Инженерные пластики и изготовление синтетического льда

Содержание

Ледовые катки нравятся всем, но у них есть большое ограничением, ведь лед не тает только при отрицательной температуре. Обычно катки заливают водой зимой, прямо на улице. Благодаря естественным процессам заморозки образуется лед, а более-менее ровная поверхность площадки обеспечивает неплохое скольжение. Люди, проживающие загородом могут на своем участке залить собственные площадки и подготовить для них места, но что делать весь остальной год, когда нет морозов, ведь откладывать коньки – не выход.

Единственное, что приходит на ум, это установка специализированного холодильного оборудования? Ответ неверный, данное оборудование будет стоить непомерно дорого в закупке и обслуживании, не по карману обычному человеку, да и бессмысленно, как правило, подобное оборудование ставят в закрытом павильоне и на него не будет места дома, к тому же оно не такое маленькое.

Решением станет установка синтетического льда и катка, который не потребует никаких дополнительных вложений, кроме стоимости материалов и, возможно, первичных работ по монтажу. К тому же, такие площадки особенно пригодятся для детей. В отличие от ледяных поверхностей, на этих, они могут играть часами с друзьями, не боясь простудиться.

Выбор места

Вначале надо понять, что получится, когда строительство будет завершено? Будет участок, собранный из блоков синтетического льда. В принципе, он может находиться где угодно: дома, на улице, в любом помещении или подвале. На него не особо влияют солнце или влажность, или мороз. Таким образом, искусственный лед совершенно универсален для погодных условий, но кроме того, еще и можно пере разбирать и перемещать из крытой площадки (зимой) на открытую (летом), например. Все это возможно благодаря тому, что весь процесс занимает совсем немного времени. Но начнем по порядку. Для того чтобы построить площадку, вначале определяем место, например, это сад загородного дома.

Первым делом надо будет выронить поверхность. Для этого можно установить любой простой настил из досок или фанеры, или даже залить бетоном, главное, чтобы была ровная, жесткая и не деформируемая поверхность.

Хоккейные тренировки дома

В чем суть опыта и что вам понадобится

Изначально сухой лед имеет газообразное состояние, его формула CO2 знакома каждому из курса химии.

В процессе эксперимента углекислый газ отвердевает, причем для этого ему не приходится превращаться в жидкость с последующим застыванием.

Чтобы произошла кристаллизация, раствор ацетата натрия подвергают нагреванию, а затем охлаждают до комнатной температуры.

Связываясь с водой, ацетат формирует кристаллогидрат, то есть 1 молекула соли объединяется с 3 молекулами воды, по достижении температурной отметки в 90 градусов он активно плавится.

Получается, что лед образуется с выделением тепла, поэтому его еще называют горячим.

Ацетат натрия, он же уксуснокислый натрий, представляет собой кристаллический порошок. Покупать этот реагент необязательно — в домашних условиях его аналог добывают самостоятельно, из пищевой соды и обыкновенного уксуса.

Выбор материала

Выбор материала также важная задача. Все материалы, из которых создается синтетический лед, в том или ином виде являются полиэтиленом. Для того чтобы на листах было хорошее скольжение нужен максимально плотный материал, наподобие СВМПЭ (Сверхвысокомолекулярного полиэтилена) и других подобных. Скажем, разница между ПЕ500 (полиэтилен) и ПЕ1000 и выше (СВМПЭ) будет значительной. Впрочем, в цене материала тоже будет разница, поэтому лучше выбирать на свой вкус и кошелек.

Модели листов, на которых скольжение хуже, как правило, смазываются дополнительной силиконовой смазкой, улучшающей скольжение. Обычные ПНД (Полиэтилен Низкого Давления) тоже продается под видом синтетического льда. На нем можно играть и в хоккей с шайбой, но лучше без коньков, а на роликах. Различные модели высокомолекулярного полиэтилена гораздо лучше справятся с этой задачей с добавлением смазки или даже без нее.

Бывают листы брендированного западного льда, они могут идти как ПЕ5000 и ПЕ7000 на них можно кататься на коньках практически как по льду, однако подобные полимерные листы стоят уже дорого.

