時(shí)間:2024-01-19 14:46:38
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇化學(xué)纖維的特征范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號(hào):TN650 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2015)43-0296-01
近年來,羊毛、絨類、化學(xué)纖維在混紡產(chǎn)品越來越多,如果按照現(xiàn)行的檢驗(yàn)方法(物理方法+化學(xué)方法,我們稱之為“方法一”),首先必須采用GB/T16988-2013《特種動(dòng)物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》標(biāo)準(zhǔn),測定羊毛、絨類的直徑和根數(shù),根據(jù)公式計(jì)算出羊毛、絨類在動(dòng)物纖維這部分各自占有的百分比,再利用化學(xué)的方法,采用標(biāo)準(zhǔn)GB/T2010.4-2009《紡織品 定量化學(xué)分析 第4部分:某些蛋白質(zhì)纖維與某些其他纖維的混合物(次氯酸鹽法)》,測算動(dòng)物纖維和化學(xué)纖維兩類纖維各自占有的百分比,最后根據(jù)前面兩種結(jié)果的比例分?jǐn)?shù)計(jì)算出各類動(dòng)物纖維和化學(xué)纖維所占的百分比。實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜而且繁瑣,耗費(fèi)時(shí)間長。本人通過長期實(shí)踐,摸索出一套簡單可行的實(shí)驗(yàn)方法-投影顯微鏡直接測量法(我們稱之為方法二)。
一、投影顯微鏡直接測量法描述
參照GB/T16988-2013《特種動(dòng)物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》標(biāo)準(zhǔn),在投影顯微鏡下測量羊毛、絨類直徑和根數(shù)和同時(shí),測量出化學(xué)纖維的直徑和根數(shù)(要求化學(xué)纖維的截面接近園形)。每種纖維測量直徑的根數(shù)不少于300根,不足300根的,測量出現(xiàn)在投影顯微鏡下的每根同種纖維。每個(gè)試樣所測量的纖維根數(shù)不少于1500根,不足1500根的,測量每個(gè)試樣(在截玻片上)的所有纖維。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的公式一次性算出羊毛、絨類、化學(xué)纖維的百分含量。
二、可行性分析
GB/T16988-2013《特種動(dòng)物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》的測試原理是:是根據(jù)特種動(dòng)物纖維與綿羊毛的鱗片結(jié)構(gòu)特征,在投影顯微鏡下分辨出各類纖維,并分別記錄其根數(shù),同時(shí)測量其直徑,通過公式計(jì)算出特種動(dòng)物纖維、綿羊毛及其混合物的質(zhì)量百分比。
各類化學(xué)纖維的縱面和橫截面也有其獨(dú)特的形態(tài),通過對照標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡照片和標(biāo)準(zhǔn)資料,再輔以簡單的化學(xué)方法,如向測試完直徑和根數(shù)的試樣滴加化學(xué)試劑,在顯微鏡下觀察其溶解狀態(tài),就可以鑒別未知化學(xué)纖維的類別。從公式中可以知道,各組分纖維的重量百分比,只與該類纖維在混合試樣中所占的根數(shù)、直徑、標(biāo)準(zhǔn)差和密度有關(guān),與纖維的化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。各類纖維的根數(shù)、直徑和標(biāo)準(zhǔn)差可以直接測算,密度可以從有關(guān)資料中查閱,計(jì)算化學(xué)纖維的重量百分比套用此公式應(yīng)該是有依據(jù)的。
上述公式中Pi-某組分纖維質(zhì)量百分比,%;
Ni-某組分纖維的計(jì)數(shù)根數(shù);
Di-某組分纖維平均直徑,單位為微米(μm);
Si-某組分纖維平均直徑標(biāo)準(zhǔn)差,單位為微米(μm);
ρi-某組分纖維的密度,單位為克每立方厘米()。
截面接近園形的各類化學(xué)纖維,其直徑的變異系數(shù)較小,根據(jù)抽樣原理,應(yīng)測量直徑的纖維根數(shù)由下面的公式確定:
從后面的表格中我們可以知道,在95%的置信水平,5%的允許誤差下,測量根數(shù)符合理論計(jì)算要求。
三、實(shí)例論證(見“兩種試驗(yàn)方法檢測結(jié)果對比表”)
四、結(jié)論
從后面的表格中可以看出,“方法一”和“方法二”的檢測結(jié)果存在差異,主要原因是:
中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)、國家發(fā)改委、工信部、財(cái)政部、中紡聯(lián)品牌辦、科技發(fā)展部、棉紡協(xié)會(huì)、針織協(xié)會(huì)、家紡協(xié)會(huì)、長絲織造協(xié)會(huì)、產(chǎn)業(yè)用協(xié)會(huì)、中國服裝工業(yè)企業(yè)管理協(xié)會(huì)、服裝協(xié)會(huì)、中環(huán)聯(lián)合認(rèn)證中心、中再生廢紡專業(yè)委員會(huì)等相關(guān)機(jī)構(gòu)領(lǐng)導(dǎo)、專家及部分企業(yè)代表出席會(huì)議。
綠色纖維標(biāo)志認(rèn)證現(xiàn)在進(jìn)行到了哪一步?
雖然剛剛召開新聞會(huì),但是綠色纖維認(rèn)證工作的試點(diǎn)工作早在今年3月份就已經(jīng)開始。
所謂綠色纖維,是指原料來源于可循環(huán)再生的生物質(zhì)資源、生產(chǎn)過程低碳環(huán)保、制成品棄后對環(huán)境無污染或可再生循環(huán)利用的化學(xué)纖維。我國綠色纖維認(rèn)證范圍,主要包括生物基化學(xué)纖維、循環(huán)再利用化學(xué)纖維以及原液著色化學(xué)纖維三大類別。
綠色纖維認(rèn)證工作始于2016年3月,目前,已有寧波大發(fā)化纖有限公司、浙江綠宇環(huán)保有限公司、浙江金霞新材料科技有限公司、江蘇盛虹科技股份有限公司、優(yōu)彩環(huán)保資源科技股份有限公司、滁州安興環(huán)保彩纖有限公司、海斯摩爾生物科技有限公司、廣東新會(huì)美達(dá)錦綸股份有限公司8家企業(yè)部分大類產(chǎn)品獲得了首批綠色纖維產(chǎn)品的認(rèn)證。
“綠色纖維認(rèn)證是一種非強(qiáng)制的認(rèn)證體系。目前我們已經(jīng)基本完成了對上游紡織企業(yè)資質(zhì)認(rèn)定規(guī)則的制定。下一步,我們將進(jìn)一步做好綠色纖維認(rèn)證的宣傳和推廣工作,同時(shí),進(jìn)一步完善將紡織服裝下游企業(yè)納入綠色認(rèn)證體系的具體規(guī)則,讓紡織品從生產(chǎn)到終端都納入綠色纖維認(rèn)證體系之內(nèi)?!敝袊w協(xié)會(huì)副會(huì)長賀燕麗說。
如何獲得一份綠色纖維認(rèn)證?
本次會(huì)上,中國化纖工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長賀燕麗介紹了申請綠色纖維標(biāo)志認(rèn)證的條件和程序。
根據(jù)規(guī)定,凡在中華人民共和國境內(nèi)依法登記,具有獨(dú)立承擔(dān)民事責(zé)任,從事化纖產(chǎn)品生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的企業(yè)均可向中國化纖協(xié)會(huì)申請使用綠色纖維標(biāo)志,但需具備一定條件。
申請綠色纖維標(biāo)志的企業(yè)應(yīng)具備以下條件:
(一)持續(xù)兩年以上的生產(chǎn)經(jīng)營;
(二)通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證、ISO14001 環(huán)境管理體系認(rèn)證;
(三)具備有效的售后服務(wù)體系;
(四)具有先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和完備的檢測手段,具備良好的健康與安全的工作環(huán)境;
(五)嚴(yán)格遵守國家有關(guān)法律法規(guī),保證職工享有國家規(guī)定的合法權(quán)益、勞動(dòng)所得、福利待遇和社會(huì)保障;
(六)尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)和消費(fèi)者權(quán)益,以誠信為本,維護(hù)公平競爭的市場秩序。
使用綠色纖維標(biāo)志的產(chǎn)品條件:
一是綠色纖維產(chǎn)品采用的主要原輔料參照《再生化纖(滌綸)行業(yè)綠色采購規(guī)范》(化纖協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))的要求;二是綠色纖維標(biāo)志產(chǎn)品生產(chǎn)過程中能耗、物耗、水耗、工業(yè)用水重復(fù)利用率及三廢排放指標(biāo)達(dá)到清潔生產(chǎn)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系二級(jí)及以上指標(biāo)要求;三是綠色纖維標(biāo)志產(chǎn)品屬中高端產(chǎn)品,其品質(zhì)特征符合《綠色纖維標(biāo)志產(chǎn)品評(píng)價(jià)體系(試行)》和有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
綠色纖維標(biāo)志認(rèn)證的程序是:
認(rèn)證申請;形式審查;產(chǎn)品檢測;實(shí)地核查;總審評(píng)定;頒發(fā)證書;編號(hào)導(dǎo)入。綠色纖維標(biāo)志認(rèn)證的有效期為3年,每年將通過復(fù)審確定其認(rèn)證的有效性,并隨機(jī)進(jìn)行抽檢。
標(biāo)志形式:
包括吊牌、包裝箱、包裝袋、包裝膜等,標(biāo)志內(nèi)容包括綠色纖維標(biāo)志圖案及認(rèn)證單位名稱(中國化纖協(xié)會(huì)、產(chǎn)品開發(fā)中心)、認(rèn)證類別(生物基化學(xué)纖維/循環(huán)再利用化學(xué)纖維/原液著色化學(xué)纖維)、認(rèn)證有效期、二維碼等。
有效認(rèn)證期:
3年。
使用范圍:
綠色纖維認(rèn)證的工作始于2016年3月,至今已有寧波大發(fā)化纖有限公司、浙江綠宇環(huán)保有限公司、浙江金霞新材料科技有限公司、江蘇盛虹科技股份有限公司、優(yōu)彩環(huán)保資源科技股份有限公司、滁州安興環(huán)保彩纖有限公司、海斯摩爾生物科技有限公司、廣東新會(huì)美達(dá)錦綸股份有限公司8家企業(yè)部分大類產(chǎn)品獲得了綠色纖維產(chǎn)品的認(rèn)證。
此次綠色纖維認(rèn)證體系有不同
細(xì)心觀察,不難發(fā)現(xiàn),此次推出的綠色纖維認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)與以往國內(nèi)大大小小的纖維紡織品認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)有些不同,在考慮產(chǎn)品企業(yè)技術(shù)指標(biāo)的同時(shí),更是將觸角延伸到了一些非技術(shù)領(lǐng)域。
例如,申請綠色纖維標(biāo)志企業(yè)條件的(四)、(五)、(六)條,將工廠生產(chǎn)環(huán)境、勞工保障以及企業(yè)的經(jīng)營信譽(yù)都納入了考察范圍之內(nèi),將標(biāo)志認(rèn)證條件從技術(shù)性向社會(huì)性延伸。
在介紹綠色纖維標(biāo)志的產(chǎn)生背景時(shí),中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長高勇說:“紡織工業(yè)是我國傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)、重要民生產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)造國際化新優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè),在美化人民生活、增強(qiáng)文化自信、建造生態(tài)文明、帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、拉動(dòng)內(nèi)需增長、促進(jìn)社會(huì)和諧等方面發(fā)揮著重要作用。”
在我們國家步入工業(yè)化、城市化的關(guān)鍵階段,能源、氣候、水資源、勞動(dòng)力資源匱乏的矛盾進(jìn)一步凸顯。紡織業(yè)的綠色纖維標(biāo)準(zhǔn),不但要解決人與資源的矛盾,也要解決人與人的矛盾,加入保障勞工權(quán)益、福利待遇的條款是應(yīng)有之意。
有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,綠色纖維標(biāo)志和目前國際上比較受到認(rèn)可的GOTS標(biāo)準(zhǔn)(全球有機(jī)紡織品標(biāo)準(zhǔn))有些類似。GOTS從農(nóng)產(chǎn)品收獲,到原材,到加工,以及到最后產(chǎn)品包裝的規(guī)范性,都會(huì)進(jìn)行檢測,除了對紡織品本身的要求,工人的勞動(dòng)安全、工資水平、工作時(shí)長、正常的福利待遇是否能得到保證都是GOTS關(guān)心的議題。
這種從單純技術(shù)價(jià)值取向向綜合技術(shù)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值綜合取向是未來我國科技環(huán)保類紡織纖維認(rèn)證的趨勢。
發(fā)展綠色纖維,意義重大
“引領(lǐng)世界化纖發(fā)展的重任已經(jīng)歷史性地落在了我們肩上。”中國化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長賀燕麗說。
