Проект на тему: "ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И ПОВЕРХНОСТНОЙ СТРУКТУРЫ ПОСУДЫ «TUPPERWARE»"

Управление образования

Городского округа «Александровск – Сахалинский район»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа № 6

Исследование свойств

и поверхностной структуры посуды «Tupperware»

(проект)

Составитель: Лияськин Алексей Сергеевич,

муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

 средняя общеобразовательная школа № 6

г. Александровск- Сахалинский

Класс:  9Б

Научный Руководитель: Панова Анна Викторовна,

учитель истории и обществознания

МБОУ СОШ № 6

г.Александровск-Сахалинский

2011 г.

                                                             Введение

Актуальность темы. Современные условия жизни предъявляют все новые требования ко многим аспектам жизни человека, в том числе к ведению домашнего хозяйства. Например, семьи предпочитают закупать продукты сразу на неделю, что приводит к проблеме их хранения. У работающих  женщин  остается все меньше времени на приготовление еды, поэтому актуальным становится применение кухонных приспособлений, способствующих быстроте приготовления. Одной из компаний, предлагающих подобную продукцию, является компания Tupperware. Многие семьи в Европе имеют хотя бы одно изделие Tupperware в своем доме. Преимущество посуды Tupperware в том, что она одинаково безвредна для природы и человека при этом позволяет держать пищу свежей и полезной, бережно сохраняя её свойства.

Изделия Tupperware используются ежедневно. Но не все люди знают, какое количество исследований предшествовало созданию этих известных изделий. Свойства посуды Tupperware в первую очередь обусловлены материалом, из которого изготовлена посуда. Состав этого материала – это не  пластмасса, а специальный полимер.

 Цель работы: исследовать свойства и поверхностную структуру посуды Tupperware.

Задачи исследования:

- исследование  поверхностной структуры  изделий Tupperware  методом атомно-силовой микроскопии

- изучить литературные и другие  информационные источники, описывающие основные свойства посуды Tupperware и полимеров, используемых для ее изготовления;

- проведение экспериментов для изучения некоторых свойств изделий Tupperware;

- анализ информации и экспериментальных  данных;

Объект исследования  -  посуда Tupperware.

Предмет исследования - свойства посуды Tupperware и поверхностная структура материала, используемого для  ее изготовления.

Методы исследования: изучение литературных и других информационных источников, проведение экспериментов, анализ информации и результатов.

Работа состоит из введения, части I, части II , заключения, списка литературы и .приложений.

Часть 1. Свойства посуды и материалов Tupperware

1.1.Основные свойства посуды Tupperware

Tupperware-всемирно известный производитель эксклюзивной высококачественной посуды для дома и кухни. Разработку, производство и распространение продукции осуществляет материнская компания Tupperware Brands Corporation.

История компании началась, когда учёный-химик Эрл Таппер в 1947 году представил свои продукты из высококачественных полимеров на американский рынок. В то время пластмасса как практичный полезный материал находилась только в начале своего пути.

Таппер изобрёл новый метод изготовления контейнеров из особого пластика — прочного, лёгкого, гибкого и небьющегося. Если их роняли, они не разбивались, а когда их сжимали, они принимали первоначальную форму.

Свойства данной посуды Tupperware: 

-Отталкивает влагу; (Гигроскопичен)

-Устойчива к воздействию жиров и кислот;

-Герметична

-Уникальная система проветривания, которая позволяет контролировать содержание кислорода, углекислого газа и влаги с учетом особенностей хранящихся продуктов;

- Контейнеры Tupperware® не пропускают посторонних запахов, благодаря чему еда не утрачивает своего первоначального вкуса.

Посуда Tupperware известна во всем мире. Она представлена в различных экспозициях престижных музеев мира, таких, как Музей Современного искусства в Нью-Йорке, Центр Современного искусства Ж. Помпиду в Париже, Галерея Денцу в Токио.