Но несмотря на разницу в качестве скольжения, любой материал прослужит долгие годы. И даже если одна из поверхностей истрется, то можно легко перевернуть лист, после чего он будет как новый.

Тренировки в домашних условиях

Дополнительная подготовка хоккеистов на земле.

Каждый профессиональный хоккеист или тренер точно знает, что для улучшения спортивных навыков необходимы регулярные усердные тренировки. Причем, помимо тренировок на льду, необходимо заниматься еще и на «земле», отрабатывая технику броска, дриблинга, обработки шайбы и других элементов хоккея. Раньше спортсмены проводили дополнительные занятия в спорт.залах или на улице с теннисным мячом. Но, согласитесь, теннисный мяч совсем не похож на шайбу и, конечно, с ним не получится отрабатывать большинство упражнений. Однако, прогресс не стоит на месте, и для удобства спортсменов был создан синтетический лед.
Синтетический полимерный материал, созданный для катания на коньках, открыл новые возможности для домашних дополнительных тренировок хоккеистов. Сегодня любой хоккеист, желающий развивать свои игровые навыки, может использовать синтетический лед для тренировок дома. Для этого необходимо приобрести одну или несколько панелей пластикового льда и тогда Вы сможете обустроить тренажер прямо в квартире или доме. Или же, например, если у Вас есть отдельное помещение, свободная комната, гараж или просто навес на участке, Вы можете создать тренировочную зону, поставить ворота и проводить тренировки на коньках.

Сколько места нужно для домашнего катка?

Если у Вас имеется достаточно пространства, наиболее оптимальный размер для домашнего тренировочного катка составит 6х10 метров. Такие габариты катка позволят Вам в коньках отрабатывать такие элементы хоккея, как:

техника катания;
прием и обработка шайбы;
дриблинг;
техника броска

Какой материал использовать в качестве льда?

Подобные дополнительные тренировки приносят гораздо большую пользу, чем занятия на улице с мячиком. И те люди, которые желают воспользоваться возможностью проведения тренировок дома, задаются вопросом, где взять этот пластиковый лед и можно ли сделать синтетический лед своими руками? Сделать что-то самому, конечно, не получится. Можно лишь выбрать материал, который Вы купите и будете использовать для тренировок. На этот счет существует множество споров — многие предпочитают использовать лист из орг.стекла или пнд в качестве льда. Безусловно такой материал стоит сравнительно не дорого и он имеет некоторый коэффициент трения. Однако, такое сырье можно использовать только без коньков и отрабатывать получится лишь некоторые элементы дриблинга и, возможно, бросок. Ограниченность тренировочных возможностей таких материалов заключается в том, что они имеют высокий коэффициент трения, что не позволяет шайбе легко скользить — она переворачивается и передвигается рывками.
Что же тогда делать и какой материал использовать? Единственный материал, который позволит Вам с комфортом проводить домашние тренировки — это высокомолекулярный полиэтилен (PE-500). Синтетический лед делают именно из этого материала, потому что он имеет низкий коэффициент трения-скольжения, что позволяет тренировать любые хоккейные навыки, как в обуви, так и на коньках. Поэтому если Вы хотите сделать домашний тренажер или организовать небольшой тренировочный каток, мы рекомендуем не экономить на пластике, а использовать настоящий синтетический лед, который действительно принесет пользу от тренировок и улучшит Ваши спортивные навыки.

Монтаж синтетического льда

Монтаж листов синтетического льда из любого материала выполняется очень просто, даже без необходимости вызова специалистов. Фактически не нужны никакие особенные инструменты. Каток выкладывается заказанными листами льда, которые скрепляются между собой пазами, совсем как бумажные пазлы.

Обычно, для того чтобы выложить площадку из синтетического льда требуется всего один – два часа. Если поверхность ровная, то после того как один лист встанет в пазы другого, то их линию стыка практически не будет видно, по крайней мере с небольшого расстояния. Для того чтобы листы зашли в пазы используется специальный «мягкий» молоток, который не повреждает пластик, но дает достаточную силу удара.

Творим магию

Этап 1 — добываем ацетат

Питьевая сода, официально именуемая гидрокарбонатом натрия и двууглекислым натрием, замене не подлежит.