隨著滌綸長絲加工技術(shù)的不斷發(fā)展,細(xì)旦技術(shù)、異形截面技術(shù)、異纖度技術(shù)、異收縮技術(shù)、功能纖維技術(shù)、混纖技術(shù)和變形技術(shù)都日趨成熟。這些技術(shù)的有機(jī)組合極大地豐富了滌綸產(chǎn)品的品種。多異多重復(fù)合變形滌綸長絲,就是這樣一種新型仿毛化纖紗。它是通過改變生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)出具有異線密度、異收縮、異截面、異剛性、異卷曲率、異模量的多異長絲,采用多異性原料進(jìn)行多重的復(fù)合變形產(chǎn)生的長絲紗線,稱之為多異多重復(fù)合變形長絲,它具有多種更接近短纖紗結(jié)構(gòu)和形態(tài)的特征,但比短纖紗毛羽少,抗起球性能好,牢度高[1]。這類滌綸長絲通常由不同滌綸絲混纖形成,如五葉、六葉或其他形狀的異形截面細(xì)旦滌綸絲,多種單絲細(xì)度、多種熱收縮率、剛度和模量的滌綸絲,混纖后會(huì)分成內(nèi)外兩層,通常收縮率小、較細(xì)的纖維會(huì)在外層,而收縮率大、較粗的組分會(huì)在內(nèi)層,進(jìn)而形成內(nèi)層剛挺、外層柔軟、消除極光、結(jié)構(gòu)蓬松的仿毛滌綸長絲[2]。
1 多異多重復(fù)合變形滌綸長絲的生產(chǎn)工藝
異截面組分主要通過異截面形狀噴絲板可以達(dá)到,而另一組分則可以通過同板異線密度噴絲孔的設(shè)計(jì)來達(dá)到。在同一噴絲板,各孔阻件紡絲壓力相同的條件下,當(dāng)各噴絲孔截面積不相等時(shí),即使孔形完全相同,由于潤周(孔周長對孔截面積的比值,這是流體力學(xué)中的一個(gè)基本參數(shù))、各孔中心黏流體的速度、孔壁的黏滯阻力不同,可紡成不同粗細(xì)的單絲線密度的復(fù)絲,同時(shí),同一噴絲板、同一卷繞頭實(shí)際卷繞速度一定,但每孔擠出流速不同,故各根單絲實(shí)際牽伸不同,使得每根單絲在同一卷繞條件下的結(jié)晶度、取向度均不相同,從而最終成品各根單絲的模量、剛度、熱收縮率等均不相同。
而滌綸長絲受到的變形加工可能是熱刀刃刮擦變形法、熱箱填塞變形法、假捻加彈變形法、空氣變形法、超喂法、不規(guī)則牽伸變形法等方法中的幾種復(fù)合變形[1]。
不規(guī)則牽伸絲采用變速拉伸原理,對預(yù)取向絲POY(UDY、MOY)運(yùn)用電腦和變頻電機(jī)控制牽伸機(jī)牽伸羅拉的速度而得到粗細(xì)(條干)不勻且有一定規(guī)律的絲線,其預(yù)取向絲POY(UDY、MOY)牽伸倍數(shù)可以正常(高速紡預(yù)取向絲POY的牽伸倍數(shù)為1.5~1.8、低速紡預(yù)取向絲的牽伸倍數(shù)為2.8~3.5、中速紡預(yù)取向絲的牽伸倍數(shù)為2.0~2.8)、低于正?;蚋哂谡!S捎跔可毂稊?shù)的分段差異,導(dǎo)致絲線結(jié)晶區(qū)域的分段變化,從而最終導(dǎo)致染色時(shí)的競?cè)拘?、上染率、上染速率等上染性能分段差異;并且分別以黑節(jié)(低于正常牽伸段即粗段+正常牽伸段)、白節(jié)(高于正常牽伸段即粗段+正常牽伸段)和黑白節(jié)(低于正常牽伸段即粗段+高于正常牽伸段即粗段+正常牽伸段)三種牽伸形式之一的段節(jié)效果存在于整根絲線中,通常正常的絲線段節(jié)的顏色呈現(xiàn)底色,整根絲線色彩顏色呈現(xiàn)多層次、多樣性的不規(guī)則的且有一定規(guī)律的水洗狀(或竹節(jié)狀)的混色效果[3]。
混纖復(fù)合是一種廣義的概念,它是指聚合、紡絲、織造等工序之中的共、混、絡(luò)、纏、包、交、并、合等加工技術(shù),使化纖具有優(yōu)異性能,多指纖維和絲束之間的復(fù)合。混纖的材料多種多樣,可以采用FDY和POY的混纖產(chǎn)品,如一步法POY/FDY滌綸異收縮混纖絲,市場上有多種不規(guī)則牽伸絲和FDY混纖絲,如不規(guī)則牽伸FDY絲可與常規(guī)FDY絲網(wǎng)絡(luò)復(fù)合;不規(guī)則牽伸DTY絲與常規(guī)DTY絲網(wǎng)絡(luò)復(fù)合;不規(guī)則牽伸DTY絲與不規(guī)則牽伸DTY絲混纖復(fù)合;不規(guī)則牽伸HTY絲與常規(guī)HTY絲網(wǎng)絡(luò)復(fù)合等。
混纖方法也是多種多樣,可以在紡絲時(shí)直接混纖,具體方法可以在同一噴絲板上配置規(guī)格不同的噴絲孔,紡出的長絲就具有不同規(guī)格;也可以并板混纖,就是使用多塊不同規(guī)格的噴絲板同時(shí)紡絲混纖的方式。一步法異收縮滌綸絲則是在傳統(tǒng)單螺桿單箱體紡絲設(shè)備上實(shí)施同一部位同時(shí)投紡FDY和POY,分區(qū)牽伸匯聚成形的混纖方式。還可以將不同的單絲或絲束原料通過網(wǎng)絡(luò)、變形、多重加捻、熱處理等工藝過程制成單絲纖度不同的成品絲。與其他混纖法相比,優(yōu)點(diǎn)在于選擇的組分可以有較大的范圍,原料的單絲線密度及物理性質(zhì)上可以具有較大的差異,混纖后制成的織物風(fēng)格多樣;缺點(diǎn)在于在混纖時(shí)需要許多集束筒子架,絲路較復(fù)雜,操作較困難,與一步法混纖方式相比,生產(chǎn)工序延長,生產(chǎn)成本較高[4]。
由多異多重復(fù)合變形滌綸長絲的生產(chǎn)過程可知,多異多重復(fù)合變形滌綸長絲中的纖維單絲或絲束由于經(jīng)過了不同的紡絲、牽伸、變形的加工,單絲或絲束在形態(tài)、結(jié)構(gòu)等方面都有較大差異,因而,復(fù)絲內(nèi)的單絲性能也是不完全相同的,通常來說,會(huì)呈現(xiàn)一個(gè)較廣的分布。例如,就染色性能而言,多異多重復(fù)合滌綸長絲內(nèi)部不同單絲的著色效果有顯著差別,單絲間會(huì)呈現(xiàn)深淺不均的狀態(tài)。作為多異多重復(fù)合滌綸長絲,加捻前后的單絲在復(fù)絲中的位置也是不固定的,會(huì)發(fā)生變化,這時(shí)復(fù)絲整體的染色效果就很難達(dá)到預(yù)期[5]。而不規(guī)則牽伸絲由于單絲內(nèi)部不同位置受到的牽伸速度不同,同根單絲不同位置的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和性能都有明顯差異。
2 多異多重復(fù)合變形滌綸長絲的檢測方法
研究和生產(chǎn)中對多異多重復(fù)合變形滌綸長絲的檢測通常仍采用化纖長絲的相關(guān)測試標(biāo)準(zhǔn),主要是對復(fù)絲整體的檢測分析。目前常用的檢測方法及檢測標(biāo)準(zhǔn)有以下幾項(xiàng)。
2.1 線密度試驗(yàn)
在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,測定已知長度試樣的質(zhì)量,計(jì)算線密度。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14343―2008《化學(xué)纖維長絲線密度試驗(yàn)方法》測定[6]??刹捎媒g絲法,將卷裝的絲頭引出,拉去表層絲數(shù)米,經(jīng)加張力裝置引入縷紗測長儀的夾片上。加規(guī)定的預(yù)張力負(fù)荷(用張力測量儀校驗(yàn)),搖取規(guī)定的試樣長度,在頭尾相接處剪斷,取下成絞,依次放在試樣盤內(nèi)。試樣在標(biāo)準(zhǔn)大氣中調(diào)濕后稱量,絞絲精確至1mg。也可采用單根法,將卷裝的絲頭引出,拉去表層絲數(shù)米,然后取單根長度合適的松弛態(tài)試樣。將試樣一端夾入量尺上端夾持器中,另一端加規(guī)定的預(yù)張力,手托張力夾,使試樣沿軸線緩緩伸直,并使試樣與量尺呈鉛垂位置,待30s后,準(zhǔn)確剪取規(guī)定長度(一般是1m)的試樣。線密度用特克斯制表示,推薦的單位為分特(dtex)。
2.2 斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率試驗(yàn)
該試驗(yàn)采用美國INSTRON電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14344―2008《合成纖維長絲及變形絲斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長試驗(yàn)方法》測定。在力學(xué)性能試驗(yàn)測試前,樣品需在溫度為(20±2)℃、相對濕度為(65±3)%的試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣下調(diào)濕24小時(shí)。在規(guī)定條件下,在等速拉伸儀上將纖維拉至斷裂,從強(qiáng)力―伸長曲線或數(shù)據(jù)顯示或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中得到試樣的斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長、定負(fù)荷伸長、定伸長負(fù)荷、初始模量和斷裂功等拉伸性能的測定值。按照國標(biāo)規(guī)定設(shè)置上下夾鉗的隔距、預(yù)加張力、拉伸速度等試驗(yàn)參數(shù),測試20次取平均值[7]。
2.3 沸水收縮率試驗(yàn)
在規(guī)定條件下用熱處理介質(zhì)(沸水或干熱空氣)處理試樣,測量處理前后試樣長度的變化,計(jì)算其對原試樣長度的百分比,由此得到熱收縮率。按GB/T 6505―2008《化學(xué)纖維長絲熱收縮率試驗(yàn)方法》執(zhí)行,包括沸水收縮率和熱空氣收縮率,試驗(yàn)方法牽伸絲可以采用絞紗法(包括手工法和儀器測量兩種方法),變形絲可采用單根法[8]。
2.4 含油率試驗(yàn)
可以采用萃取法,利用油劑能溶解于有機(jī)溶劑的特質(zhì),將適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑通過脂肪抽出器把試樣中的油劑萃取出來,蒸發(fā)溶劑,稱量殘留油劑的質(zhì)量及試樣質(zhì)量,計(jì)算得到試樣的含油率。也可以采用中性皂液洗滌法,利用皂液與油劑親和的性質(zhì),在洗滌力的作用下,使試樣上的油劑轉(zhuǎn)移到皂液中。根據(jù)試樣洗滌前后的質(zhì)量變化,計(jì)算試樣的含油率。按GB/T 6504―2008《化學(xué)纖維含油率試驗(yàn)方法》執(zhí)行[9]。
2.5 網(wǎng)絡(luò)度試驗(yàn)
常規(guī)的測試網(wǎng)絡(luò)度方法可以分為三種,手工移針法、手工重錘法、儀器移針法,其測試原理基本相同。其中手工移針法主要適用于牽伸絲;手工重錘法主要適用于變形網(wǎng)絡(luò)絲;儀器移針法適用于牽伸絲和變形網(wǎng)絡(luò)絲。手工移針法測試原理:將加有規(guī)定解脫力負(fù)荷的針鉤在規(guī)定長度的絲條中緩緩移動(dòng),每遇到網(wǎng)絡(luò)結(jié)時(shí),針鉤即停止移動(dòng),經(jīng)此計(jì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)。手工重錘法測試原理 :沿絲條垂直方向施加規(guī)定的重負(fù)荷,在規(guī)定的時(shí)間釋放后,目測計(jì)數(shù)規(guī)定長內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)。儀器移針法測試原理:將加有規(guī)定解脫力負(fù)荷的針鉤在規(guī)定長度的絲條中緩緩移動(dòng),每遇到網(wǎng)絡(luò)結(jié)時(shí),針鉤即停止移動(dòng),經(jīng)此計(jì)數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)數(shù)。當(dāng)針刺入絲中(將被刺絲分開兩半)的同時(shí),儀器的程控馬達(dá)帶動(dòng)移動(dòng)羅拉驅(qū)動(dòng)被測絲條向前移動(dòng),此時(shí)張力測試頭檢測絲條的張力,當(dāng)被測絲條有一節(jié)經(jīng)過針刺機(jī)構(gòu)時(shí),由于節(jié)本身具有一定張力,該張力達(dá)到儀器預(yù)先設(shè)定的條件時(shí),即檢測到有一節(jié)點(diǎn),此時(shí)針刺快速縮回機(jī)構(gòu)中,再快速刺出,由于絲條在緩緩移動(dòng),剛好能重新刺入原測出的節(jié)點(diǎn)后方約5 mm~10mm(可設(shè)定),如此往復(fù),從而自動(dòng)快速將絲條上每一節(jié)點(diǎn)測出并做記錄及統(tǒng)計(jì)分析。按FZ/T 50001―2005《合成纖維長絲網(wǎng)絡(luò)度試驗(yàn)方法》執(zhí)行[10]。
2.6 纖維截面異形度試驗(yàn)
由一小束伸直平行的纖維,穿入特制的試樣板孔中,切去兩端露出纖維,形成一薄片。運(yùn)用顯微投影儀放大觀察若干纖維截面的內(nèi)、外接圓半徑或特征形態(tài)參數(shù),由此計(jì)算出纖維的異形度及其變異系數(shù)。表達(dá)指標(biāo)有徑向異形度及其變異系數(shù)、截面異形度及其變異系數(shù)和特征異形度及其變異系數(shù)。按FZ/T 50002―1991 《化學(xué)纖維異形度試驗(yàn)方法》執(zhí)行[11]。
3 結(jié)論
從以上內(nèi)容可以看出,目前對于多異多重復(fù)合變形混纖滌綸長絲的檢測通常停留在對復(fù)絲整體熱收縮率和強(qiáng)伸度的檢測分析上,對于常規(guī)化纖品種,這些檢測方法是完全可行的,但混纖絲是由異線密度、異收縮、異截面、異剛性、異卷曲率、異模量的單絲或絲束混纖形成的,因此,復(fù)絲整體熱收縮率和強(qiáng)伸度的檢測分析無法表征復(fù)絲中單絲之間性能差異程度。這些方法未對其中的單纖維性能分布進(jìn)行測試研究,也未探討這些性能分布與復(fù)絲整體性能之間的關(guān)系[12]。同時(shí),不同規(guī)格、不同工藝、不同混纖比的多異多重復(fù)合變形滌綸長絲之間不同使用環(huán)境下的性能差異和真實(shí)品質(zhì)僅靠復(fù)絲的整體性能檢測分析也是無法精確表征的。
正確表征復(fù)絲內(nèi)單絲間的線密度差、收縮率、剛性、卷曲率、模量等指標(biāo)的差異程度將有助于體現(xiàn)多異多重復(fù)合變形滌綸紗的真實(shí)性能,也有助于更精確地反映不同規(guī)格、不同工藝的多異多重復(fù)合變形滌綸長絲之間的性能差異。
參考文獻(xiàn):
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[7] GB/T 14344―2008 合成纖維長絲及變形絲斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長試驗(yàn)方法[S].