1.2.Свойства материала посуды Tupperware

Свойства посуды Tupperware в первую очередь обусловлены материалом, из которого изготовлена посуда. Состав этого материала – это не  пластмасса, а специальный полимер, разработанный в 1947 году в США химиком Эрлом Сайласом Таппером. Началом деятельности Tupperware стал 1947 год – год основания «Tupper Plastics Company» (первоначальное название компании) и выход на рынок «чудо - миски Эрла Таппера»: изделия из химически нейтрального полимера с герметичной крышкой.

В «чудо - миске» продукты сохраняли свежесть в два или три раза дольше обычного, жидкости не проливались, а приготовленные блюда приобретали совершенно новый вкус. Очищенный полимер, из которого изготовлялись изделия, не содержал вредных  элементов, потому не представлял опасности для здоровья людей.

1. Биологически - химически-нейтральный полимер, не взаимодействующий с продуктами питания.

2. Температурный диапазон классической коллекции от -45С до +90С, а также широкий температурный диапазон использования изделий для микроволновых печей: от -45С до +200С.

3. Уникальная 30-летняя гарантия на прочность изделий и герметичность крышек (при условии правильного использования).

4. Выдающийся дизайн. Продукция компании представлена в экспозициях 14 музеев мира, в том числе в музее Метрополитен в Нью-Йорке, музее Виктории и Альберта в Лондоне, Национальном музее науки и технологии в Милане, музее Декоративного Искусства в Монреале.

5. Знаменитая влаго-воздухонепроницаемая крышка Tupperware, сохраняющая свежесть продуктов и создающая непревзойденное удобство при транспортировке. Она вошла в 100 главных изобретений ХХ века.

Человек давно использует природные полимерные материалы в своей жизни. Полимерные вещества внедрились во все сферы человеческой деятельности – технику, здравоохранение, быт. Ежедневно мы сталкиваемся с различными пластмассами, резинами, синтетическими волокнами.

 Полимерные материалы обладают многими полезными свойствами: они высокоустойчивы  в агрессивных средах, хорошие диэлектрики и теплоизоляторы. Некоторые полимеры обладают высокой стойкостью к низким температурам, другие - водоотталкивающими свойствами и так далее.

Особые механические свойства полимеров:

1)     эластичность — способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки);

2)    малая хрупкость стеклообразных и кристаллических полимеров (пластмассы, органическое стекло);

3)    способность макромолекул к ориентации под действием направленного механического поля (используется при изготовлении волокон и плёнок).

Особенности растворов полимеров:

1) высокая вязкость раствора при малой концентрации полимера;

2)    растворение полимера происходит через стадию набухания.

Особые химические свойства полимеров: способность резко изменять свои физико-механические свойства под действием малых количеств реагента (вулканизация каучука, дубление кож и т. п.).

В зависимости от химического состава, строения и взаимного расположения макромолекул свойства полимеров могут меняться в очень широких пределах. Благодаря механической прочности, эластичности, электроизоляционным и другим свойствам изделия из полимеров применяют в различных отраслях промышленности и в быту. Основные типы полимерных материалов — пластические массы, резины, волокна, лаки, краски, клеи и т.п. Значение биополимеров определяется тем, что они составляют основу всех живых организмов и участвуют практически во всех процессах жизнедеятельности.

1.3 Свойства некоторых изделий Tupperware

Именно с обычных контейнеров Tupperware началось то, что когда-то назвали маленьким чудом и то, к чему сейчас уже привыкли миллионы домохозяек. Благодаря этим контейнерам  появилась уникальная возможность в течение довольно длительного времени хранить скоропортящиеся продукты. Изделия Tupperware  используются и для сервировки. Емкости незаменимы при транспортировке продуктов, так как благодаря герметичным крышкам  можно не бояться, что содержимое контейнеров прольется. Крышки Tupperware обеспечивают воздухо - и влагонепроницаемость. Емкости Tupperware идеально подходят для хранения салатов, творога, соусов, йогурта, супа, моркови, зелени

Часть 2.Исследование свойств и поверхности изделий Tupperware

Опыт №1. Исследование свойств посуды Tupperware

Используемые приспособления и материалы:

1.Контейнер Tupperware,изготовленный из специального полимера (Контейнер №1). 2.Контейнер, изготовленный из обычного пластика (Контейнер №2).

