріалу нагадують вовняні. Але, на відміну від них, вони набагато міцніші, не ушкоджуються міллю, мають меншу пилоємність і пилопроникність та стійкіші до стирання.

З лавсану виготовляють фіранки до ванних кімнат, дощовики, плащі, скатертини, серветки тощо. У поєднанні з вовною, льоном, бавовною його також використовують для виготовлення тканин, що не мнуться, трикотажу, гардиново-тюлевих виробів та фільтрувальних і прокладкових матеріалів.

У різних країнах лавсан має різні назви: • Україна —> лавсан; • США —> дакрон; • Японія —> теторон; • Німеччина —> милар; • Великобританія, Франція —> терилен

Мал. 1.4. Вироби з лавсану: а — плащ-дощовик; б — фіранка до ванної кімнати; в — скатертина

Кримплен. Назва цього матеріалу походить від назви долини Кримпл (Великобританія), де була розташована лабораторія компанії Imperial Chemical Industries (ІСІ), у якій його розробили.

Синтетичні нитки для кримплену розробляють із текстурованого поліефіру, зазвичай лавсану. Метод псевдокрутки і повторна термообробка надають їм об’ємності та м’якості, створюючи ефект вовни. Сам матеріал, завдяки високій хімічній стабільності, має сприятливі гігієнічні та фізичні властивості, зокрема не виділяє шкідливих речовин, забезпечує теплозахист і повітропроникність.

Кримплен застосовують для виготовлення верхнього одягу, суконь, спідниць і купальних костюмів. Вироби з нього мають гарний вигляд, низьку зминальність, високу еластичність, зносостійкість і зручність у носінні та догляді. Недоліки кримплену: електризувальність, незначна гігроскопічність, жорсткість. Одяг з кримплену не рекомендовано носити в спекотні літні дні: синтетична тканина перешкоджає випаровуванню, недостатньо вбирає піт. У кримпленових виробах душно, а шкіра, яка тривалий час залишається вологою, легко піддається подразненню.

Нейлон. Це синтетичний матеріал, що складається з поліамідів; перший синтетичний полімер, фізичні властивості якого перевищують якості деяких металів.

Мал. 1.5. Бальна сукня з нейлону

Нейлон легкий, еластичний, стійкий до зношування, дії вологи та інших кліматичних чинників, а також багатьох хімічних речовин (але руйнується кислотами) та ушкодження міллю.

Завдяки високій витривалості цей матеріал використовують у виробництві спортивного, туристичного одягу. З нейлону також виготовляють струни для деяких музичних інструментів, зокрема для гітари.

Існує версія, що слово «нейлон» походить від назв міст Нью-Йорк і Лондон (nylon = New York + London). Є також думка, що це слово — абревіатура від New York Lab of Organic Nitrocompounds, проте достовірні відомості про це відсутні.

Нітрон. Уперше цей матеріал було отримано в 1947 р. Для надання волокнам більшої міцності та еластичності їх витягують на 400—1200 % за температури 100—150 °C, а потім термофіксують для підвищення теплостійкості та зниження зсідальності. Перевагами нітрону є міцність, зносостійкість і дешевизна, недоліками — низькі еластичність і стійкість до дії хімічних реагентів, а також негігієнічність.

Нітронові волокна в чистому вигляді використовують для виробництва високооб’ємної пряжі, вовноподібних тканин і трикотажу, штучного хутра, ковдр, килимів, гардинних виробів; у суміші з вовною — для виготовлення тканин для пальт, суконь, костюмів, трикотажних полотен тощо. Нітрон також застосовують у виготовленні різних технічних виробів.

Мал. 1.6. Шуби зі штучного хутра

Лайкра. Волокно синтетичного походження, розроблене компанією DuPont (США). В Америці воно відоме під назвою «спандекс», а в Європі — «еластан».

Мал. 1.7. Українська гімнастка Ганна Різатдінова в костюмі з лайкри

Властивості лайкри: висока еластичність; легкість поєднання з іншими нитками (завдяки надзвичайно малому діаметру волокна); повітропроникність; зносостійкість; драпірувальність; легкість; незначна зминальність; низька пилоємність і пилопроникність; хороша стійкість до впливу зовнішніх чинників (не линяє, не вигоряє під дією ультрафіолетових променів, не руйнується у воді, у тому числі морській, що дуже важливо для купальних костюмів).

Лайкру найчастіше додають до складу інших тканин у різному відсотковому співвідношенні (що вищий відсоток вмісту волокон лайкри, то більш еластичним і зносостійким та менш зминальним буде матеріал). Лише 2 % достатньо, щоб змінити характеристики тканини.

