План

                                               Бинарного урока

Дисциплина:  Гидротермическая обработка и консервирование древесины +Химия +Экологические основы природопользования

Группа 310

Специальность: 250401 Технология деревообработки

Группа 100

Профессия: 250401.06 Контролер полуфабрикатов и изделий из древесины

Тема программы: № 6 (8 часов) Пропитка древесины.

Тема занятия: «Средства защиты древесины. Антисептики, антипирены».

Предлагаемый урок является одним из курса теоретических занятий по теме «Пропитка древесины». Конспект урока содержит теоретическую информацию по различным видам средств защиты древесины и о принципе процесса защиты в доступном для усвоения студентами виде. В процессе вводного инструктажа обобщаются знания по данной теме, изученные на предыдущих уроках, более углублённо рассматриваются способы пропитки древесины, актуализируется внимание на значимости изученных средств защиты древесины и принципов их работы, для эффективного выполнения поставленных производственных задач.

Данный план бинарного урока содержит план учебной деятельности студентов: познавательная, моделирующая деятельность, процесс овладения конкретными операциями по пропитке и обработке, проблемно-поисковая деятельность, при разработке предложений по рационализации процесса пропитки древесины.

Цели занятия:    

1. (образовательная)

-       Углублённо рассмотреть  различные виды средств защиты древесины, такие как антипирены и антисептики,

-       Изучить процессы работы средств защиты древесины.

-       Обобщить знания студентов по разделу «Пропитка древесины».

2. (развивающая) развить умение анализировать рабочую ситуацию, осуществлять текущий контроль, оценку и корректировку собственной деятельности, нести  ответственность за результаты своей работы.
3. (воспитательная) привить критическое отношение к существующим технологиям и желание рационализировать процесс.

Материальное и дидактическое обеспечение занятия:

1.     Мультимедийное оборудование (экран, проектор, персональный компьютер)

2.     Образцы различных пород древесины, различной степени пропитки. Результаты лабораторного опыта, проведенного совместно с обучающимися (по пропитке древесины красящимися жидкостями)

3.     Презентация «Средства защиты древесины. Принцип действия».

Данный пакет методического сопровождения позволяет педагогу в полной мере раскрыть содержание темы занятия.

Межпредметные и внутри предметные связи:

-       Древесиноведение и материаловедение,

-       Химия,

-       Метрология, стандартизация и сертификация,

-       Безопасность жизнедеятельности.

Информационное обеспечение занятия:

1.     Серговский П. С., Расев А. И. - Гидротермическая обработка и консервирование древесины: Учебник для ВУЗов.- М.:  Издательство «Форум» - 2010, 416 стр.

2.     Кречетов, И. В. Сушка и защита древесины : учебник для техникумов/ И. В. Кречетов. – Москва : Лесная промышленность, 1987. - 328 с.

3.     Интернет – ресурсы:

-       http://spb-antiseptik.ru/company_faq Официальный сайт ООО «БиоОгнеЗащита»

-       http://www.youtube.com/watch?v=t85RGzeABfI
О новинках с выставки «ОСМ-2014»(ForumHousTV) на рынке материалов по защите древесины

-       http://www.youtube.com/watch?v=AkWLnlVG76Y
Видео «Защита древесины от огня»

-       http://www.bibliotekar.ru/sushka-drevesiny-2/index.htm Электронная библиотека

Использование интернет - ресурсов  во время урока позволяет показать новинки и принцип действия современных средств защиты древесины от разрушающих факторов, таких как дереворазрушающие и деревоокрашивающие грибы, насекомые, огонь.

Иллюстрационный материал:

1.     Результаты лабораторного опыта, проведенного совместно с обучающимися (по пропитке древесины красителями)

2.     Презентация содержащая основную–тезисную информацию о новинках огне- и биозащитных составах; схемы,  поясняющие принцип воздействия разрушающих факторов на древесину, химические реакции, поясняющие принцип работы защитных составов, видио с наглядным показом работы антипиренов. 

Использование на занятиях результатов лабораторно-практических работ позволяет максимизировать значимость проведенной ранее самостоятельной работы студентов, закрепляет очередность проведения операций, конкретизирует результаты работы, каждый студент может использовать свои результаты для подтверждения результата и достижения поставленной задачи.

Время занятий: 2 часа

Вид урока: Комбинированный

Тип урока: Урок  «открытия» нового знания.

Метод урока: Репродуктивный, исследовательский, частично-поисковый.

Формы проведения занятий: комбинированный урок, урок изучения нового материала в виде лекции, беседы, сопровождаемым видео-аудио-фото материалом.

Формируемые компетенции:

ПК 1.2. Составлять карты технологического процесса по всем этапам изготовления продукции деревообрабатывающих производств.