3.Творог жирности 9%.

Ход опыта:  26.11.2011 г. творог  одинаковой массы поместили в  контейнеры и  закрыли плотно крышками. Поместили данные контейнеры в холодильник  и осуществляли наблюдения за состоянием продукта в течение нескольких дней.

Полученные результаты:

В контейнере №1 творог испортился  через 2 суток.

В контейнере №1 творог испортился  через 14 суток.

Вывод: посуда Tupperware действительно способствует более длительному сохранению продукта. (результаты наблюдений представлены в таблице 1 )

Опыт № 2. Исследование свойств термосервирователя  Tupperware

Используемые приспособления и материалы:

1.Контейнер Tupperware,изготовленный из специального полимера (Контейнер №1). 2.Контейнер, изготовленный из обычного пластика (Контейнер №2).

3.Лапша

Ход опыта:

1 Отваривание лапши в металлической кастрюле в течение 4 минут

2 Размещение лапши в  контейнер №1 и контейнер №2 в одинаковом количестве

3 Наблюдение за состоянием лапши

Полученные результаты:

В контейнере №1 лапша приготовилась через 15 минут.

В контейнере №2 лапша осталась недоваренной.

Вывод: термосервирователь Tupperware действительно способствует приготовлению пищи при минимальной термической обработке. (результаты наблюдений представлены в таблице

Опыт№3.Исследование контейнера Tupperware на устойчивость к воздействию уксусной кислоты

Используемые приспособления и материалы:

1.Контейнер Tupperware, изготовленный из специального полимера. (Контейнер №1)

2.Контейнер, изготовленный из обычного пластика. (Контейнер №2)

2.Уксусная кислота 70%.

Ход опыта:

1.Уксусную кислоту одинакового объема размере 50 мл. налили в данные контейнеры.

2.Осуществляли наблюдение за состоянием контейнера в течение 10 минут.

Полученные результаты:

Изменений в состоянии контейнера Tupperware не произошло.

Изменений в состоянии контейнера из обычного пластика не произошло.

Выводы:

Посуда Tupperware и посуда изготовленная из обычного пластика  не поддается воздействию уксусной кислоты 70%.(результаты представлены в таблице 3)

Опыт №4.Исследование посуды Tupperware на воздействие СВЧ волн

Используемые приспособления и материалы:

1.Контейнер Tupperware, изготовленный из специального полимера. (Контейнер №1)

2.Контейнер, изготовленный из обычного пластика.  ( Контейнер №2)

3.СВЧ-печь мощностью 1000 Ватт.

Ход опыта:

1.Поместили Контейнер №1 в СВЧ-печь на 2 минуты.

2.Осуществляли наблюдения за состоянием контейнера №1.

3.Поместили Контейнер №2 в СВЧ-печь на 2 минуты.

4.Осуществляли наблюдения за состоянием контейнера №2.

Полученные результаты:

1.В контейнере №1 под действием СВЧ волн никаких изменений не произошло.

2. Контейнер №2 нагрелся под действием СВЧ волн.

Вывод:

Продукция компании Tupperware не поддается воздействию СВЧ волн.(полученные результаты представлены в таблице 4)

Опыт №5.Исследование поверхностной структуры посуды Tupperware с помощью зондовой микроскопии

Подготовка эксперимента:

Для проведения эксперимента нами были выбраны обычный пластик и специальный полимер, из которого изготовлена посуда Tupperware.