[8] GB/T 6505―2008 化學(xué)纖維長絲熱收縮率試驗(yàn)方法[S].
[9] GB/T 6504―2008 化學(xué)纖維含油率試驗(yàn)方法[S].
[10] FZ/T 50001―2005 合成纖維長絲網(wǎng)絡(luò)度試驗(yàn)方法[S].
1概述
莫代爾纖維是具有高斷裂強(qiáng)力和高濕模量的再生纖維素纖維。該纖維的原料采用木漿粕,通過專門的紡絲工藝加工成纖維。該產(chǎn)品原料全部為天然材料,對人體無害,并能夠自然分解,對環(huán)境無害。它的干強(qiáng)接近于滌綸,濕強(qiáng)要比普通粘膠提高了許多,光澤、柔軟性、吸濕性、染色性、染色牢度均優(yōu)于純棉產(chǎn)品;用它所做成的面料,展示了一種絲面光澤,具有宜人的柔軟觸摸感覺和懸垂感以及極好的耐穿性能。目前市場上銷售的莫代爾主要為奧地利LENZING公司生產(chǎn)的LENZING MODAL――蘭精莫代爾,以及臺(tái)灣化學(xué)纖維股份有限公司(FCFC)生產(chǎn)的FORMOTEX――臺(tái)化莫代爾。其他的還有泰國THAI RAYON生產(chǎn)的BILRA MADAL、BILRA MADAL MICRO及印度GRASIM生產(chǎn)的BILRA MADAL MICRO。不同公司生產(chǎn)的莫代爾纖維因生產(chǎn)工藝不同,所以其表面特征也略有不同。
萊賽爾纖維是英國COUR TAULDS公司生產(chǎn)的再生纖維素纖維的商品名稱,俗稱“天絲”(Tencel)纖維。 萊賽爾纖維被稱為21世紀(jì)的環(huán)保纖維。它是以針葉樹為主的木漿、水和溶劑氧化胺混合加熱至完全溶解,在溶解過程中不會(huì)產(chǎn)生任何衍生物和化學(xué)作用,經(jīng)除雜而直接紡絲,其分子結(jié)構(gòu)是簡單的碳水化合物。其生產(chǎn)過程不污染環(huán)境、不破壞生態(tài)[1]。
2鑒別方法
筆者長期從事纖維鑒別工作,積累了一定經(jīng)驗(yàn),下面簡略介紹市面常見的蘭精莫代爾、臺(tái)化莫代爾和萊賽爾纖維的特征及鑒別方法。
2.1顯微鏡法
蘭精莫代爾占領(lǐng)了中國絕大部分市場,它是奧地利LENZING公司采用歐洲的櫸木,制成木漿,再通過專門的紡絲工藝加工成纖維。用顯微鏡觀察,蘭精莫代爾的橫截面呈啞鈴形,沒有中腔,見圖1,縱截面表面光滑,有1~2道溝槽,見圖2。
臺(tái)化莫代爾是由臺(tái)灣化學(xué)纖維股份有限公司生產(chǎn)的一種木漿纖維,橫截面接近于圓形,沒有中腔,見圖3;縱截面表面光滑,有的有斷續(xù)、不明顯的豎紋,見圖4。
圖1蘭精莫代爾橫截面 圖2蘭精莫代爾縱截面
在顯微鏡下觀察,萊賽爾纖維橫截面為不規(guī)則的圓形,沒有中腔,見圖5,縱截面表面光滑,有的有斷續(xù)、不明顯的豎紋,見圖6。
圖3臺(tái)化莫代爾橫截面 圖4臺(tái)化莫代爾石蠟油介質(zhì)
圖5 萊賽爾橫截面圖6 萊賽爾縱截面
綜上所述,根據(jù)顯微鏡法可以把蘭精莫代爾區(qū)分出來。臺(tái)化莫代爾和萊賽爾截面無論縱截面還是橫截面都最接近。從縱截面圖片可以看出,在以水為介質(zhì)時(shí),臺(tái)化莫代爾雖然與萊賽爾一樣也是平滑的圓柱體,但是直徑比較大,也沒有萊賽爾那么有光澤;而且有時(shí)還會(huì)看到上圖所出現(xiàn)的斷續(xù)、不明顯的條紋。在硝酸為介質(zhì)時(shí),臺(tái)化莫代爾和萊賽爾都發(fā)生溶脹現(xiàn)象,臺(tái)化莫代爾的縱截面變成接近扁平帶狀形態(tài),光澤減弱。萊賽爾只是直徑變大,還是很有光澤。還有一點(diǎn),萊賽爾并不是全部的平滑的圓柱體,會(huì)有如上圖中的凹凸結(jié),而且有時(shí)還可觀察到像小泡的點(diǎn)。
2.2燃燒法
莫代爾纖維和萊賽爾纖維接觸火焰時(shí)都是立即燃燒,有紙燃味,殘留物都是細(xì)軟的絮狀灰燼;靠鼻子聞燃燒味道一般情況下根本不能分辨。
燃燒不充分的纖維素纖維會(huì)有灰燼。根據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn),含有輕金屬鹽類時(shí)呈現(xiàn)稍微白色灰燼,含重金屬氧化物則呈現(xiàn)黑色。臺(tái)化莫代爾的原料來源很廣而且很雜,其灰燼會(huì)呈現(xiàn)黑偏灰色。蘭精莫代爾的漿粕來自奧地利樹齡在10年左右的櫸木,而萊賽爾是針葉樹為主的木漿,含有礦物質(zhì)較多,其灰燼會(huì)稍微偏向黑色,但區(qū)別很細(xì)微,而且灰燼會(huì)受到整理用試劑殘留物的影響,單靠肉眼也很難準(zhǔn)確判定。
萊賽爾纖維采用的原料是木漿,制造時(shí)用有機(jī)胺氧化物的有機(jī)溶劑來溶解木質(zhì)素,因而與莫代爾纖維相比含雜率更低,燃燒得更充分。在燃燒時(shí)會(huì)不斷有火星飛出,燃燒后只剩少量灰燼。這種灰飛現(xiàn)象是萊賽爾纖維特有的。
2.3溶解法[2]
分別取少量蘭精莫代爾、臺(tái)化莫代爾和萊賽爾纖維,比較一下它們的溶解情況,見表1。
表1蘭精莫代爾、臺(tái)化莫代爾和萊賽爾纖維溶解情況表
根據(jù)上表可知,莫代爾與萊賽爾之間的溶解,時(shí)間越長,差異越明顯――萊賽爾比較難溶。室溫下,莫代爾在59.5%硫酸和37%鹽酸試劑經(jīng)過5min的處理,已經(jīng)算是溶解了。70℃甲酸/氯化鋅試劑處理也是一樣。但是萊賽爾還是果凍狀,比較難溶。所以在做定量分析時(shí),萊賽爾混紡織物要根據(jù)實(shí)際情況決定是否需要延長溶解時(shí)間或提高溫度。
3結(jié)論
通過顯微鏡觀察,可以把蘭精莫代爾區(qū)分出來,臺(tái)化莫代爾和萊賽爾可以通過觀察燃燒時(shí)是否有灰飛現(xiàn)象初步判定,再通過顯微鏡觀察纖維的直徑及光澤;之后通過溶解法觀察溶解的難易程度作最終判定,從而定性分析這三種纖維。但因都是再生纖維素纖維類,化學(xué)組成相似,目前還不能用化學(xué)方法做定量分析。
參考文獻(xiàn):
[1] 張世源. 生態(tài)紡織工程[M].北京:中國紡織出版社,2004.