Тканини й одяг майбутнього

Науковці всього світу невтомно експериментують, розробляючи дедалі новіші та сучасніші матеріали для одягу. Сьогодні інтелектуальні тканини, створені за високими технологіями, можуть регулювати потовиділення, серцебиття і дихання, нагріватися або охолоджуватися, змінювати колір або малюнок, реагувати на рух, самоочищуватись і самовідновлюватись, містити аромакапсули або зволожувальні частки тощо. Поки що такі інноваційні матеріали коштують дорого і не мають масового поширення, але прогрес триває.

Мал. 1.8. Одяг-спрей

А іспанський модельер Манел Торрес у співпраці з ученими-хіміками придумав перший у світі одяг-спрей, який після нанесення на тіло можна зняти, випрати і носити знову. Диво-тканина складається з коротких волокон, змішаних із розчинником, що дає змогу розпорошувати її з балончика під високим тиском. Матеріал практично миттєво твердне і за допомогою нього можна створювати одяг не лише з різною текстурою, а й із усілякими орнаментами і візерунками.

Використання матеріалів, виготовлених із синтетичних волокон, у виробництві. Синтетичні волокна використовують для герметизації та ущільнення апаратів, які працюють в агресивних умовах. Використання синтетичних волокон як сполучного матеріалу веде до зменшення опору ізоляції. У виробництві дедалі частіше використовують саме синтетичні волокна, які мають високу міцність та стійкість до дії агресивних хімічних реагентів, а отже, триваліший термін використання. Також термостійкі синтетичні волокна можна застосовувати за температури до 250 °C. Усе це сприяє ефективності виробничих процесів та надає їм економічних переваг.

Надміцний синтетичний матеріал

Синтетичний матеріал кевлар, який у п’ять разів міцніший на розрив, ніж сталь, використовують для виготовлення куленепробивних курток і жилетів, а також у суднобудуванні й авіаційній промисловості.

Лабораторно-практична робота

Дослідження матеріалів синтетичного походження

Мета роботи: дослідити властивості матеріалів синтетичного походження; розробити й відпрацювати прийоми та методи проведення експериментів з матеріалами синтетичного походження.

Матеріали, інструменти: зразки тканин синтетичного походження, посудина з водою, лупа, ножиці, спиртовий пальник, пінцет.

Послідовність виконання роботи

1. Розглянь зразки тканин.

2. Визнач властивості, які потрібно дослідити. Обговори проблеми в групі.

Властивості	Так / Ні
Міцність
Зминальність
Намочуваність
Гладкість
Еластичність
Легкість
Стійкість до зовнішніх чинників
Брудовідштовхувальна властивість
Зносостійкість
Драпірувальність
Жорсткість
Електризувальність
Повітропроникність
Водотривкість

3. Обґрунтуй вибір методів і засобів визначення властивостей зразків матеріалів.

4. Склади план проведення роботи.

Я буду виконувати такі експерименти та досліди:

• а) ________;
• б) ________;
• в) ________.

5. Проведи заплановані експерименти.

6. Заповни таблицю.

Властивості	Зразок 1	Зразок 2	Зразок 3

7. Зроби висновки.

Ключові поняття: синтетичне волокно, нейлон, лайкра, лавсан, нітрон.

• 1. Які матеріали синтетичного походження ти можеш назвати?
• 2. Які існують види синтетичних волокон?
• 3. З яких речовин виготовляють синтетичні волокна?
• 4. Які властивості притаманні синтетичним матеріалам?

Теми пошукових, дослідницьких та інформаційних проектів:

«Сукні з кримплену та нейлону XX століття. Які вони були?»

«Чому влітку під сукні із синтетичних матеріалів рекомендують одягати білизну з бавовни або віскози?»

«Інтерв’ю». У парах поділіть ролі — «журналіста» і «фахівця з матеріалів синтетичного походження». «Журналіст» готує запитання і ставить їх «фахівцеві». Потім міняються ролями.

«Презентація матеріалу». Об’єднайтесь у групи та в кожній групі оберіть для вивчення один з матеріалів синтетичного походження (1-ша група — «нейлон», 2-га — «нітрон», 3-тя — «кримплен» тощо). Необхідно підготувати презентацію досліджуваного матеріалу. Використовуйте такі вислови: «Цей матеріал потрібен...»; «Якби не було цього матеріалу, то...»; «Матеріал застосовують...»; «У майбутньому слід чекати ...»

• 1. Збери колекцію взірців синтетичних матеріалів. Поміркуй, як можна зробити її доступною для багатьох людей.
• 2. Створи виріб, у якому були би представлені різні синтетичні матеріали.
• 3. Напиши статтю «Такі корисні синтетичні матеріали» та розмісти її в Інтернеті.
• 4. Знайди найближче підприємство, що виготовляє матеріали синтетичного походження; зроби презентацію продукції, яку воно випускає.