时间:2024-01-19 14:46:38
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇化学纤维的特征范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
中图分类号:TN650 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)43-0296-01
近年来,羊毛、绒类、化学纤维在混纺产品越来越多,如果按照现行的检验方法(物理方法+化学方法,我们称之为“方法一”),首先必须采用GB/T16988-2013《特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定》标准,测定羊毛、绒类的直径和根数,根据公式计算出羊毛、绒类在动物纤维这部分各自占有的百分比,再利用化学的方法,采用标准GB/T2010.4-2009《纺织品 定量化学分析 第4部分:某些蛋白质纤维与某些其他纤维的混合物(次氯酸盐法)》,测算动物纤维和化学纤维两类纤维各自占有的百分比,最后根据前面两种结果的比例分数计算出各类动物纤维和化学纤维所占的百分比。实验过程复杂而且繁琐,耗费时间长。本人通过长期实践,摸索出一套简单可行的实验方法-投影显微镜直接测量法(我们称之为方法二)。
一、投影显微镜直接测量法描述
参照GB/T16988-2013《特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定》标准,在投影显微镜下测量羊毛、绒类直径和根数和同时,测量出化学纤维的直径和根数(要求化学纤维的截面接近园形)。每种纤维测量直径的根数不少于300根,不足300根的,测量出现在投影显微镜下的每根同种纤维。每个试样所测量的纤维根数不少于1500根,不足1500根的,测量每个试样(在截玻片上)的所有纤维。根据标准中的公式一次性算出羊毛、绒类、化学纤维的百分含量。
二、可行性分析
GB/T16988-2013《特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定》的测试原理是:是根据特种动物纤维与绵羊毛的鳞片结构特征,在投影显微镜下分辨出各类纤维,并分别记录其根数,同时测量其直径,通过公式计算出特种动物纤维、绵羊毛及其混合物的质量百分比。
各类化学纤维的纵面和横截面也有其独特的形态,通过对照标准显微镜照片和标准资料,再辅以简单的化学方法,如向测试完直径和根数的试样滴加化学试剂,在显微镜下观察其溶解状态,就可以鉴别未知化学纤维的类别。从公式中可以知道,各组分纤维的重量百分比,只与该类纤维在混合试样中所占的根数、直径、标准差和密度有关,与纤维的化学性质无关。各类纤维的根数、直径和标准差可以直接测算,密度可以从有关资料中查阅,计算化学纤维的重量百分比套用此公式应该是有依据的。
上述公式中Pi-某组分纤维质量百分比,%;
Ni-某组分纤维的计数根数;
Di-某组分纤维平均直径,单位为微米(μm);
Si-某组分纤维平均直径标准差,单位为微米(μm);
ρi-某组分纤维的密度,单位为克每立方厘米()。
截面接近园形的各类化学纤维,其直径的变异系数较小,根据抽样原理,应测量直径的纤维根数由下面的公式确定:
从后面的表格中我们可以知道,在95%的置信水平,5%的允许误差下,测量根数符合理论计算要求。
三、实例论证(见“两种试验方法检测结果对比表”)
四、结论
从后面的表格中可以看出,“方法一”和“方法二”的检测结果存在差异,主要原因是:
中国纺织工业联合会、中国循环经济协会、国家发改委、工信部、财政部、中纺联品牌办、科技发展部、棉纺协会、针织协会、家纺协会、长丝织造协会、产业用协会、中国服装工业企业管理协会、服装协会、中环联合认证中心、中再生废纺专业委员会等相关机构领导、专家及部分企业代表出席会议。
绿色纤维标志认证现在进行到了哪一步?
虽然刚刚召开新闻会,但是绿色纤维认证工作的试点工作早在今年3月份就已经开始。
所谓绿色纤维,是指原料来源于可循环再生的生物质资源、生产过程低碳环保、制成品弃后对环境无污染或可再生循环利用的化学纤维。我国绿色纤维认证范围,主要包括生物基化学纤维、循环再利用化学纤维以及原液着色化学纤维三大类别。
绿色纤维认证工作始于2016年3月,目前,已有宁波大发化纤有限公司、浙江绿宇环保有限公司、浙江金霞新材料科技有限公司、江苏盛虹科技股份有限公司、优彩环保资源科技股份有限公司、滁州安兴环保彩纤有限公司、海斯摩尔生物科技有限公司、广东新会美达锦纶股份有限公司8家企业部分大类产品获得了首批绿色纤维产品的认证。
“绿色纤维认证是一种非强制的认证体系。目前我们已经基本完成了对上游纺织企业资质认定规则的制定。下一步,我们将进一步做好绿色纤维认证的宣传和推广工作,同时,进一步完善将纺织服装下游企业纳入绿色认证体系的具体规则,让纺织品从生产到终端都纳入绿色纤维认证体系之内。”中国化纤协会副会长贺燕丽说。
如何获得一份绿色纤维认证?