Приборы и приспособления:

1.Сканирующий зондовый микроскоп NanoEducator.(описание представлено в Приложении 5)

2.Поверхность посуды из обычного пластика. (Образец №1)

3.Поверхность посуды Tupperware из специального полимера. (Образец№2)

4.Двухсторонний скотч.

5.Металлические подложки.

Подготовка образцов:

Образец №1 – поверхность посуды из обычного пластика.

Образец №2 – поверхность посуды Tupperware из специального полимера.

Эксперимент №1.Исследование поверхностной структуры посуды из обычного пластика

1.На металлическую подложку с помощью двойного скотча установили образец №1.

2.После этого данный образец установили в NanoEducator .

3.С помощью зондовой микроскопии в режиме АСМ проводили сканирование образца в течение 43 минут.

Эксперимент №2.Исследование  поверхностной структуры посуды Tupperware из специального полимера

1.На металлическую подложку с помощью двойного скотча установили образец №2.

2.После этого данный образец установили в NanoEducator .

3.С помощью зондовой микроскопии в режиме АСМ проводили сканирование образца в течение 40 минут.

Полученные результаты:

Для анализа полученного рельефа мы сделали следующие измерения:

1.Вычислили средний размер между впадинами, которые отражают компоненты в составе образца.

2.Вычислили размер самих впадин.

Из-за небольших неполадок с аппаратурой, мы не смогли сделать точных измерений, но в скором времени продолжим исследования по данному предмету.

Вывод: Поверхностная структура посуды Tupperware оказалась более плотной, чем поверхностная структура посуды из обычного пластика.

Заключение

          Tupperware известнейший мировой бренд по производству полипропиленовых, поликарбонатных и силиконовых ёмкостей для кухни и быта. Производители данной посуды обещают долгую сохранность продуктов в их контейнерах за счет уникального полимера, используемого для покрытия поверхности посуды, герметичности. Уникальной системы проветривания, устойчивости к воздействию жира и кислот. Поэтому очень любопытно было проверить действительность этих обещаний.

        В данной работе мы достаточно подробно рассмотрели результаты проведенных опытов и пришли к выводам:

       Во – первых  был проведен опыт, подтверждающий, что контейнеры Tupperware действительно способствует более длительному сохранению продукта. Эти контейнеры «запирают» свежесть продуктов, которые сохраняются  в 2-3 раза дольше, чем в других.

       Во – вторых было установлено, что термосервирователь Tupperware действительно способствует приготовлению пищи при минимальной термической обработке.

       В - третьих удалось экспериментально установить, что посуда Tupperware не поддается воздействию пищевых кислот.

       В - четвертых  было установлено, что продукция Tupperware не нагревается под воздействием СВЧ волн.

       В – пятых  поверхностная структура посуды Tupperware оказалась более плотной, чем поверхностная структура посуды из обычного пластика.

Поскольку посуда находится в повседневном использование, то исследование в этом направлении представляют большой интерес.

Список использованной  литературы

1. Берлина А.А., Полимерные композиционные материалы: структура,  свойства, технология. СПб.: профессия,2009-556с; 24 см;

2. Блиничева И.Б, Шарнина Л.В., Мельникова Б.Н, Физика и химия волокнообразующих полимеров: учебное пособие. Иваново; 2005-376с.; ил.;21,5см.

3. Козлов П.В., Папков С.П.: Физико-химические основы пластификации полимеров; Москва.1982.

4. Семчиков Ю.Д.: Высокомолекулярные соединения: учебник.2006-368с.;24,5 см.

5. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. Москва.1978.