Расчет оптимальных пропорций — дело тонкое, здесь пригодятся точные электронные весы.

Приблизительное соотношение таково:

На 200 мл 9-процентного уксуса отмеряют 25,25 г соды;
тому же количеству 30-процентной эссенции соответствует 87,4 г двууглекислого натрия;
если концентрация 70 %, на 200 мл приходится около 210 г порошка.

Этап 2 — превращаем ацетат в горячий лед

Итак, в вашем распоряжении насыщенный раствор. Прогревать его можно на плите или в микроволновой печи, разницы тут нет, важно лишь выпарить лишнюю воду.
Действие должно тщательно контролироваться: как только начнет формироваться корка, нагрев следует прекратить.
Оставьте состав в покое на пять минут; заметив, что корка расширяется и раствор затягивается льдом, влейте несколько капель кипятка.
Перемешайте, добавьте еще чуть-чуть жидкости, повторяйте до полного устранения комочков и льда.
Полученную густоватую массу надо поместить в стеклянную банку и упрятать в холодильник — пусть остывает до комнатной температуры.

В том случае, когда лед делается не из соды с уксусом, а из промышленного порошкового ацетата натрия, поступить надо следующим образом:

Насыпьте кристаллы в обычную воду, из расчета 5 чайных ложек без горки на 3 чайных ложки жидкости, выставьте в микроволновку на 10 секунд.
Добавьте еще столько же времени, проверьте реакцию — грейте до того момента, пока раствор не станет кристально прозрачным.
Крупицы, задержавшиеся на стенках посуды, нужно аккуратно снять, или же просто перелейте раствор в чистую тару.
Дальше всё как обычно — ставьте в холодильник и ждите, пока температура не опустится, как минимум, до комнатной.
Чтобы запустить кристаллизацию, достаточно бросить гранулу сухого ацетата.

Вам будет интересно Тренировка дома: преимущества и недостатки, основные правила, инвентарь, принципы

Как видите, сделать знаменитый сухой лёд можно и без особых химических навыков.

Искусственный снег на основе соды.

Что-то пошло не так

Если в охлажденном растворе ацетата замечены кристаллы или он полностью заледенел, повторите опыт с тем же составом, начиная с разогрева. Убедитесь в том, что теперь кристаллики точно не задержались на стенках посуды.
Раствор подлежит многократному использованию, но, поскольку с каждым разом будет расти его насыщенность из-за выпаривания воды, есть вероятность преждевременной кристаллизации. Чтобы исправить неловкую ситуацию, влейте пол чайной ложки воды и проделайте все заново, начиная с нагрева.
Бывает и так, что кристаллизация не происходит вовсе или протекает очень слабо. Корень проблемы — в недостаточном объёме ацетата: положите неполную добавочную ложечку порошка, и всё пройдет как надо.

Установка бортиков

После того как установлены все листы синтетического льда будет сформирована площадка. В принципе, уже на этом можно остановиться, если предполагается частное использование и никого не напрягает отсутствие бортов. Но если создается некое подобие настоящей ледовой площадки, или дети, например, будут активно играть в хоккей, то нужно будет сделать бортики.

Бортики создаются из другого материала, чаще всего обычного ПНД или стеклопластиков (в зависимости от необходимости выдерживания сверхвысоких нагрузок, профессионального уровня или нет). Основная проблема в том, что все листы создаются для хоккейных коробок и ледовых площадок стандартных размеров, что может не подходить лично вам. В таком случае, закругленные листы придется заказывать где-то отдельно, либо изготавливать площадку исключительно прямоугольной формы.

Листы должны быть надежно закреплены в нескольких местах по всей длине листа, а также фиксированы специальными стойками за ними. Словом, чем больше площадка будет напоминать хоккейную, тем больше будет дополнительной работы. Возможно, для установки продвинутых бортов потребуются руки и инструменты специалистов.

Меры безопасности

Сухой лед не терпит небрежного обращения.