紡織纖維分為天然纖維和化纖纖維;天然纖維有植物纖維棉、麻,動(dòng)物纖維絲、毛等;化學(xué)纖維有人造纖維和合成纖維;人造纖維是用自然界存在材料制造的,性能和天然纖維相似,植物纖維主要有纖維素纖維如粘膠纖維、天絲、原竹纖維等,合成纖維從石油中提取,主要有滌綸、錦綸、腈綸、氨綸、丙綸、維綸等。
眾所周知,世界石油資源日益減少,原油價(jià)格不斷上漲,使傳統(tǒng)合成高分子纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到大大制約且污染嚴(yán)重。天絲原料來自自然界植物,它們是取之不盡、用之不竭的可再生資源,而且這些材料易被自然界生化降解,對環(huán)境無污染,尤其可以通過化學(xué)、物理方法改性成為新材料,其性能由于傳統(tǒng)天然纖維和和化學(xué)纖維,成為流行時(shí)尚。
一、Tencel(天絲)纖維生產(chǎn)工藝
先將纖維素漿粕(a~纖維素含量96.5%~98.8%,DP為700~1000)與含水量大于17%的NMMO混合,在60℃下研磨成均勻的“懸濁分散液”在筒狀料斗中緩緩攪拌以促使纖維素充分溶脹,然后將之連續(xù)喂入螺桿擠壓機(jī)中施加剪切。通過螺桿機(jī)上方的排料孔既然薄膜蒸發(fā)機(jī),除去過量水分。當(dāng)含水量降至13.3%在95~100℃下,纖維素充分溶解于溶劑中,制成粘度很高的10%~15%纖維素紡絲液。紡絲液經(jīng)過濾后,在100℃下從噴頭干或濕法噴出。經(jīng)過空氣降溫牽引提高取向度和強(qiáng)力,進(jìn)入含量大于17%的NMMO凝固浴而析出成絲以后再經(jīng)水洗、上油、干燥、卷曲、切斷,制成天絲纖維。
二、Tencel(天絲)纖維性能分析
1、Tencel(天絲)纖維的常用規(guī)格有1.4dtexX38mm,和1.4dtexX51mm用于棉型低線密度紗,1.7dtexX38mm和1.7dtxX51mm用于棉型紗;2.4dexX70mm用于精梳毛型紗等。
2、Tencel(天絲)纖維與其他纖維物理性能比較如表1
由表中數(shù)據(jù)說明天絲具有高的干、濕強(qiáng)力,干濕強(qiáng)比85%;天絲具有較高的溶脹性,干濕體積比1:1.4,吸濕性能恰到好處。
3、Tencel(天絲)纖維聚合度高
聚合度表示聚合體中分子的大小程度,Tencel(天絲)纖維聚合度較高,與原料漿粕聚合度非常相似,如表2所示。
隨著纖維聚合度的提高,紡織品加工適應(yīng)性、織物尺寸穩(wěn)定性、耐洗性也相應(yīng)提高,會(huì)大大提高織物產(chǎn)品的柔軟性、透氣性、舒適性、吸濕性和懸垂性等使用性能。
4、Tencel(天絲)纖維的結(jié)晶度較高
Tencel(天絲)纖維的結(jié)晶度與其他纖維的比較,如表3。
三、Tencel(天絲)纖維的結(jié)構(gòu)
Tencel(天絲)纖維的生產(chǎn)方法屬于在空氣中從噴頭噴出,然后經(jīng)NMMO凝固浴而析出成絲以后再經(jīng)水洗、上油、干燥、卷曲、切斷,制成天絲纖維,普通粘膠纖維是在凝固浴中噴絲,由于空氣牽伸, Tencel(天絲)纖維的分子取向性好,分子排列的緊密程度高于粘膠纖維許多,呈現(xiàn)出桃皮絨感(薄起毛風(fēng)格),通過調(diào)整牽伸度的程度,改變其原纖化產(chǎn)生的狀況。
四、Tencel(天絲)纖維的質(zhì)量檢驗(yàn)
無論進(jìn)口還是國產(chǎn)Tencel(天絲)纖維,為保證其質(zhì)量必須進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)與管理,檢驗(yàn)項(xiàng)目有聚合度,纖維油跡附著量、強(qiáng)度、伸長度、白度、卷曲數(shù)、卷曲率、染著性、短纖維形狀等。
五、Tencel(天絲)纖維的鑒別
隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展,開發(fā)了許多新型再生纖維素纖維如Tencel(天絲)纖維、原竹纖維、MODAL(莫代爾)、麗賽等,這類纖維在本質(zhì)上都是纖維素纖維類別,在生產(chǎn)中、生活及服飾用品面料如何識(shí)別他們有很大難度。在多年教學(xué)中,通過大量實(shí)驗(yàn)及參與廠家生產(chǎn)實(shí)踐,總結(jié)出一套簡單易行,適于企業(yè)及消費(fèi)者掌握的鑒別方法。主要從形態(tài)特征、燃燒狀態(tài)、化學(xué)試劑性能溶解相結(jié)合來觀察、比較、分析逐一區(qū)分鑒別。
從形態(tài)特征上看,亞麻、苧麻與原竹纖維有相似之處,天絲纖維與麗賽纖維相似,粘膠纖維與莫代爾相似,它們與棉纖維有明顯不同。
從燃燒狀態(tài)看,粘膠纖維與莫代爾纖維差異較大,天絲纖維與麗賽纖維差異較大,棉纖維、麻纖維與其它纖維有較大不同。
1)78%硫酸試劑配制:取98%的濃硫酸極緩慢沿杯壁倒入水中,并不斷攪拌,直至比重達(dá)到1.67即可,1克纖維加入150毫升78%硫酸溶液;
2)60%硫酸溶液試劑配制:取98%的濃硫酸極緩慢沿杯壁倒入水中,并不斷攪拌,直至比重達(dá)到1.52即可,1克纖維加入150毫升60%硫酸溶液。
從化學(xué)試劑溶解性能分析可見,棉纖維、麻纖維、原竹纖維需用78%硫酸試劑來溶解,棉纖維溶解最慢,粘膠纖維、莫代爾纖維、天絲纖維、麗賽纖維用60%硫酸試劑溶解,天絲纖維即刻溶解,粘膠纖維慢慢溶解,從這很容易區(qū)分天絲與粘膠纖維,因所使用試劑不同比較容易將纖維素纖維與棉麻區(qū)分開。
小結(jié)
1、棉纖維因其獨(dú)有的特點(diǎn)顯而易見識(shí)別;
2、粘膠纖維、MODAL(莫代爾)纖維、Tencel(天絲)纖維、麗賽纖維可通過燃燒殘留特征結(jié)合60%硫酸試劑溶解性能很容易識(shí)別;
3、亞麻、苧麻、原竹纖維可通過纖維形態(tài)特征結(jié)合密度區(qū)分,麻纖維密度1.50,原竹纖維密度0.8比較輕。
六、結(jié)束語
通過對Tencel天絲纖維性能分析及鑒別可得出下列結(jié)論:
1、Tencel天絲纖維具有高聚合度、高結(jié)晶度、高濕模量,干濕強(qiáng)度接近,干濕強(qiáng)比85%等優(yōu)于其它纖維特點(diǎn)。
2、Tencel天絲纖維較高強(qiáng)度,低伸長度等優(yōu)點(diǎn),使天絲可紡性好,易染色,紗線非常均勻,織物色澤漂亮。
3、適用范圍廣,可以制造床上用品及各類服飾用品;既可以純紡又可以與棉、毛、絲、麻、化學(xué)纖維混紡;既能機(jī)織又可針織生產(chǎn)出棉型、毛型、絲型、麻型多樣風(fēng)格優(yōu)質(zhì)高檔豐富多彩紡織產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:聚四氟乙烯纖維;紅外光譜;熱裂解;定性分析
1 引言
聚四氟乙烯纖維簡稱PTFE。PTFE 纖維具有優(yōu)良的耐腐蝕性,低摩擦因數(shù),不燃,耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑等強(qiáng)腐蝕性試劑或溶劑,耐高、低溫性能優(yōu)良,符合全天候使用的條件。由于PTFE纖維具有優(yōu)良的性能,因而PTFE纖維已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天以及其他工程領(lǐng)域。聚四氟乙烯纖維加工的縫合線能延長雨篷等戶外織物的壽命;膨體聚四氟乙烯纖維可加工制成從宇航服到整日曝曬于日光下的建筑工業(yè)用的能抵御自然界惡劣環(huán)境的紡織品。除此之外, 聚四氟乙烯纖維還應(yīng)用于化工和其他產(chǎn)業(yè)過濾加工等苛刻環(huán)境中[1]。目前,國內(nèi)外關(guān)于PTFE已有了較多的研究,但主要集中在其各方面的性能以及應(yīng)用領(lǐng)域等,而關(guān)于該纖維系統(tǒng)鑒別方法及定量方法的研究尚沒有相關(guān)的報(bào)道。因此本項(xiàng)目以此為出發(fā)點(diǎn),對聚四氟乙烯纖維與其他纖維進(jìn)行定性和定量方法的系統(tǒng)研究,最終得到準(zhǔn)確的定量方法,為貿(mào)易及質(zhì)量控制時(shí)提供檢測依據(jù)。
本項(xiàng)目在利用燃燒法、顯微鏡觀察法、熔點(diǎn)法、溶解法、紅外光譜法、熱裂解法對聚四氟乙烯纖維進(jìn)行定性分析的基礎(chǔ)上,研究出聚四氟乙烯纖維與其他纖維的系統(tǒng)鑒別方法。在此基礎(chǔ)上,對聚四氟乙烯纖維與其他纖維混紡的不同情況做定量分析。
按照FZ/T 01057.3―2007中纖維橫截面切片的制備方法制得PTFE的橫截面切片,在CU-Ⅱ纖維細(xì)度分析儀下放大500倍觀察。其橫截面圖像見圖3。聚四氟乙烯其橫截面呈腰圓形,有裂紋。少部分呈不規(guī)則多邊形。
聚四氟乙烯纖維在顯微鏡下縱面形態(tài)特征及橫截面的形態(tài)特征及電鏡圖縱面形態(tài)特征的觀察結(jié)果顯示,與天然纖維、合成纖維、再生纖維素纖維在外觀形態(tài)上有明顯的差別。但隨著工藝的改進(jìn),作為化學(xué)纖維的聚四氟乙烯纖維,其縱向及橫向形態(tài)會(huì)隨著工藝改變而改變,因此,要成功鑒別聚四氟乙烯纖維還需結(jié)合燃燒法、溶解法等一種或多種方法進(jìn)行確認(rèn)后最終確定準(zhǔn)確鑒別。
2.4.3 熔點(diǎn)試驗(yàn)
取少量聚四氟乙烯纖維放在載玻片并覆蓋蓋玻片,在顯微熔點(diǎn)儀下進(jìn)行熔點(diǎn)試驗(yàn)。當(dāng)加熱溫度升至300℃時(shí),聚四氟乙烯纖維中有部分物質(zhì)開始熔融,溫度升至327℃~345℃,該纖維迅速熔融。由于該纖維熔融溫度范圍較大,熔融過程需嚴(yán)格控制升溫速度(在300℃前按6℃/min~8℃/min升溫,在300℃以后按3℃/min~4℃/min升溫)。
2.4.4 紅外光譜試驗(yàn)
聚四氟乙烯纖維樣品通過紅外光譜儀掃描后,纖維中的分子將吸收一部分光能并轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥恼駝?dòng)能和轉(zhuǎn)動(dòng)能。
儀器測試條件為:檢測器DTGS-KBr;采用分辨率4cm-1;掃描次數(shù)32次;波數(shù)范圍為600cm-1~4000cm-1(ATR法)和400cm-1~4000 cm-1(透射法)。
聚四氟乙烯是單體四氟乙烯的均聚物,由透射法和ATR法的紅外光譜圖可知, PTFE在1210cm-1和1150cm-1附近有兩個(gè)較強(qiáng)的峰。1210cm-1附近的峰是由CF2 基團(tuán)的反對稱伸縮振動(dòng)引起,而1150 cm-1則是由于CF2 基團(tuán)對稱伸縮振動(dòng)引起。CF2 基團(tuán)的振動(dòng)所對應(yīng)的吸收峰在PTFE 的譜圖中是最強(qiáng)的,這也可以證明CF2 是聚四氟乙烯分子鏈中的基本單元。此外,因透射法的強(qiáng)度比ATR法強(qiáng),在透射法的紅外光譜圖中,還可以看到由C―F 彎曲振動(dòng)引起的位于640cm-1附近的吸收峰; 以及C―F 變形振動(dòng)引起的550cm-1、 500cm-1處的吸收峰,而ATR法因其反射深度較淺,無法測得。
2.4.5 溶解試驗(yàn)
溶解試驗(yàn)選擇了FZ/T 01057.4―2007標(biāo)準(zhǔn)中所有的試劑和GB/T 2910―2009標(biāo)準(zhǔn)中的二甲苯等試劑,將少量的聚四氟乙烯纖維置于燒杯以1:100的試劑比例加入容器中,在不同溫度條件下,觀察聚四氟乙烯纖維在不同試劑中的溶解性能。聚四氟乙烯纖維溶解性能見表3。
從表3中得知,沒有一種溶劑能快速有效地溶解聚四氟乙烯纖維,但該纖維在萘鈉溶液中被碳化,纖維顏色逐步變深最后變黑,繼續(xù)加熱纖維仍不被溶解,但溶液顏色變深;經(jīng)四氫呋喃洗滌后碳化的纖維由黑色變成褐色,這些溶解特征是鑒別該纖維的重要依據(jù)。表3的結(jié)果也可作為聚四氟乙烯纖維與其他纖維交織或混紡產(chǎn)品定量分析的重要依據(jù)。
3 結(jié)論
3.1 聚四氟乙烯纖維的燃燒特征與其他纖維的燃燒特征有明顯的不同,因此可通過燃燒方法鑒別該纖維,但該方法對試驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)要求較高,因此在纖維鑒別過程中,可先采用燃燒法初步鑒別出聚四氟乙烯纖維后,盡可能用其他鑒別方法如溶解法等進(jìn)一步確認(rèn)。
3.2 顯微鏡觀察能初步鑒別出聚四氟乙烯纖維與天然纖維和某些合成纖維具有明顯外部特征的化學(xué)纖維,但很難辨別出與其他化學(xué)纖維的區(qū)別,還需結(jié)合燃燒法、溶解法等一種或多種方法進(jìn)行確認(rèn)后最終確定待測纖維的種類。
3.3 聚四氟乙烯纖維熔點(diǎn)在273℃至345℃,熔融溫度范圍較寬是聚四氟乙烯纖維的重要特征,但一般熔點(diǎn)儀可測試最高溫度為300℃,不能滿足測試聚四氟乙烯纖維熔點(diǎn)的試驗(yàn)要求,因此盡可能不單獨(dú)采用熔點(diǎn)法來鑒別聚四氟乙烯纖維。
3.4 利用紅外光譜能快速準(zhǔn)確有效地鑒別出聚四氟乙烯纖維及其他各類紡織纖維。
3.5 熱裂解分析的裂解產(chǎn)物只有一種,就是四氟乙烯,能快速準(zhǔn)確有效地鑒別出聚四氟乙烯纖維。
3.6 采用溶解法鑒別聚四氟乙烯纖維具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、可操作性強(qiáng)的特點(diǎn),可直接用于鑒別聚四氟乙烯纖維和其他纖維。紅外光譜及熱裂解分析也能準(zhǔn)確有效地鑒別出聚四氟乙烯纖維,但考慮到這兩種方法的成本較高,各實(shí)驗(yàn)室可依據(jù)自身試驗(yàn)條件選擇相應(yīng)的方法。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:廢棄紡織纖維;紡織廢料;再加工纖維;質(zhì)量安全控制
Abstract: The reprocessing of waste textile fibers is concerned by the community because of its recycling, resource recovery and rationality. After the introduction of waste fiber sources, processing methods and processing technologies, the main factors affecting the qualities of reclaimed fibers were analyzed. For the different fiber reprocessing technology and uses on reclaimed fiber, quality and safety controls are discussed.