ПК 1.3. Организовывать ведение технологического процесса изготовления продукции деревообработки.

ПК 1.4. Выполнять технологические расчеты оборудования, расхода сырья и материалов.

ПК 1.5. Проводить контроль соответствия качества продукции деревообрабатывающего производства требованиям технической документации.

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Ход урока.

1.     Организационный момент

-         Приветствие педагога.

-         Рапорт дежурного о готовности студентов к уроку.

-         Осмотр внешнего вида студентов. Проверка наличия спец. одежды.

-         Проверка наличия инструментов и их исправности

2.     Вводный часть

                         Сообщение темы и цели (рассказать о значении данной работы для освоения специальности)

                         Проверка знаний студентов (фронтальный опрос)

Фронтальный опрос проводиться с  целью активизации знаний и проверки готовности студентов к изучению данной темы более углублённо.

                        Объяснение нового материала.

План – конспект.

Дерево это живой организм. В процессе заготовки и переработки древесины для защиты древесины необходимо знать ее врагов.

А биологических врагов у дерева немало. Это и плесень и водоросли и бактерии и грибы с лишайниками. Все они - кто медленнее, кто быстрее - разрушают дерево, но почти со всеми из них можно бороться с помощью антисептических составов. Исключением из этого правила являются грибы-сапрофиты, являющиеся причиной столь широко распространенной гнили. Здесь нужны комплексный подход к защите древесины.

Средства защиты пиломатериалов и бревен в виде антисептиков или антипиренов должны использоваться уже на стадии первоначальной заготовки и переработки дерева на бревна и пиломатериалы (доски). Сейчас бурно развивается рынок производства деревянных домов из оцилиндрованного бревна и профилированного бруса. Необработанные средствами защиты (антисептиками) пиломатериалы и бревна быстро начинают терять свои первоначальные качества в результате природных биологических факторов. Потеря товарного вида пиломатериалов и бревен очень сильно сказывается на качестве и сортности пиломатериалов (досок) и особенно оцилиндрованного и рубленного бревна. В результате, (в разы) снижается стоимость пиломатериалов, особенно если они успели "зацвести" в результате деятельности деревоокрашивающего грибка и стали подвержены плесени и другим вредным грибкам.

Чтобы снизить эти отрицательные факторы рекомендуется производить обработку средствами защиты.

Защита древесины от загнивания и поражения насекомыми. Существует определенные конструктивные меры для предотвращения загнивания древесины — изоляция ее от грунта, каменной кладки, бетона, устройство проветривания деревянных конструкций, защита от атмосферных осадков лакокрасочными покрытиями или гидроизоляционными материалами. Но эти меры не всегда могут полностью предохранить древесину от увлажнения и возникает необходимость  антисептирования  деревянных материалов и изделий.

Согласно ГОСТ 20022.1-90 (СТ СЭВ 6829-89) ЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ и то и другое является химической защитой древесины:

37. Химическая защита древесины.

Защита древесины с использованием химических средств, предотвращающих, затрудняющих или прекращающих разрушение объекта защиты.

однако ГОСТ различает:

38. Антисептирование поверхности древесины.

Химическая защита древесины, предусматривающая нанесение защитного средства на поверхность объекта защиты, не рассчитанная на его проникновение в глубь объекта защиты.

39. Консервирование древесины. 

Химическая защита древесины, предусматривающая обработку защитным средством и рассчитанная на его проникновение в глубь объекта защиты.

Все способы защиты древесины производятся по средствам пропитки древесины защитными растворами. Давайте рассмотрим результаты нашего опыта по пропитке древесины в жидкостях-красителях.
Вспоминаем!

 ОПЫТ: 2 недели назад мы растворили красители разного качества в колбах с водой (зеленый, красный, сиреневый) и погрузили в каждую колбу по 2 образца древесиной породы, примерно одинаковых по размеру, одинакового породного состава (Ель)(т.к. для чистоты опыта древесина должна обладать одинаковыми физико-механическими свойствами), после чего один из образцов был извлечен и помещен в сушильную камеру на 72 часа(до полного высыхания), после чего был произведен продольный ракрой образца, для определения качества пропитки.

Для более наглядного объяснения используются результаты лабораторного опыта, проведенного совместно с обучающимися (по пропитке древесины красителями)

Антисептики — это химические вещества, которые убивают грибы, вызывающие гнили, или создают среду, в которой их жизнедеятельность прекращается. Антисептики должны обладать токсичностью только по отношению к грибам и быть безвредными для людей и животных, не ухудшать качества древесины, по возможности не вызывать коррозию металлических креплений.

Можно подразделить антисептики на водорастворимые, применяемые только в сухих условиях, главным образом внутри помещений, и нерастворимые в воде, -  маслянистые, применяемые для антисептирования шпал, столбов, свай. Также применяют иногда препараты, растворимые в зеленом масле, мазуте, керосине и сольвент-нафте.