Прежде всего, необходимо обезопасить глаза и руки: безобидное с виду вещество способно оставлять термические ожоги на коже и поражать чувствительные слизистые оболочки, так что без защитных очков и перчаток (на худой конец, полотенца) к нему подходить не стоит.
В большом количестве при нахождении в закрытом пространстве лед становится особенно опасным — вдыхание грозит отравлением двуокисью углерода.
Его нельзя укладывать в переносной холодильник, морозилку или другую тесную емкость (при испарении происходит расширение, что приводит к разрушительным последствиям), перевозить в машине с закрытыми окнами, выбрасывать в мусорное ведро или канализацию.
Пищевое использование, как вы понимаете, категорически запрещено. При интоксикации (типичные симптомы — головная боль, тошнота, рвотные позывы и затруднение дыхания), необходимо срочно обратиться за врачебной помощью.

Внимание! Для утилизации лед переводят в газообразное состояние, оставляя в комнатных условиях или заливая теплой водой; правильная транспортировка — в специальном контейнере или ведре с доступом воздуха.

Уход за готовым катком

Синтетический каток требует минимального ухода, в отличие от настоящего ледового. В обязательном порядке нужно убирать пыль, песок и другие мелкие частицы с постоянной периодичностью, иначе они дадут дополнительную нагрузку на износ гладкой скользящей поверхности.

При необходимости (в зависимости от степени износа и типа материала) также нужно 2-4 раза смазывать поверхность силиконом. Это улучшит скольжение и повысит срок службы покрытия.

Помимо пылесоса для удаления пыли и песка, также несколько раз в год следует проводить влажную чистку поверхности, вместе с использованием моющего вещества. Конечно же, вещество не должно содержать агрессивных кислот и подходить для пластиковых поверхностей.
Таким образом, от доставки листов до формирования катка своими руками проходит от нескольких часов до пары дней. После чего площадкой можно будет пользоваться долгие годы и при необходимости пересобрать ее на другом месте.

из огнетушителя

Изначально для получения сухого льда понадобится огнетушитель, мешочек из плотной ткани и проволока или клейкая лента.

К основанию раструба огнетушителя нужно прикрепить имеющийся мешок таким образом, чтобы не оставалось отверстий. Для уверенности его лучше заклеить скотчем или изоляционной лентой. Герметичность здесь играет очень важную роль. Далее стоит аккуратно снять предохранитель с рукояти огнетушителя и выпустить несколько струй углекислого газа нажатием на спускной клапан. Таким образом, углекислый газ, находящийся в баллоне огнетушителя под давлением, не успевает остыть и скапливается в мешке в виде порошка или кристаллов. Для того чтобы он не испарился, его нужно поместить в герметичную емкость или пакет и плотно закрыть.

Таким же способом можно получить сухой лед своими руками из углекислотного баллона, который используется для проведения сварочных работ. Вентиль баллона следует открывать очень медленно, поскольку давление газа в нем очень велико. Стоит быть предельно осторожным, чтобы не допустить попадания углекислого газа на кожу рук и лица, так как это может вызвать обморожение.

Как сделать сухой лед

Метод простой, только проблема всегда одна и та же, потому что нужен основной ингредиент, а его «добыть» очень непросто. Основным ингредиентом для изготовления сухого льда является двуокись углерода, это углекислотный газ, который находится в огнетушителях. Ищите это вещество с маркировкой «ОУ».

Кроме этого, нужно подготовить и такие материалы:

скотч;
очки для защиты глаз;
мешочек полотняный;
перчатки или толстые рукавички, чтобы защитить кожу рук;
емкость для приготовления и хранения сухого льда с термоизоляционной защитой.

Процесс изготовления сухого льда:

И в промышленных условиях, и в домашних, технологический процесс ничем не отличается, разве что количеством. А принцип приготовления очень прост: та жидкость, которая находится в баллоне пребывает под давлением, она расширяется из-за того, что переходит из жидкого состояния в газообразное. Получается, что температура этого вещества очень сильно снижается.
Ну и собственно подробно об изготовлении сухого льда: нужно взять баллончик с огнетушителем, снять защиту (пломбу, чеку).
На незащищенный раструб нужно быстренько надеть мешок, чтобы он плотно облегал и не было свободного пространства и так же быстро обмотать отверстие скотчем.
Теперь, придерживая мешок одной рукой, второй плавно надавите на рычаг, чтобы выпустить немного газа.
Рычаг нужно отпустить, снять мешочек и сразу же переложить то, что образовалось в нем, в контейнер.
Это и есть сухой лед. Если мало – повторите свои действия еще раз.
После того, как сделано нужное количество сухого льда, огнетушитель необходимо закрыть и поставить на прежнее место.