Key words: waste textile fibers; textile waste;reclaimed fiber;quality and safety control
紡織纖維分為天然纖維和化學(xué)纖維兩大類。天然纖維是從自然界直接取得的纖維,如植物纖維、動(dòng)物纖維、礦物纖維;化學(xué)纖維則是用天然的或合成的高聚物經(jīng)過化學(xué)合成或機(jī)械加工制得的紡織纖維,一般以石油、天然氣、煤、農(nóng)副產(chǎn)品及天然高分子化合物為原料[1,2]。從纖維的來源可以看到紡織纖維的稀缺性,因而,使用適當(dāng)?shù)姆椒▽U棄紡織纖維進(jìn)行再加工不僅符合我國有關(guān)法律法規(guī)的規(guī)定,而且具有廢物利用、資源回收的合理性。近年來,隨著全球氣候復(fù)雜變化、石油價(jià)格大幅上揚(yáng)等因素的影響,回收利用廢棄紡織纖維越來越引起各界的關(guān)注。
1廢棄紡織纖維的來源
可供回收利用的廢棄紡織纖維很多,除了禁止用于生產(chǎn)再加工纖維的原料以外,主要來源于輕紡工業(yè)的廢料和各種廢舊紡織品。
1.1纖維加工產(chǎn)生的廢料
無論是天然纖維還是化學(xué)纖維的生產(chǎn)都不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物或廢棄物,如軋花產(chǎn)生的落花和棉短絨、梳麻產(chǎn)生的亞麻下腳和麻屑、生產(chǎn)化學(xué)纖維過程中產(chǎn)生的粗纖維屑和廢絲等。這類紡織廢料成分單純,且主要呈纖維狀。
1.2紡紗工程產(chǎn)生的廢料
在紡紗工程中也會(huì)產(chǎn)生各種紡織廢料,如落花、落毛、落絲、回絲、廢紗等。這類廢料成分易于確定,有的呈纖維狀,有的則以具有一定捻度的紗線形式存在。
1.3服裝、紡織品加工產(chǎn)生的廢料
服裝、紡織品加工過程中,剪裁和縫制時(shí)產(chǎn)生的線頭、布邊、布角、布頭等紡織廢料除了可以拼接加工布藝產(chǎn)品外,還是生產(chǎn)再加工纖維的主要原料。我國是紡織品生產(chǎn)和出口大國,每年紡織行業(yè)產(chǎn)生的纖維廢料數(shù)量相當(dāng)可觀。這類廢料的成分比較復(fù)雜,花色多,具有一定的組織結(jié)構(gòu)。
1.4生活中的廢棄服裝和紡織品
隨著人民生活水平的提高,服裝、紡織品的更新周期加快[3],生活中的廢棄服裝和紡織品數(shù)量驚人而且隨處可見,如舊服裝、舊絮片、舊地毯、舊的纖維制包裝物等。這類廢棄物均可作為生產(chǎn)再加工纖維的原料。而且,其中的一些舊服裝或紡織品還可以進(jìn)入二手市場流通。這類紡織廢料的成分復(fù)雜,不僅具有一定的組織結(jié)構(gòu),而且顏色和形狀多種多樣。
1.5禁止使用的原料
根據(jù)《再加工纖維質(zhì)量行為規(guī)范(試行)》的規(guī)定,醫(yī)用纖維性廢棄物、使用過的殯葬用纖維制品、來自傳染病疫區(qū)無法證實(shí)其未被污染的纖維制品、國家禁止進(jìn)口的廢舊纖維制品及其他被有毒有害物質(zhì)污染的纖維和纖維制品禁止用于生產(chǎn)再加工纖維。
2廢棄紡織纖維的處理方式
鑒于廢棄紡織纖維質(zhì)量狀態(tài)存在的差異性,對其處理的方式可分為再加工利用和棄置兩種。再加工利用是指利用機(jī)械對廢棄紡織纖維進(jìn)行切割、開松、除塵、梳理以獲得纖維狀物質(zhì)。棄置的廢棄紡織纖維可以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行掩埋,也可以焚燒的方式作為熱源使用。
3廢棄紡織纖維的加工技術(shù)
挑揀分類是合理利用廢棄纖維的首要步驟。經(jīng)過回收的廢棄紡織纖維因?yàn)槌煞謴?fù)雜,顏色、狀態(tài)差異大,所以,必須要先根據(jù)顏色、成分或其他特征進(jìn)行分類、分級(jí)。經(jīng)過分揀,廢棄紡織纖維中的一些大而硬的雜質(zhì)如紐扣、拉鏈、金屬裝飾物等被去除,纖維的成分、狀態(tài)、顏色等趨于一致。既可以保證后續(xù)工藝步驟的順利進(jìn)行,又可以提高纖維的可利用程度。
經(jīng)過分揀得到的廢棄紡織纖維有的呈纖維狀,有的呈織物結(jié)構(gòu)。呈纖維狀的廢棄紡織纖維可直接喂入開松設(shè)備進(jìn)行開松。呈織物狀的需要進(jìn)行切斷處理,被切割或撕扯成一定尺寸后喂入開松設(shè)備進(jìn)行開松,以獲得再加工纖維。廢棄紡織纖維在開松設(shè)備中多次經(jīng)過多孔塵籠、開松輥筒達(dá)到開松、除塵、混合的效果。在開松前后均可以對纖維進(jìn)行混合。最后,將再加工纖維打包。
在加工廢棄紡織纖維過程中,一些有資質(zhì)的企業(yè)可以對再加工纖維集中進(jìn)行脫色漂白,但須經(jīng)過循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合管理部門和環(huán)保部門的批準(zhǔn)。
4影響再加工纖維質(zhì)量的主要因素
4.1分揀
分揀不僅僅是為了排除雜質(zhì),關(guān)鍵在于要能夠根據(jù)廢棄紡織纖維的各種性狀做好分類和分級(jí),以保證獲得的再加工纖維具有均勻的品質(zhì)。如,服裝加工廠下腳的同一色系的紡織廢料,既要區(qū)分纖維成分分類,又要區(qū)分色差進(jìn)行分級(jí)。
4.2開松
開松是加工廢棄紡織纖維的關(guān)鍵環(huán)節(jié),關(guān)系到再加工纖維質(zhì)量的優(yōu)劣。開松工藝有干法和濕法之分[4,5]。干法開松流程短,工作環(huán)境較差,加工劇烈易拉斷纖維,得到的再加工纖維的纖維長度較短,質(zhì)量偏低,對捻度較小、組織結(jié)構(gòu)較松散的紡織廢料開松效果較好。濕法開松有潤濕洗滌作用,工藝流程較長,工作環(huán)境較干法有所改善,對纖維的損傷程度降低,得到的纖維長度保持較好,質(zhì)量較干法好,對捻度較大、組織結(jié)構(gòu)較緊的紡織廢料有良好的開松能力。另外,開松設(shè)備的設(shè)置也會(huì)影響開松效果,如錫林隔距。
4.3原料的結(jié)構(gòu)
廢棄紡織纖維既有松散的,也有緊密的。這種結(jié)構(gòu)的差異性會(huì)影響再加工纖維的質(zhì)量。如,紗線的結(jié)構(gòu)越結(jié)實(shí),越難保證低損傷回收纖維。
5再加工纖維的用途
利用廢棄紡織纖維生產(chǎn)的再加工纖維根據(jù)其性狀和品質(zhì)既可以直接使用,還可以生產(chǎn)一些具有高附加值的產(chǎn)品。按照我國的規(guī)定,再加工纖維禁止直接或間接用于生產(chǎn)脫脂紗布和脫脂棉等醫(yī)療衛(wèi)生用品、生活用絮用纖維制品(符合GB 18383―2007 絮用纖維制品通用技術(shù)要求 之4.1.3規(guī)定的除外)、嬰幼兒用品和直接接觸皮膚的產(chǎn)品及國家規(guī)定的其他產(chǎn)品。也就是說,在我國使用再加工纖維是有限定要求的。
5.1紡織原料
再加工纖維可以作為紡織原料直接用于紡織品加工。如,加工非生活用絮用纖維制品;再加工纖維能紡出較好的紗[6],可以織造牛仔布、粗紡面料等用于生產(chǎn)非直接接觸皮膚的產(chǎn)品,還可以織造帆布、濾布、地毯、裝飾布、包裝布等工業(yè)用布或家用紡織品。
5.2非織造布
加工非織造布是利用再加工纖維的重要途徑。用于加工非織造布的原料范圍廣,對纖維長度、性能等要求比較寬泛。隨著適合利用再加工纖維生產(chǎn)非織造布的成套設(shè)備的研制和升級(jí),以再加工纖維為原料生產(chǎn)非織造布的技術(shù)日趨成熟[7],加工的非織造布應(yīng)用范圍也越來越廣。這種非織造布可用作鞋帽的襯里、工業(yè)用手套、皮箱皮包內(nèi)襯、人造革基布、沙發(fā)氈墊、地毯基布、汽車車體內(nèi)襯和壁板、隔音層、隔熱層、減震材料、包裝材料、農(nóng)業(yè)用覆蓋材料等[8,9,10]。
5.3造紙?jiān)?/p>
棉纖維、麻類纖維是天然纖維素纖維。這類再加工纖維可用作造紙?jiān)?生產(chǎn)鈔票用紙、復(fù)印紙、濾紙、絕緣板等[11]。
5.4再生纖維
以再加工纖維為原料生產(chǎn)再生纖維可分為物理法和化學(xué)法兩種。物理法適用于純組分的化學(xué)纖維,是利用化纖的熱塑性,通過加熱使再加工纖維熔融呈顆粒狀,繼而加工成新的再生纖維。這種再生化學(xué)纖維的品質(zhì)與原產(chǎn)化學(xué)纖維相差無幾,且具有一定的價(jià)格優(yōu)勢[12],可以用于毛絨玩具、枕墊的填充物,也可以用來生產(chǎn)織造布?;瘜W(xué)法則適用于天然纖維素纖維,是利用化學(xué)試劑將纖維素纖維溶解,再紡絲制備再生纖維素纖維。如將廢棄棉纖維回收利用紡制Lyocell[13]。
5.5復(fù)合材料
再加工纖維可作為增強(qiáng)材料與其他物質(zhì)制備復(fù)合材料用于建筑等領(lǐng)域。如,將以廢舊地毯為原料加工得到的再加工纖維作為混凝土的增強(qiáng)纖維,改善了力學(xué)性能,降低了成本[14];將堿處理的廢棄劍麻纖維與脲醛樹脂經(jīng)乙?;幚淼玫降膹?fù)合材料,其彎曲強(qiáng)度、耐磨性、熱分解溫度、吸水性及電絕緣性都超過了脲醛樹脂/木粉復(fù)合材料[15]。
6再加工纖維的質(zhì)量安全控制
從再加工纖維的加工技術(shù)來看,方法簡單,設(shè)備投入有限;從再加工纖維的用途來看,應(yīng)用廣泛,進(jìn)行深加工需要一定的技術(shù)支持和設(shè)備投入。因此,在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下一些不法商販將再加工纖維制成“黑心棉”、“黑心紗”等牟取暴利,甚至在國內(nèi)的某些地區(qū)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展。鑒于此種情況,為了切實(shí)保護(hù)消費(fèi)者的權(quán)益、保障紡織廢料再加工行業(yè)的健康發(fā)展,再加工纖維的質(zhì)量安全控制必須引起重視。
建立再加工纖維的質(zhì)量安全控制要求既要符合我國的有關(guān)法律法規(guī),還要考慮再加工纖維的加工工藝和用途。加工工藝不同,再加工纖維的組成成分和質(zhì)量狀況不同;用途不同,對再加工纖維品質(zhì)要求不同;生產(chǎn)的產(chǎn)品不同,對應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求不同。有的是共性要求,有的則是個(gè)別要求。要充分考慮技術(shù)發(fā)展水平、產(chǎn)品質(zhì)量等現(xiàn)實(shí)因素,使建立的再加工纖維質(zhì)量安全控制要求既能達(dá)到提高產(chǎn)品水平、保護(hù)人身健康和安全的目的,又能將成本控制在較低水平,具有較強(qiáng)的應(yīng)用性。
6.1衛(wèi)生要求
廢棄紡織纖維來源復(fù)雜。原料在堆放、加工和貯運(yùn)過程中,每個(gè)環(huán)節(jié)都可能受到細(xì)菌的污染,尤其是一些化膿性致病菌危害性比較大,對生產(chǎn)者、銷售者和使用者的健康安全存在著潛在的危險(xiǎn)。使用再加工纖維加工的絮用纖維制品,其中符合GB 18383―2007之4.1.3規(guī)定的生活用絮用纖維制品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對衛(wèi)生指標(biāo)有所要求,非生活用絮用纖維制品尚未建立國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);其他用途涉及的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)未見對衛(wèi)生指標(biāo)的要求。鑒于再加工纖維來源的復(fù)雜性,從安全角度考慮,應(yīng)該對再加工纖維的衛(wèi)生指標(biāo)提出要求。
筆者認(rèn)為,參考一次性衛(wèi)生用品初始菌的技術(shù)指標(biāo)要求,把再加工纖維的菌落總數(shù)、真菌菌落總數(shù)和大腸桿菌作為考核指標(biāo)意義不大,設(shè)定檢測綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌和溶血性鏈球菌等化膿性致病菌作為技術(shù)指標(biāo)比較適宜,并且要求再加工纖維不得檢出綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌和溶血性鏈球菌等致病菌。
6.2異味和雜質(zhì)
異味作為考核再加工纖維的技術(shù)指標(biāo),主要是考慮雖然再加工纖維禁止用于生產(chǎn)醫(yī)療衛(wèi)生用品、嬰幼兒用品、直接接觸皮膚的產(chǎn)品及生活用絮用纖維制品,但是再加工纖維無論是作為直接使用的產(chǎn)品,還是作為終端產(chǎn)品的原料,最終都要進(jìn)入百姓生活和社會(huì)生產(chǎn)中被人們使用。所以,參考GB 18401國家紡織品基本安全技術(shù)規(guī)范 設(shè)定這個(gè)技術(shù)指標(biāo)。
再加工纖維不應(yīng)該含有針狀物和沙石等硬質(zhì)顆粒狀雜質(zhì),否則會(huì)影響使用,也會(huì)影響后續(xù)的深加工。因此,設(shè)定雜質(zhì)這個(gè)技術(shù)指標(biāo),要求采用手工挑揀的方法,不得在再加工纖維中檢出針狀物和沙石等硬質(zhì)顆粒狀雜質(zhì)。
6.3pH值
再加工纖維的生產(chǎn)過程中,洗滌、潤濕、漂白脫色等步驟引入的化學(xué)助劑會(huì)使再加工纖維的酸堿性發(fā)生改變。眾所周知,紡織品的酸堿性對皮膚健康有影響。因此,參考GB18401國家紡織品基本安全技術(shù)規(guī)范 對C類產(chǎn)品的技術(shù)要求,設(shè)定pH值檢測技術(shù)指標(biāo),要求pH范圍為4.0~9.0。
6.4助劑殘留
再加工纖維生產(chǎn)過程中加入助劑的種類不多。其中,進(jìn)行漂白脫色時(shí)加入的某些漂白劑在一定的酸堿條件下可生成強(qiáng)氧化劑,因此,這類助劑的殘留應(yīng)引起重視?!对偌庸だw維質(zhì)量行為規(guī)范(試行)》規(guī)定,再加工纖維生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)、排放等符合國家環(huán)境保護(hù)規(guī)定要求,并經(jīng)過循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合管理部門和環(huán)保部門批準(zhǔn)才可以對再加工纖維集中進(jìn)行脫色漂白。其原因就在于漂白工藝不同會(huì)直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)投入和環(huán)境污染的程度。