К маслянистым антисептикам относятся: антраценовое, креозотовое и сланцевое масла. Они не растворяются в воде, не вызывают коррозию металла, но скрашивают древесину в бурый цвет. Это темно-коричневые жидкости с резким запахом и сильными токсическими свойствами. Применяются они для пропитки шпал, деталей мостов, свай, деревянных подводных конструкций и др.

Для борьбы с дереворазрушающими насекомыми используют главным образом химические средства, ядовитые вещества, убивающие насекомых и их личинки. Древесину обрабатывают опрыскиванием, обмазкой, пропиткой, опылением порошками или окуриванием газами.

Более подробно о принципе действия Антисептиков расскажет преподаватель химии и экологии природопользования Ядыкина Л.А.

Защита древесины от возгорания. Древесина относится к легковозгораемым материалам. Ее возгорание происходит при температуре 260 - 290С, а при нагревании выше 350°С она может воспламенится из-за выделяющихся газов, поэтому деревянные конструкции удаляют от источников нагревания; деревянные элементы покрывают штукатуркой или облицовывают несгораемыми материалами (например, асбестоцементными); окрашивают огнезащитными красками или пропитывают специальными веществами — антипиренами.

 Огнезащитное действие антипиренов основано на том, что при нагревании древесины одни из них образуют оплавленную пленку на поверхности древесины, а другие — выделяют негорючие газы, оттесняющие воздух и выделяемые деревом при нагревании горючие газы от поверхности древесины. В качестве антипиренов применяют буру, хлористый аммоний, фосфорнокислый натрий и аммоний, сернокислый аммоний. Обработка антипиренами производится теми же способами, что и антисептирование.

Более подробно о принципе действия Антиперенов и Антисептиков расскажет преподаватель химии и экологии природопользования Ядыкина Л.А

Древесина – механически и химически очень прочное соединение, она не растворяется в воде и обычных растворителях. Древесину поражают грибы, водоросли, бактерии, насекомые.  Для защиты древесину обрабатывают антисептиками.

антисептики

К маслянистым антисептикам относится

креозот - смесь органических соединений, производных фенола (карболовой кислоты), получаемых при сухой перегонки дерева (смолы бука) или каменноугольного дёгтя. В последнем случае получается креозотовое масло – почти бесцветная жидкость с острым запахом, применяется для пропитки древесины с целью придания ей стойкости против гниения. Эти вещества являются лучшими  антисептиками.

                Демонстрация коллекции «Каменный уголь»

Креозот состоит из фенолов и их эфиров, а так же нафталина и антрацена

Нафталин   С₁₀Н₈

Антрацен   С₁₄Н₁₀

                               Фенол.  Карболовая кислота   С₆Н₅ОН

Для борьбы с дереворазрушающими насекомыми используют главным образом химические средства, ядовитые вещества, убивающие насекомых и их личинки. Шпалы, пропитанные, креозотовым маслом служат в пути до 30 лет, в то время как непропитанные приходят в негодность через 6 – 7 лет.

                            Водорастворимые  антисептики

Водорастворимыми антисептиками являются сульфат меди (2), аммиачный раствор гидроксида меди (2)

n C₆H₁₀O₅+ Cu(OH)₂  +  NH₃ + H₂O                       n H₂O + [(C₆H₉O₄)O Cu]_n

                           Защита древесины от возгорания

Вопрос: Какими химическими и биологическими свойствами обладает древесина?

Древесина содержит основную массу целлюлозы, которая обозначается химической формулой (C₆H₁₀O₅)_n

1. Древесина горит с образованием углекислого газа и воды

(C₆H₁₀O₅)_n + n O₂             n CO₂    + n H₂O

2.Целлюлоза подвергается гидролизу в присутствии катализатора серной кислоты H₂SO₄ с образованием глюкозы.

(C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O           n C₆H₁₂O₆

3. Гидролиз целлюлозы под действием микроорганизмов приводит к разрушению растительных остатков, построек. Грибки разрушают клетчатку до двуокиси углерода и воды.

(C₆H₁₀O₅) _n + n O₂            n CO₂    + n H₂O

Древесина относится к легковозгораемым материалам. Её возгорание происходит при температуре 260 – 290 C, а при нагревании выше 350⁰C она может воспламениться из-за выделяющихся газов, поэтому деревянные конструкции удаляют от источников нагревания. Деревянные элементы пропитывают специальными веществами – антипиренами. В качестве антипиренов применяют буру, хлористый аммоний, фосфорнокислый натрий и аммоний, сернокислый аммоний.

Демонстрация образцов перечисленных выше антипиренов.