本次会上,中国化纤工业协会副会长贺燕丽介绍了申请绿色纤维标志认证的条件和程序。
根据规定,凡在中华人民共和国境内依法登记,具有独立承担民事责任,从事化纤产品生产经营活动的企业均可向中国化纤协会申请使用绿色纤维标志,但需具备一定条件。
申请绿色纤维标志的企业应具备以下条件:
(一)持续两年以上的生产经营;
(二)通过ISO9001质量管理体系认证、ISO14001 环境管理体系认证;
(三)具备有效的售后服务体系;
(四)具有先进的生产工艺和完备的检测手段,具备良好的健康与安全的工作环境;
(五)严格遵守国家有关法律法规,保证职工享有国家规定的合法权益、劳动所得、福利待遇和社会保障;
(六)尊重知识产权和消费者权益,以诚信为本,维护公平竞争的市场秩序。
使用绿色纤维标志的产品条件:
一是绿色纤维产品采用的主要原辅料参照《再生化纤(涤纶)行业绿色采购规范》(化纤协会标准)的要求;二是绿色纤维标志产品生产过程中能耗、物耗、水耗、工业用水重复利用率及三废排放指标达到清洁生产的评价指标体系二级及以上指标要求;三是绿色纤维标志产品属中高端产品,其品质特征符合《绿色纤维标志产品评价体系(试行)》和有关国家标准、行业标准、协会标准的规定。
绿色纤维标志认证的程序是:
认证申请;形式审查;产品检测;实地核查;总审评定;颁发证书;编号导入。绿色纤维标志认证的有效期为3年,每年将通过复审确定其认证的有效性,并随机进行抽检。
标志形式:
包括吊牌、包装箱、包装袋、包装膜等,标志内容包括绿色纤维标志图案及认证单位名称(中国化纤协会、产品开发中心)、认证类别(生物基化学纤维/循环再利用化学纤维/原液着色化学纤维)、认证有效期、二维码等。
有效认证期:
3年。
使用范围:
绿色纤维认证的工作始于2016年3月,至今已有宁波大发化纤有限公司、浙江绿宇环保有限公司、浙江金霞新材料科技有限公司、江苏盛虹科技股份有限公司、优彩环保资源科技股份有限公司、滁州安兴环保彩纤有限公司、海斯摩尔生物科技有限公司、广东新会美达锦纶股份有限公司8家企业部分大类产品获得了绿色纤维产品的认证。
此次绿色纤维认证体系有不同
细心观察,不难发现,此次推出的绿色纤维认证标准与以往国内大大小小的纤维纺织品认证标准有些不同,在考虑产品企业技术指标的同时,更是将触角延伸到了一些非技术领域。
例如,申请绿色纤维标志企业条件的(四)、(五)、(六)条,将工厂生产环境、劳工保障以及企业的经营信誉都纳入了考察范围之内,将标志认证条件从技术性向社会性延伸。
在介绍绿色纤维标志的产生背景时,中国纺织工业联合会副会长高勇说:“纺织工业是我国传统支柱产业、重要民生产业和创造国际化新优势的产业,在美化人民生活、增强文化自信、建造生态文明、带动相关产业发展、拉动内需增长、促进社会和谐等方面发挥着重要作用。”
在我们国家步入工业化、城市化的关键阶段,能源、气候、水资源、劳动力资源匮乏的矛盾进一步凸显。纺织业的绿色纤维标准,不但要解决人与资源的矛盾,也要解决人与人的矛盾,加入保障劳工权益、福利待遇的条款是应有之意。
有业内人士认为,绿色纤维标志和目前国际上比较受到认可的GOTS标准(全球有机纺织品标准)有些类似。GOTS从农产品收获,到原材,到加工,以及到最后产品包装的规范性,都会进行检测,除了对纺织品本身的要求,工人的劳动安全、工资水平、工作时长、正常的福利待遇是否能得到保证都是GOTS关心的议题。
这种从单纯技术价值取向向综合技术价值与社会价值综合取向是未来我国科技环保类纺织纤维认证的趋势。
发展绿色纤维,意义重大
“引领世界化纤发展的重任已经历史性地落在了我们肩上。”中国化学纤维工业协会副会长贺燕丽说。