紡織品漂白使用的漂白劑主要有次氯酸鈉、過氧化氫和亞氯酸鈉,相應(yīng)的漂白工藝稱為氯漂、氧漂和亞漂。氯漂成本低廉,設(shè)備簡單,對纖維的損傷大,漂白廢液污染環(huán)境,漂白效果不及氧漂和亞漂;氧漂對設(shè)備要求較高,對纖維損傷小,環(huán)境污染小,漂白效果好;亞漂成本高,對設(shè)備腐蝕性大,漂白效果好,漂白時(shí)產(chǎn)生的二氧化氯毒性大,危害人體健康,并且污染環(huán)境[16]。鑒于上述原因,對于可能經(jīng)漂白脫色處理的再加工纖維要考核助劑殘留指標(biāo)。根據(jù)漂白工藝的化學(xué)原理,設(shè)定檢測余氯和過氧化氫殘留量作為技術(shù)指標(biāo)。關(guān)于纖維及紡織品的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中尚未建立此類限值,所以限值的設(shè)定建議參考飲用水或食品標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
6.5產(chǎn)品說明
根據(jù)《再加工纖維質(zhì)量行為規(guī)范(試行)》規(guī)定,再加工纖維最小單位產(chǎn)品包裝物上要標(biāo)明以下內(nèi)容:“‘再加工纖維’的產(chǎn)品名稱,并注明‘回收再利用’字樣;在顯著位置標(biāo)注‘禁止用于生產(chǎn)醫(yī)療衛(wèi)生用品、嬰幼兒用品、直接接觸皮膚的產(chǎn)品及生活用絮用纖維制品’的警示語;在再加工纖維最小單位產(chǎn)品包裝物上附有產(chǎn)品合格證;國家的其他規(guī)定?!惫P者認(rèn)為,再加工纖維產(chǎn)品包裝物上還應(yīng)該標(biāo)明纖維成分。另外,呈白色的產(chǎn)品必須明示是否經(jīng)過漂白脫色。
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作為仿真絲的第一種化學(xué)纖維,人造絲出現(xiàn)在一個(gè)世紀(jì)前,這種化學(xué)纖維擬態(tài)絲是用木漿制成的,隨后,人們發(fā)現(xiàn)木質(zhì)漿具有可溶性,還可濕紡加工。而人造絲與木質(zhì)纖維具有纖維素同樣的結(jié)構(gòu)。隨之,尼龍又出現(xiàn)了。尼龍是人類模仿天然纖維的杰作。50年后,混紡加工技術(shù)出現(xiàn),合成纖維漸漸成為我們的時(shí)尚,也形成一種開發(fā)方式。隨之,聚酯纖維以標(biāo)新立異的固有特征使其他人造纖維刮目相看,也與人造絲形成鮮明的對比。然而,卻不是所有的真絲特征都可以再造的。例如,光澤特征、吸濕特征、可染特征并沒有完全盡如人意地模仿出來。例如,的所有有機(jī)要素,如糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素等均含碳元素。光合作用使碳元素生成新的植物碳元素。據(jù)稱,每年全世界約有2000億噸碳元素因光合作用被植物從空氣中吸收。其中植物就包含了空氣和植物中水分子中的二氧化碳,將其轉(zhuǎn)化為植物糖類。
光合作用使植物需要更多能量。植物糖類所含能量高于其他簡單化合物,其能量主要來源于光的吸收,即葉綠素和類胡蘿卜素的生成,而植物不僅能生成糖類,而且其化合物可以轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)性材料,如纖維素和蛋白質(zhì)。這種轉(zhuǎn)換要求更多能量,這一趨勢又使其分解具有高能量的糖類。在氧化作用下,它再次生成二氧化碳和水。這種能量釋出和轉(zhuǎn)換過程被看做植物呼吸與生長的過程,類似于動(dòng)物的呼吸。而光合作用使植物獲得能量后以糖類的形式儲(chǔ)存下來。日本農(nóng)業(yè)生物科學(xué)研究所(NIAS)馬越博士(Dr J. Magoshi)認(rèn)為,蠶絲的形成經(jīng)歷了這個(gè)機(jī)械過程,而這個(gè)過程在所有動(dòng)植物體內(nèi)都會(huì)產(chǎn)生。也就是說,所有動(dòng)植物都可以成為擬態(tài)生物纖維的“工廠”。
眾所周知,家蠶不是真正的吐絲,而是從口中拉出絲,靠移動(dòng)編織蠶繭。家蠶可以將蠶絲蛋白固定在平面上。如果能給家蠶下“命令”,它們或許能按照人類的指令,直接給人“紡織”衣服,而省掉了織布這一過程。這與我們傳統(tǒng)的人造纖維紡織大相徑庭,事實(shí)上,天然絲纖維要比人造纖維更有伸縮性,絲纖維的隔熱性能、手感、吸濕性都要好于合成纖維。并且,絲纖維具有很好的功能性,甚至可以設(shè)計(jì)更多的人造功能。
在過去,人們并不知道,家蠶是怎樣通過食用桑葉而制造蠶絲的?,F(xiàn)在發(fā)現(xiàn),那是因?yàn)樯H~被消化后形成氨基酸,然后形成絲腺。就這樣,分層的絲蛋白就在蠶的肚子里形成,然后又通過絲腺鈣離子形成膠質(zhì)蛋白絲,而凝膠體又通過吸收空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為溶膠,最終變?yōu)橐簯B(tài)水晶體,蠶一邊移動(dòng)一邊拉出口中的液態(tài)水晶體而形成蠶絲。這個(gè)過程與人類合成纖維的生產(chǎn)大同小異。
其實(shí),當(dāng)提及動(dòng)物纖維時(shí),人類沒有真正理解自己的毛發(fā)和羊毛生長的過程。人類毛發(fā)和羊毛的生長都是一個(gè)氨基酸的聚合過程。倘若毛發(fā)在形成過程中,聚合體相互纏繞,形成新的合成纖維,那么聚合體就會(huì)形成一種溶體并儲(chǔ)存下來,然后從皮膚里冒出來。這個(gè)過程可以讓我們明白,其實(shí)這也是一個(gè)人造絲的過程。若能真正模仿這種生物動(dòng)態(tài),那么人類就可以不斷創(chuàng)造無數(shù)種擬態(tài)纖維。目前,世界上已有許多纖維公司把觸角伸向人類毛發(fā)生成原理。現(xiàn)代生物技術(shù)可以讓頭發(fā)按照人類預(yù)期的形狀在活體內(nèi)生長。倘若人發(fā)能夠復(fù)制,那么羊毛也可以用未來的生物擬態(tài)技術(shù)合成出來。
蜘蛛絲是另一有趣的纖維材料。這種動(dòng)物性纖維具有很強(qiáng)的韌性,它可以任意伸長。為了使自身產(chǎn)絲更有效地捕捉到昆蟲,蜘蛛往往會(huì)自動(dòng)地將絲中的養(yǎng)分加以調(diào)整,使其絲的強(qiáng)度能讓纖維絲以蜘蛛網(wǎng)的軸心看齊。當(dāng)蛛絲一邊被拉伸時(shí),其韌度卻在由中心到邊緣加大。蜘蛛絲的韌度相當(dāng)于凱夫拉爾纖維,其延伸性或抗斷裂性高于凱夫拉爾35%。因此,其經(jīng)緯黏度足以捕捉到比蜘蛛自身大得多的昆蟲。但是,當(dāng)蜘蛛移動(dòng)時(shí),蜘蛛網(wǎng)上的黏度卻不會(huì)粘住它。這就是大自然的奇妙。世界頂尖級(jí)纖維科學(xué)家因此對蜘蛛絲的結(jié)構(gòu)十分感興趣。他們希望能解釋蜘蛛絲結(jié)構(gòu)的物理屬性,從而開發(fā)像蜘蛛絲一樣的擬態(tài)非均勻性智能化纖維材料。這或許成為未來開發(fā)新纖維材料的關(guān)鍵所在。這樣的生物擬態(tài)應(yīng)用信息,確定無疑,將成為今后新型化學(xué)纖維誕生的溫床。未來的生物擬態(tài)技術(shù)可利用動(dòng)植物體內(nèi)的均質(zhì)物質(zhì)和非均質(zhì)物質(zhì)開發(fā)多種生物纖維,以滿足人類更多需求。例如,模仿生物的功能即可強(qiáng)化液晶蛋白纖維的強(qiáng)度。使用這樣的纖維材料紡織物,可使人類在炎熱的沙漠地帶都免受強(qiáng)光的照射和熾熱高溫的危害。
當(dāng)然,除了動(dòng)物纖維,人類也可以利用植物纖維的擬態(tài)開發(fā)纖維種類。例如,竹子纖維是一種天然的強(qiáng)化型復(fù)合材料。其橫斷面顯示具有豐富的纖維素材料,而外部堅(jiān)硬且密度高,其非均質(zhì)性結(jié)構(gòu)可幫助人類抵御高寒和強(qiáng)風(fēng)的襲擊。日本東京理工學(xué)院教授菊谷先生(T. Kikutani)成功地合成了一種同等密度的竹類生物擬態(tài),這種材料擁有極高強(qiáng)度、高韌度、高系數(shù),因此成為市場需求最迫切的產(chǎn)品。
為了探索聚合體材料的理想功能,人類還需要在聚合體分子量和減少分子結(jié)構(gòu)缺陷上下工夫。而與之相適應(yīng)的新型紡紗加工技術(shù)則成為創(chuàng)新者的另一挑戰(zhàn)。因?yàn)?未來的生物擬態(tài)已不再是傳統(tǒng)意義上的紡織,而是利用分子導(dǎo)向控制以實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的纖維紡織精準(zhǔn)度。
一、原材料工業(yè)逐季回升態(tài)勢明顯,多數(shù)行業(yè)增長加快
2009年,隨著促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快增長的一系列經(jīng)濟(jì)政策的貫徹實(shí)施和產(chǎn)業(yè)調(diào)整與振興規(guī)劃相關(guān)政策的逐步落實(shí),原材料工業(yè)逐季回升態(tài)勢明顯,多數(shù)行業(yè)增長加快。
鋼鐵行業(yè):2009年,增加值同比增長9.9%,較2008年加快1.7個(gè)百分點(diǎn)。其中,各季度依次分別增長0.3%、2.4%、13.3%和24.5%。生鐵產(chǎn)量5.4億噸,增長15.9%;粗鋼產(chǎn)量5,7億噸,增長13.5%;鋼材產(chǎn)量6.9億噸,增長18.5%。主要鋼材品種中,鐵道用鋼材、中小型型鋼、鋼筋、線材(盤條)、熱軋薄板、冷軋薄板、熱軋薄寬鋼帶、熱軋窄鋼帶、冷軋窄鋼帶、焊接鋼管等產(chǎn)量增長較快,均較同期增長20%以上。
有色行業(yè):2009年,增加值同比增長12.8‰較2008年加快0.5個(gè)百分點(diǎn)。其中,各季度依次分別增長2.8%、8.8%、12.9%和25.5%。十種有色金屬產(chǎn)量增長5.8%,有色金屬產(chǎn)品中,精煉銅產(chǎn)量增長9.6%;氧化鋁產(chǎn)量增長4.49%;電解鋁產(chǎn)量增長1%;鉛產(chǎn)量增長16.4%;鋅產(chǎn)量增長11.6%;銅材產(chǎn)量增長22.2%;鋁材產(chǎn)量增長16.8%。
化工行業(yè):2009年,增加值同比增長14.6%,較2008年加快4.6個(gè)百分點(diǎn)。其中,各季度依次分別增長3.7%、9.8%、17.3%和26. 6%?;A(chǔ)化學(xué)原料中,硫酸、鹽酸、濃硝酸產(chǎn)量分別為5,958.3、803.4和205.6萬噸,分別增長18.7%、6.5%和10.7%;燒堿、純堿產(chǎn)量分別為1891和2,001.4萬噸,分別增長8.6%和8.7%;乙烯產(chǎn)量1,069.7萬噸,增長8.3%。農(nóng)用物資中,化肥產(chǎn)量6,706.2萬噸,增長16.3%;化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)量226.2萬噸,增長12.3%?;瘜W(xué)制品中,塑料產(chǎn)量3,603.2萬噸,增長11.8%;合成橡膠產(chǎn)量275.5萬噸,增長8.7%。
建材行業(yè):2009年,增加值同比增長14.7%,較2008年減緩2.2個(gè)百分點(diǎn)。其中,各季度依次分別增長10.8%、13.5%、16.3%和19.1%。水泥產(chǎn)量16.3億噸,增長17.9%;平板玻璃產(chǎn)量5.6億重量箱,增長1.7%。
二、紡織行業(yè)中,化學(xué)纖維制造業(yè)回升明顯
2009年,化學(xué)纖維制造業(yè)回升明顯,增加值同比增長10.2%,較2008年加快8個(gè)百分點(diǎn)。受出口仍未顯著恢復(fù)的影響,紡織業(yè)及紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)增長減緩。紡織業(yè)增加值同比增長8.5%,較2008年減緩2個(gè)百分點(diǎn),實(shí)現(xiàn)出貨值3.777億元,同比下降6.2%(2008年同比增長4.4%);紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)增加值同比增長9.9%,較2008年減緩2.6個(gè)百分點(diǎn),實(shí)現(xiàn)出貨值3,375.2億元,同比增長2.8%,較2008年減緩1.6個(gè)百分點(diǎn)。
紡織產(chǎn)品中,化學(xué)纖維產(chǎn)量2,726.1萬噸,增長14.3%;布產(chǎn)量567.5億米,增長5.3%;服裝產(chǎn)量237.5億件,增長6.9%。
三、裝備制造業(yè)中,交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)快速增長
2009年,裝備制造業(yè)增加值同比增長11.3‰較2008年減緩4.3個(gè)百分點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)出貨值4.6萬億元,同比下降8.6%(2008年同比上升12.8%)。
受購置稅減半、汽車下鄉(xiāng)等一系列政策的推動(dòng),交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)增加值同比增長18.4%,較2008年加快3.2個(gè)百分點(diǎn)。汽車產(chǎn)量1382.7萬輛,增長47.8%。其中,轎車產(chǎn)量749.2萬輛。增長47.4%。轎車中,排量在1升以下,及在1升至1.6升之間的增長最快,分別增長53.2%和67.3%。民用鋼質(zhì)船舶產(chǎn)量4394.3萬載重噸,增長40.1%。
受外需不足影響,其他裝備制造業(yè)均較2008年減緩。通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)增加值同比增長5.3%,較2008年減緩6.7個(gè)百分點(diǎn);金屬制品業(yè)增長10%,減緩5個(gè)百分點(diǎn);通用設(shè)備制造業(yè)增長11%,減緩5.9個(gè)百分點(diǎn);專用設(shè)備制造業(yè)增長13%,減緩7.5個(gè)百分點(diǎn);電氣機(jī)械及器材制造業(yè)增長12%,減緩6.1個(gè)百分點(diǎn);儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)增長2%,減緩10.7個(gè)百分點(diǎn)。