О мерах предосторожности с сухим льдом

Кажется, что все так просто – нажал на рычаг и вот в мешке уже имеется немного сухого льда. Но на деле может оказаться все иначе. Дело в том, что образование сухого льда происходит из-за резкого падения температуры. А это чревато обморожениями. Чтобы такого не произошло, работать нужно в рукавицах и в очках. Лицо также можно защитить на всякий случай маской из плотной ткани, а на голову надеть защитный колпак.

Если будете добывать много сухого льда, то это может привести к неприятным последствиям: ухудшению самочувствия, головокружению, головной боли, повышению давления, слабости. Чтобы такого не произошло, необходимо работать в хорошо проветриваемом помещении.

Навыки обращения с огнетушителем также очень нужны и важны. На рукоятку нужно надавливать плавно, чтобы выпустить небольшую струю газа. Огнетушитель нужно держать крепко. На всякий случай запаситесь двумя огнетушителями, если вдруг из-за неосторожных действий случится возгорание, то второй огнетушитель пригодится для того, чтобы потушить огонь.

Ледяные скульптуры: работают профессионалы

В России строительство снежных городков и катание с ледяных горок издавна были народными зимними забавами. А традиция возводить ледяные скульптуры берет свое начало со времен правления императрицы Анны

Иоанновны. В 1740 году для шутовской свадьбы князя Голицына она приказала построить Ледяной дом на Неве — между Адмиралтейством и Зимним дворцом. Дом длиной 17 м, шириной 5 м и высотой около 6 м был возведен из ледяных блоков, скрепленных водой. Перед ним были выставлены ледяные пушки, у ворот красовались ледяные дельфины, по обеим сторонам от входа возвышались ледяные пирамиды. Внутри дома все было изо льда — и мебель, и утварь, и камин, и даже баня. Авторами уникального проекта стали лучшие архитекторы того времени. С тех пор в буквальном смысле слова много воды утекло, далеко вперед шагнули технологии, а ледяных дел

мастера научились создавать настоящие шедевры — и демонстрируют их в любое время года, не только зимой. В новогодние и рождественские праздники полюбоваться их работами можно на центральных улицах и площадях города, на многочисленных конкурсах и фестивалях ледяных скульптур, которые проходят в парках — Лужниках, Сокольниках, Кузьминках, Красной Пресне. Есть в Москве даже круглогодичный Музей льда.

Сухой лед из пробирки

Следующий способ может пригодиться, если имеется доступ к самому простейшему лабораторному оборудованию. Если же такой возможности нет, то и в домашних условиях его можно использовать без особых проблем. Для этого понадобится огнетушитель, защитные очки, пищевая сода, уксус и прочный

Сухой лед своими руками можно получить в небольшом количестве при помощи нескольких простейших лабораторных опытов. Для этого потребуется получить углекислый газ путем смешивания соды, которая имеется на любой кухне, и столового уксуса. Структура и формула сухого льда определяют его газообразное состояние. Для удобства сбора углекислого газа этот опыт следует проводить в стеклянной пробирке с Конец трубки следует поместить в воду. Поднимающиеся пузырьки углекислого газа будут наполнять другую пробирку, вытесняя собой воду. Для получения большего количества углекислого газа, им следует заполнить имеющийся полиэтиленовый пакет.

Вам будет интересно Упражнения для горнолыжников - в межсезонье и на склоне

Для того чтобы получить сухой лед, температура которого очень низкая, понадобится углекислый газ и создание определенных условий. Это не представляется возможным осуществить в простой лаборатории или домашних условиях. Газ из пакета можно использовать как основу или субстрат для увеличения количества сухого льда. Но его нужно резко охладить. Для этого пакет с газом нужно закрепить на все том же источнике сухого льда, огнетушителе или баллоне, и выпустить несколько струй в пакет. Таким образом, сухой лед охладит углекислый газ из пакета, что поспособствует его выпадению в твердой фазе.