                                                                              Приложение 1                                                                                                                 

Таблица 1. Результаты исследования посуды Tupperware. (Опыт№1)

Дата.	Контейнер №1.	Контейнер №2.
26.11.2011	Цвет – белый. Консистенция-рассыпчатая. Запах – свежий.	Цвет – белый. Консистенция – рассыпчатая. Запах – свежий.
27.11.2011	Цвет – белый. Консистенция- рассыпчатая. Запах – свежий.	Цвет – белый. Консистенция – творог начал слипаться. Запах – несвежий, кислый,  с признаками начавшейся порчи продукта.
28.11.2011	Цвет – белый. Консистенция- рассыпчатая. Запах – свежий.	Цвет – белый. Консистенция – слипшиеся комки. Запах – резкий, неприятный,  свидетельствующий о начавшемся гниении продукта.

    Приложение 2

Таблица 2.Результаты исследования свойств термосервирователя Tupperware(Опыт№2)

Время наблюдения за состоянием лапши.	Состояние лапши в контейнере №1.	Состояние лапши  в контейнере №2.
5 минут	Недоваренная,  с признаками начинающегося приготовления	недоваренная
10 минут	Появились первые  признаки готовности	недоваренная
15 минут	доваренная	Недоваренная, остывшая

Приложение 3

Таблица 3.Результаты исследования контейнера Tupperware на устойчивость к воздействию уксусной кислоты( Опыт №3)

Время	Контейнер №1	Контейнер №2
2 минуты	Состояние контейнера не изменилось	Состояние контейнера не изменилось
5 минут	Состояние контейнера не изменилось	Состояние контейнера не изменилось
10 минут	Состояние контейнера не изменилось	Состояние контейнера не изменилось

 Приложение 4.

Таблица 4.Результаты исследования воздействия СВЧ-волн на изделия Tupperware(Опыт№4)

Время	Контейнер №1	Контейнер №2
Начальное состояние	Температура - комнатная температура.(около 24 градусов выше нуля)	Температура - комнатная температура. (около 24 градусов выше нуля)
2 минуты	Температура – осталась прежней	Температура – контейнер нагрелся.

        Достижения современной науки и технологии во многом связаны с появлением в

арсенале экспериментаторов принципиально нового инструмента – сканирующего зондового

микроскопа (СЗМ), предоставившего возможность визуализировать, диагностировать и

модифицировать вещество с нанометровым уровнем пространственного разрешения. Именно

благодаря СЗМ, еще недавно казавшиеся фантастическими прямые эксперименты с

отдельными молекулами и атомами стали вполне реальными и даже обычными не только для

фундаментальных исследований, но и для прикладных разработок в нанотехнологии.

       В основе сканирующей зондовой микроскопии и спектроскопии лежит взаимодействие

между твердотельным зондом, приближенным к объекту исследования на некоторое малое

расстояние λ, где λ- характерная длина затухания взаимодействия "зонд-объект".

            Пространственное разрешение СЗМ определяется характерным размером наноконтакта между зондом и образцом и может достигать атомных масштабов. Образно выражаясь, можно сказать, что, если в оптическом или электронном микроскопах образец осматривается, то в СЗМ - ощупывается и обстукивается.

СЗМ NanoEducator позволяет реализовать различные методы измерений туннельной и

«полуконтактной» атомно-силовой микроскопий и может использоваться не только в

учебных, но и в научных целях при исследованиях в области физики и технологии микро - и

наноструктур, материаловедения, катализа, физики и химии полимеров, трибологии,

цитологии и т. п.

Объем 3 л 
Длина 23 см 
Ширина 23 см
Высота 14 см

Размеры вставка
Объем 2,5 л
Длина 21,5 см
Ширина 21,5 см
Высота 9,5 см
Описание:

• Термосервирователь состоит из контейнера, вставки-дуршлага и крышки 4-го класса.
• Термосервирователь имеет гранулированную поверхность, а сверху по его периметру проходит широкий кант, благодаря которому емкость удобно переносить.
• Крышка выполнена таким образом, что оседающий на ней конденсат, минуя дуршлаг, стекает по стенкам емкости прямо на ее дно. Кроме того, крышка защищает фрукты и овощи от насекомых.