四、主要能源工業(yè)生產(chǎn)增長有所減緩
2009年,能源工業(yè)中,除石油加工行業(yè)較2008年略有加快之外,其他行業(yè)均有所減緩。
煤炭開采和洗選業(yè)增加值同比增長8.3%,較2008年減緩10.8個(gè)百分點(diǎn)。原煤產(chǎn)量29.6億噸,增長12.7‰
石油和天然氣開采業(yè)增長4.8%,較2008年減緩1.3個(gè)百分點(diǎn)。天然原油產(chǎn)量1.9億噸,下降0.4%;天然氣產(chǎn)量829.9億立方米,增長7.7%。
電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)增長6%,較2008年減緩2.6個(gè)百分點(diǎn)。發(fā)電量3 7萬億千瓦小時(shí),增長7%。其中,火力發(fā)電量3萬億千瓦小時(shí),增長7.2%。
石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)增長5.2%,較2008年加快0.9個(gè)百分點(diǎn)。原油加工量3.7億噸,增長7.9‰主要原油加工產(chǎn)品中,汽油產(chǎn)量7194.8萬噸,增長13.1%;煤油產(chǎn)量1479.4萬噸,增長27%;柴油產(chǎn)量1.4億噸,增長6%。
五、高技術(shù)制造業(yè)明顯減緩
2009年,高技術(shù)制造業(yè)增加值同比增長7.7%,較2008年減緩6.3個(gè)百分點(diǎn)。其中,醫(yī)藥制造業(yè)增長14.8%,減緩2 3個(gè)百分點(diǎn)。
高技術(shù)產(chǎn)品中,電子元件產(chǎn)量同比下降2.9%;微型計(jì)算機(jī)設(shè)備產(chǎn)量同比增長27.5%;手機(jī)6.2億臺(tái),增長9.8%;化學(xué)藥品原藥產(chǎn)量193.6萬噸,增長3.4%。
[中圖分類號(hào)]F427
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)] 1673-5595(2015)05-0024-06
一、引言
制造業(yè)是工業(yè)化的直接推動(dòng)力和貢獻(xiàn)者,制造業(yè)的發(fā)展水平直接關(guān)系本國(地區(qū))工業(yè)化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展。山東省作為具有中國制造業(yè)典型發(fā)展特征的省份,其制造業(yè)的發(fā)展也是中國制造業(yè)發(fā)展的縮影。以工業(yè)為主導(dǎo)的山東省,其制造業(yè)在山東省工業(yè)化進(jìn)程中占據(jù)著舉足輕重的位置,《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2013》數(shù)據(jù)顯示:2012年山東省第二產(chǎn)業(yè)工業(yè)增加值為25293億元,工業(yè)增加值同比增長125%,其中制造業(yè)占比高達(dá)875%。然而,單純的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)只能片面地反映山東省制造業(yè)的發(fā)展水平,山東制造業(yè)在保持高速穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)出現(xiàn)了如生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)落后、創(chuàng)新能力不足、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等一系列問題。因此,需要構(gòu)建一套科學(xué)客觀、具有針對性的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和方法對山東制造業(yè)的發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià),并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果提出科學(xué)客觀的轉(zhuǎn)型升級(jí)對策。
國內(nèi)外學(xué)者對先進(jìn)制造業(yè)進(jìn)行了深入研究,Sohal等認(rèn)為制造業(yè)先進(jìn)程度取決于制造技術(shù)的革新,而制造業(yè)技術(shù)是競爭與合作的結(jié)果,企業(yè)與同行企業(yè)相互競爭,與供應(yīng)商博弈,與政府合作都能夠在競爭與合作的同時(shí)提升自身制造技術(shù)[1];Gouvea Costa等認(rèn)為先進(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步是由企業(yè)自身組織結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和競爭決定的[2];李廉水認(rèn)為制造業(yè)需要通過提升經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造、技術(shù)創(chuàng)新、資源環(huán)境保護(hù)來實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展[3];王玉珍認(rèn)為先進(jìn)制造業(yè)是以新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)為核心、著力發(fā)展產(chǎn)業(yè)附加值高的行業(yè),是利用較少的資源創(chuàng)造較高的產(chǎn)值、積極與第三產(chǎn)業(yè)銜接的新型工業(yè)[4];李慧認(rèn)為先進(jìn)制造業(yè)相對傳統(tǒng)制造業(yè)主要在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、制造技術(shù)、管理能力、制造模式方面存在區(qū)別[5];龔唯平等認(rèn)為制造業(yè)發(fā)展程度可從先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)制造模式、市場網(wǎng)絡(luò)化、經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造能力四個(gè)方面來衡量[6];郭巍等認(rèn)為影響制造業(yè)先進(jìn)性的要素有先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)制造管理、先進(jìn)制造模式、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益五個(gè)方面,其中社會(huì)效益核心要素的提出最具創(chuàng)新性[7];黃燁菁認(rèn)為先進(jìn)制造業(yè)相對于傳統(tǒng)制造業(yè)來說,其獨(dú)特性主要體現(xiàn)在先進(jìn)制造模式、先進(jìn)生產(chǎn)制造組織方式、制造與服務(wù)功能關(guān)聯(lián)模式等方面[8]。已有的先進(jìn)制造業(yè)理論研究成果,有的操作性不強(qiáng),只是停留在理論層面;有的在實(shí)際應(yīng)用中存在局限性,造成評(píng)價(jià)結(jié)果不全面且不具有針對性。因而,構(gòu)建一套適用山東制造業(yè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不僅具有理論價(jià)值,更具有實(shí)用意義。
二、山東制造業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
在遵循系統(tǒng)性、客觀性、時(shí)效性、可操作性、指導(dǎo)性五大原則下,構(gòu)建山東省制造業(yè)綜合發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
三、山東省制造業(yè)評(píng)價(jià)研究
本文采用《山東統(tǒng)計(jì)年鑒2013》中山東省制造業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為指標(biāo)評(píng)價(jià)原始數(shù)據(jù),利用SPSS19.0中因子分析法對其進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局頒布的《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)(GB/T4757―2011)》,中國制造業(yè)包括31個(gè)行業(yè)大類:農(nóng)副食品加工業(yè)(A1),食品制造業(yè)(A2),酒、飲料和精制茶制造業(yè)(A3),煙草制品業(yè)(A4),紡織業(yè)(A5),紡織服裝、服飾業(yè)(A6),皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋業(yè)(A7),木材加工及木 竹、藤、棕、草制品業(yè)(A8),家具制造業(yè)(A9),造紙及紙制品業(yè)(A10),印刷和記錄媒介復(fù)制業(yè)(
A11),文教、工美、體育和娛樂用品制造業(yè)(A12),石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)(A13),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)(A14),醫(yī)藥制造業(yè)(A15),化學(xué)纖維制造業(yè)(A16),橡膠和塑料制品業(yè)(A17),非金屬礦物制品業(yè)(A18),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(A19),有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)(A20),金屬制品業(yè)(A21),通用設(shè)備制造業(yè)(A22),專用設(shè)備制造業(yè)(A23),汽車制造業(yè)(A24),鐵路、船舶、航空航天和其他運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(A25),電氣機(jī)械及器材制造業(yè)(A26),計(jì)算機(jī)、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)(A27),儀器儀表制造業(yè)(A28),其他制造業(yè)(A29),廢棄資源綜合利用業(yè)(A30),金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理業(yè)(A31)。由于金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理業(yè)數(shù)據(jù)的缺失,因此本文不予評(píng)價(jià)。
(一)經(jīng)濟(jì)效益分析
對經(jīng)濟(jì)效益初始成分矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)成分矩陣,見表2。其中第一個(gè)因子F1的高載荷指標(biāo)是X12、X14、X15、X16,將其命名為規(guī)模因子;第二個(gè)因子F2的高載荷指標(biāo)是X11、X13,將其命名為效率因子。
通過回歸方法得到成分得分系數(shù)矩陣,因子得分表達(dá)式為:
(二)制造技術(shù)分析
對制造技術(shù)初始成分矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)成分矩陣,見表3。其中第一個(gè)因子
F3的高載荷指標(biāo)是X21、X22、X23、X26、X27,將其命名為研發(fā)因子;第二個(gè)因子F4的高載荷指標(biāo)是X24、X25,將其命名為專利因子。
(三)管理模式分析
對管理模式初始成分矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)成分矩陣,見表4。其中第一個(gè)因子
F5的高載荷指標(biāo)是X31、X32、X33、X35,將其命名為財(cái)務(wù)因子;第二個(gè)因子F6的高載荷指標(biāo)是X34、X36,將其命名為經(jīng)營效率因子。
通過回歸方法得到成分得分系數(shù)矩陣,因子得分表達(dá)式為:
(四)發(fā)展模式分析
對發(fā)展模式初始成分矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正交旋轉(zhuǎn)得到旋轉(zhuǎn)成分矩陣,見表5。其中第一個(gè)因子F7的高載荷指標(biāo)是X41、X42、X43,將其命名為工業(yè)“三廢”排放因子;第二個(gè)因子F8的高載荷指標(biāo)是X44、X45,將其命名為能耗因子。
通過回歸方法得到成分得分系數(shù)矩陣,因子得分表達(dá)式為:
(五)綜合能力評(píng)價(jià)
通過回歸方法得到成分得分系數(shù)矩陣,因此我們能夠得到因子得分表達(dá)式:
式中,Mi是由得分分?jǐn)?shù)組成的矩陣。
(六)評(píng)價(jià)結(jié)果
由上述計(jì)算得到的山東省制造業(yè)評(píng)價(jià)結(jié)果,見表6。