В качестве примера антипирена рассмотрим хлористый аммоний. Проводим опыт. Готовим 50 мл 5% раствора  NH₄Cl

 1.Расчитываем массу NH₄Cl

100 г раствора – 5 г NH₄Cl

50 г раствора – x г NH₄Cl

x=  = 2,5 г (NH₄Cl)

2. Взвешиваем на весах 2,5г NH₄Cl

3.Расчитываем массу H₂O

50 – 2,5 = 47,5 мл

4. В химический стакан пересыпаем 2,5 г NH₄Cl и приливаем 47,5 мл воды.

5. Опускаем лучину в раствор NH₄Cl и выдерживаем некоторое время, затем сушим на воздухе.

Поджигаем обработанную и необработанную раствором NH₄Cl лучины и наблюдаем.

Обработанная лучина не горит, а не обработанная раствором NH₄Cl лучина возгорается. Это можно объяснить тем, что при нагревании NH₄Cl разлагается на аммиак и хлороводород. Эти вещества не горючи.

 NH₄Cl         NH₃  +  H Cl

Выделяющийся аммиак в процессе разложения NH₄Cl собираем в пробирку. Растворяем его в воде и добавляем каплю фенолфталеина. Появляется малиновая окраска, т. к. аммиак проявляет слабые основные свойства       NH₃  +  HOH    =     NH₄OH

Сущность пропитки защитными растворами в автоклавных установках можно пронаблюдать на схеме

Использование интернет – ресурсов для иллюстрации принципа действия современных средств защиты древесины от разрушающих факторов, таких как дереворазрушающие и деревоокращивающие грибы, насекомые, огонь.

-       http://www.youtube.com/watch?v=t85RGzeABfI
О новинках с выставки «ОСМ-2014»(ForumHousTV) на рынке материалов по защите древесины

-       http://www.youtube.com/watch?v=AkWLnlVG76Y
Видео «Защита древесины от огня»

Интернет-ресурсы разноплановы и многообразны и требуют детальной проверки, т.к. существует вероятность наличия технологических ошибок, нарушения последовательности выполнения работ. Но их использование позволяет педагогу иллюстрировать свой рассказ о средствах защиты древесины иностранного производства, которые в настоящее время преобладают на российском рынке, а также непосредственно показать практическое применение растворов – взаимодействие с огнем, что повышает интерес к теме занятия и к выбранной специальности в целом.

Актуализации внимания на опасные факторы при выполнении при пропиточных работ!

Опасные факторы:

1.     Поражение горячей жидкостью.

2.     Поражение глаз и открытых поверхностей кожи рук.

3.     Отравление вредными газами и пылью.

7. Закрепление нового  материала

Фронтальный опрос студентов по основным разделам урока:

-       В чем сущность процесса антисептирования?

-       Чем антисептирование отличается от консервирования древесины?

-       В чем сущность процесса работы антипиренных составов?

-       Перечислите достоинства и недостатки пропитанной древесины

5.     Заключительный инструктаж.

Подведение итогов урока.

ü    Сообщение о достижении цели урока.

Рефлексивная деятельность 

Постановка новой задачи для закрепления изученного материала, повторения последовательности проведения технологических операций!

 Давайте попробуем рационализировать процесс пропитки древесины защитными составами!

Как можно ускорить процесс пропитки?

Какие составы лучше применять?

ü    Анализ соблюдения правил Т/Б.

ü    Совместный анализ качества формируемых на занятиях общих и профессиональных компетенций

ПК 1.2. Составлять карты технологического процесса по всем этапам изготовления продукции деревообрабатывающих производств.

ПК 1.3. Организовывать ведение технологического процесса изготовления продукции деревообработки.

ПК 1.4. Выполнять технологические расчеты оборудования, расхода сырья и материалов.

ПК 1.5. Проводить контроль соответствия качества продукции деревообрабатывающего производства требованиям технической документации.

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Необходимо обратить внимание студентов на то, через какие производственные задания формировались  профессиональные и общие компетенции.

ü    Сообщение оценок обучающимся.

ü    Сообщение обучающимся темы следующего урока и выдача домашнего задания.

Дом.задание:

повторить пройденный материал по конспекту.

В качестве результата можно рассматривать следующее:

1.    На протяжении всего урока студенты демонстрировали высокую активность, проявляли устойчивый интерес к выбранной специальности.

2.    Студенты показали достаточно высокий уровень теоретической подготовки,

3.    В процессе рефлексивной деятельности студенты проявляли активный интерес, в процессе обсуждения использовали профессиональную терминологию, проводились параллели с производственной  деятельностью на предприятиях района и области.

4.    На основании всего вышесказанного можно сделать вывод, что цели занятия достигнуты!

Мастер п/о:                                                       Макарова Елена Васильевна

Преподаватель химии и

экологии природопользования:               Ядыкина Людмила Алексеевна