經(jīng)濟(jì)效益方面,從得分情況看,化工、農(nóng)副產(chǎn)品、紡織、非金屬、通用設(shè)備、有色冶金、電器、橡膠和塑料等行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益處于制造業(yè)平均水平之上,其中化工、農(nóng)副產(chǎn)品、紡織業(yè)經(jīng)濟(jì)效益尤為突出。汽車、電子通訊、醫(yī)藥、石油、服裝、食品等行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益處于制造業(yè)中等水平。皮革羽毛制品、印刷、化學(xué)纖維、交通運(yùn)輸、煙草等行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益處于制造業(yè)平均水平之下,其他制造業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最差。從各項(xiàng)因子得分情況看,規(guī)模效率因子中化工、農(nóng)副食品、紡織行業(yè)位列前三,規(guī)模水平較高,印刷、儀器儀表、廢棄資源回收、化學(xué)纖維規(guī)模水平較差。效率因子呈現(xiàn)單極化特征,其他制造業(yè)的效率水平極低,廢棄資源回收、儀器儀表、木材加工等行業(yè)效率處于領(lǐng)先水平。
制造技術(shù)方面,從得分情況看,電子通訊、醫(yī)藥、煙草、電器、儀表儀器等行業(yè)制造技術(shù)水平處于制造業(yè)平均水平之上,其各行業(yè)之間的差距較小。化工、通用專用設(shè)備、造紙、橡膠塑料等行業(yè)制造技術(shù)處于中等水平。農(nóng)副產(chǎn)品、木材、家具、服裝、廢棄資源回收等行業(yè)制造技術(shù)處于制造業(yè)平均水平之下,其中服裝和廢棄資源回收的制造技術(shù)水平最低。從各項(xiàng)因子得分情況看,研發(fā)因子的單項(xiàng)排名與綜合排名基本相符,電子通訊、醫(yī)藥、煙草等行業(yè)研發(fā)水平處于行業(yè)前三,家具、木材、廢棄資源回收研發(fā)水平處于行業(yè)墊底。專利因子呈現(xiàn)單極化趨勢,其他制造業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越其他行業(yè)專利水平。
管理模式方面,從得分情況看,煙草行業(yè)擁有遠(yuǎn)超其他行業(yè)的管理模式效率,醫(yī)藥、飲料、儀器儀表、專用設(shè)備等行業(yè)管理模式水平高于制造業(yè)平均水平,電器、化學(xué)纖維、汽車、食品、金屬制品等行業(yè)管理模式處于制造業(yè)中等水平。農(nóng)副產(chǎn)品、紡織、石油加工、皮革羽毛制品、黑色冶金、木材等行業(yè)管理模式水平處于制造業(yè)平均水平之下,其中木材行業(yè)管理模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他行業(yè)。從各項(xiàng)因子排名情況看,財(cái)務(wù)因子的單項(xiàng)排名呈現(xiàn)單極化特征,煙草行業(yè)財(cái)務(wù)管理水平遠(yuǎn)超其他行業(yè),石油加工、黑色冶金行業(yè)的財(cái)務(wù)管理水平墊底。經(jīng)營因子分布較為平均,鐵路船舶航天設(shè)備、煙草、汽車經(jīng)營較好,其他制造業(yè)、木材、廢棄資源回收行業(yè)經(jīng)營水平較差。
發(fā)展模式方面,從得分情況看,煙草、儀器儀表、電子通訊、科教娛樂用品、鐵路船舶航天制造等行業(yè)發(fā)展模式高于制造業(yè)平均水平,其中各行業(yè)差距較小。紡織、飲料、食品、金屬非金屬制品、石油加工等行業(yè)發(fā)展模式處于制造業(yè)中等水平?;?、造紙、有色冶金、黑色冶金、化學(xué)纖維等行業(yè)發(fā)展模式處于制造業(yè)平均水平之下,其中黑色冶金、化學(xué)纖維行業(yè)發(fā)展模式遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他行業(yè)。從各項(xiàng)因子得分情況看,工業(yè)“三廢”因子的單項(xiàng)排名呈現(xiàn)單極化趨勢,化學(xué)纖維行業(yè) “三廢”水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他行業(yè),有色冶金、造紙行業(yè)次之,表明這三個(gè)行業(yè)對環(huán)境污染較為嚴(yán)重。能耗因子也呈現(xiàn)單極化特征,黑色冶金、化工行業(yè)遠(yuǎn)低于其他行業(yè)水平,表明這兩個(gè)行業(yè)對資源消耗較為嚴(yán)重。
從綜合得分來看,煙草、化工、醫(yī)藥、電器、電子通訊、通用專用設(shè)備制造等行業(yè)處于山東制造業(yè)前列,且煙草制品業(yè)遠(yuǎn)超其他行業(yè)。汽車、金屬非金屬制品、橡膠塑料、鐵路船舶航天設(shè)備、飲料等行業(yè)處于山東制造業(yè)中等水平。印刷、石油加工、造紙、廢氣資源回收、黑色冶金、化學(xué)纖維等行業(yè)處于山東制造業(yè)較低水平,其中化學(xué)纖維行業(yè)綜合評(píng)價(jià)倒數(shù)第一。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看,發(fā)達(dá)程度高的電子通訊、電器、醫(yī)藥、煙草行業(yè)基本屬于技術(shù)密集型行業(yè),發(fā)達(dá)程度低的印刷、石油加工、造紙、廢氣資源回收、黑色冶金、化學(xué)纖維行業(yè)都屬于勞動(dòng)密集型行業(yè)。從主導(dǎo)行業(yè)來看,山東制造業(yè)中黑色冶煉及壓延加工業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、造紙及紙制品等行業(yè)在評(píng)價(jià)體系中綜合得分不高,因此從長遠(yuǎn)來講,這些行業(yè)需要轉(zhuǎn)型升級(jí)。
(七)基于山東制造業(yè)評(píng)價(jià)的聚類分析
本文聚類分析使用系統(tǒng)聚類中的最遠(yuǎn)距離法,量度標(biāo)準(zhǔn)選取歐氏距離平方,根據(jù)山東制造業(yè)單項(xiàng)綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)結(jié)果對山東省制造業(yè)進(jìn)行聚類分析,分類情況及得分見表7、8。
從各分類行業(yè)來看,Ⅰ類行業(yè)的煙草制品業(yè)屬國家壟斷行業(yè),一系列特殊原因使其最發(fā)達(dá)。Ⅱ類行業(yè)基本屬于技術(shù)密集型行業(yè),其大部分行業(yè)處于新興行業(yè)崛起階段,其發(fā)達(dá)程度較高。Ⅲ類行業(yè)基本都屬于勞動(dòng)密集型行業(yè),基本是山東傳統(tǒng)制造業(yè)主導(dǎo)行業(yè),發(fā)達(dá)程度處于一般水平。Ⅳ類行業(yè)占制造業(yè)行業(yè)的47%,發(fā)達(dá)程度較差,其中輕工業(yè)行業(yè)占比較大,還包括石油行業(yè)。Ⅴ類行業(yè)中的有色冶金、造紙、黑色冶金、化學(xué)纖維四個(gè)傳統(tǒng)的山東制造業(yè)支柱行業(yè)其發(fā)達(dá)水平令人堪憂。
四、轉(zhuǎn)型升級(jí)對策
(一)整體轉(zhuǎn)型升級(jí)對策
加強(qiáng)區(qū)域優(yōu)勢的發(fā)揮。山東具有獨(dú)特的地緣優(yōu)勢,地處黃河下游,北臨京津冀一體化發(fā)展區(qū),南臨長三角經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū),東臨韓、日發(fā)達(dá)國家。山東具有得天獨(dú)厚的承接產(chǎn)業(yè)的能力,目前中國正值大力推動(dòng)京津冀一體化發(fā)展時(shí)期,山東憑借區(qū)域優(yōu)勢可以順利承接制造業(yè)轉(zhuǎn)移。同時(shí),韓、日發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移過程中,山東便利的交通和發(fā)達(dá)的物流具有一定的競爭力。
產(chǎn)業(yè)集群模式多元化。山東制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群主要以內(nèi)源型品牌帶動(dòng)發(fā)展,以青島家電制造業(yè)為例,其以海爾、海信等知名品牌的發(fā)展來帶動(dòng)周邊制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展。山東應(yīng)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群模式向多元化發(fā)展,引入國際先進(jìn)制造業(yè)企業(yè),以外來品牌帶動(dòng)周邊制造業(yè)企業(yè)的發(fā)展。
以重大項(xiàng)目為載體,引進(jìn)國外核心技術(shù)。山東制造業(yè)整體處于落后階段,先進(jìn)的核心技術(shù)基本都掌握在國外發(fā)達(dá)制造業(yè)國家手中,山東制造業(yè)應(yīng)引進(jìn)國外核心技術(shù)來提升自身競爭力。山東制造業(yè)應(yīng)以重大項(xiàng)目為載體,引進(jìn)國外核心技術(shù),在引進(jìn)核心技術(shù)的同時(shí)提高自身的消化吸收能力,將核心技術(shù)吃透,對其進(jìn)行本土化改進(jìn),使其最大限度地適應(yīng)企業(yè)發(fā)展。
建立產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)規(guī)劃,大力培養(yǎng)新興制造業(yè)產(chǎn)業(yè)。政府要制定細(xì)化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)規(guī)劃,為制造業(yè)的發(fā)展指引方向。產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)規(guī)劃有利于企業(yè)制定切實(shí)可行的戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃,也能為投資者提供投資方向。山東新興制造業(yè)目前處于規(guī)模小、程度低的階段,但新興制造業(yè)擁有高技術(shù)、低污染、高產(chǎn)值等優(yōu)點(diǎn),是未來山東制造業(yè)發(fā)展的方向??紤]山東的區(qū)域優(yōu)勢,新興制造業(yè)應(yīng)主要在海洋裝備制造業(yè)、海洋生物制藥、新能源、新材料等領(lǐng)域發(fā)展。
(二)各分類轉(zhuǎn)型升級(jí)對策研究
Ⅰ類行業(yè)要著重提升經(jīng)濟(jì)效益。首先,以提升行業(yè)整體的勞動(dòng)生產(chǎn)率來提升產(chǎn)品的產(chǎn)出率,要著重培養(yǎng)熟練勞動(dòng)力,制定減少熟練勞動(dòng)力流失的工薪制度。其次,降低煙草原料的采購成本、加工成本、勞務(wù)成本,以控制企業(yè)的總成本。最后,引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)制造設(shè)備來提升生產(chǎn)的自動(dòng)化程度,提升產(chǎn)品的產(chǎn)出率。
Ⅱ類行業(yè)屬于高技術(shù)制造業(yè),經(jīng)濟(jì)效益、制造技術(shù)、管理模式、發(fā)展模式四項(xiàng)指標(biāo)基本都處于制造業(yè)中上水平,需要加大以上四項(xiàng)指標(biāo)的投入力度。在經(jīng)濟(jì)效益方面,重點(diǎn)加強(qiáng)高附加值產(chǎn)品的研發(fā),以此拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益的提升;在制造技術(shù)方面,要以重大項(xiàng)目為載體,引進(jìn)國外核心技術(shù)來提升自身技術(shù)水平;在管理模式方面,學(xué)習(xí)國外發(fā)達(dá)制造業(yè)國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的管理模式,注重人力資本和固定資產(chǎn)的投入;在發(fā)展模式方面,新興高新技術(shù)制造業(yè)發(fā)展要因地制宜,發(fā)展適合本地區(qū)的高新產(chǎn)業(yè),發(fā)揮自然要素稟賦。
Ⅲ類行業(yè)整體發(fā)達(dá)程度一般,經(jīng)濟(jì)效益單項(xiàng)較為突出,制造技術(shù)、管理模式、發(fā)展模式三個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)處于制造業(yè)中等水平。在制造技術(shù)方面,要加大工業(yè)技術(shù)引進(jìn)的投入力度,同時(shí)要加強(qiáng)對高新技術(shù)的消化吸收;在管理模式方面,引進(jìn)精益管理理念并將其融入企業(yè)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié),最大限度地降低企業(yè)成本;同時(shí)加強(qiáng)營銷投入力度,打造明星品牌。
Ⅳ類行業(yè)涉及制造業(yè)中的輕工業(yè),整體發(fā)達(dá)程度差,四個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)都處于制造業(yè)的中下水平,需要加大經(jīng)濟(jì)效益、制造技術(shù)、管理模式、發(fā)展模式投入。在經(jīng)濟(jì)效益方面,要多生產(chǎn)制造高附加值的綠色產(chǎn)品;在制造技術(shù)方面,加強(qiáng)技術(shù)的自我創(chuàng)新能力,將傳統(tǒng)技術(shù)與新興技術(shù)融合;在管理模式方面,引進(jìn)市場化管理模式,一切以市場為中心,生產(chǎn)制造都要服務(wù)于市場;在發(fā)展模式方面,要引入“綠色發(fā)展”理念并將其融入企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃。
Ⅴ類行業(yè)涉及山東傳統(tǒng)制造業(yè)支柱性產(chǎn)業(yè),整體發(fā)達(dá)程度較差,發(fā)展模式明顯嚴(yán)重落后,其他三單項(xiàng)處于行業(yè)的平均水平,需要加大以上四個(gè)單項(xiàng)的投入。在發(fā)展模式方面,樹立和諧發(fā)展理念和企業(yè)社會(huì)責(zé)任意識(shí),引進(jìn)國際先進(jìn)生產(chǎn)制造和凈化技術(shù)用于生產(chǎn)制造,在提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)降低企業(yè)污染和能耗。
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