随着涤纶长丝加工技术的不断发展,细旦技术、异形截面技术、异纤度技术、异收缩技术、功能纤维技术、混纤技术和变形技术都日趋成熟。这些技术的有机组合极大地丰富了涤纶产品的品种。多异多重复合变形涤纶长丝,就是这样一种新型仿毛化纤纱。它是通过改变生产工艺,生产出具有异线密度、异收缩、异截面、异刚性、异卷曲率、异模量的多异长丝,采用多异性原料进行多重的复合变形产生的长丝纱线,称之为多异多重复合变形长丝,它具有多种更接近短纤纱结构和形态的特征,但比短纤纱毛羽少,抗起球性能好,牢度高[1]。这类涤纶长丝通常由不同涤纶丝混纤形成,如五叶、六叶或其他形状的异形截面细旦涤纶丝,多种单丝细度、多种热收缩率、刚度和模量的涤纶丝,混纤后会分成内外两层,通常收缩率小、较细的纤维会在外层,而收缩率大、较粗的组分会在内层,进而形成内层刚挺、外层柔软、消除极光、结构蓬松的仿毛涤纶长丝[2]。
1 多异多重复合变形涤纶长丝的生产工艺
异截面组分主要通过异截面形状喷丝板可以达到,而另一组分则可以通过同板异线密度喷丝孔的设计来达到。在同一喷丝板,各孔阻件纺丝压力相同的条件下,当各喷丝孔截面积不相等时,即使孔形完全相同,由于润周(孔周长对孔截面积的比值,这是流体力学中的一个基本参数)、各孔中心黏流体的速度、孔壁的黏滞阻力不同,可纺成不同粗细的单丝线密度的复丝,同时,同一喷丝板、同一卷绕头实际卷绕速度一定,但每孔挤出流速不同,故各根单丝实际牵伸不同,使得每根单丝在同一卷绕条件下的结晶度、取向度均不相同,从而最终成品各根单丝的模量、刚度、热收缩率等均不相同。
而涤纶长丝受到的变形加工可能是热刀刃刮擦变形法、热箱填塞变形法、假捻加弹变形法、空气变形法、超喂法、不规则牵伸变形法等方法中的几种复合变形[1]。
不规则牵伸丝采用变速拉伸原理,对预取向丝POY(UDY、MOY)运用电脑和变频电机控制牵伸机牵伸罗拉的速度而得到粗细(条干)不匀且有一定规律的丝线,其预取向丝POY(UDY、MOY)牵伸倍数可以正常(高速纺预取向丝POY的牵伸倍数为1.5~1.8、低速纺预取向丝的牵伸倍数为2.8~3.5、中速纺预取向丝的牵伸倍数为2.0~2.8)、低于正常或高于正常。由于牵伸倍数的分段差异,导致丝线结晶区域的分段变化,从而最终导致染色时的竞染性、上染率、上染速率等上染性能分段差异;并且分别以黑节(低于正常牵伸段即粗段+正常牵伸段)、白节(高于正常牵伸段即粗段+正常牵伸段)和黑白节(低于正常牵伸段即粗段+高于正常牵伸段即粗段+正常牵伸段)三种牵伸形式之一的段节效果存在于整根丝线中,通常正常的丝线段节的颜色呈现底色,整根丝线色彩颜色呈现多层次、多样性的不规则的且有一定规律的水洗状(或竹节状)的混色效果[3]。
混纤复合是一种广义的概念,它是指聚合、纺丝、织造等工序之中的共、混、络、缠、包、交、并、合等加工技术,使化纤具有优异性能,多指纤维和丝束之间的复合。混纤的材料多种多样,可以采用FDY和POY的混纤产品,如一步法POY/FDY涤纶异收缩混纤丝,市场上有多种不规则牵伸丝和FDY混纤丝,如不规则牵伸FDY丝可与常规FDY丝网络复合;不规则牵伸DTY丝与常规DTY丝网络复合;不规则牵伸DTY丝与不规则牵伸DTY丝混纤复合;不规则牵伸HTY丝与常规HTY丝网络复合等。
混纤方法也是多种多样,可以在纺丝时直接混纤,具体方法可以在同一喷丝板上配置规格不同的喷丝孔,纺出的长丝就具有不同规格;也可以并板混纤,就是使用多块不同规格的喷丝板同时纺丝混纤的方式。一步法异收缩涤纶丝则是在传统单螺杆单箱体纺丝设备上实施同一部位同时投纺FDY和POY,分区牵伸汇聚成形的混纤方式。还可以将不同的单丝或丝束原料通过网络、变形、多重加捻、热处理等工艺过程制成单丝纤度不同的成品丝。与其他混纤法相比,优点在于选择的组分可以有较大的范围,原料的单丝线密度及物理性质上可以具有较大的差异,混纤后制成的织物风格多样;缺点在于在混纤时需要许多集束筒子架,丝路较复杂,操作较困难,与一步法混纤方式相比,生产工序延长,生产成本较高[4]。
由多异多重复合变形涤纶长丝的生产过程可知,多异多重复合变形涤纶长丝中的纤维单丝或丝束由于经过了不同的纺丝、牵伸、变形的加工,单丝或丝束在形态、结构等方面都有较大差异,因而,复丝内的单丝性能也是不完全相同的,通常来说,会呈现一个较广的分布。例如,就染色性能而言,多异多重复合涤纶长丝内部不同单丝的着色效果有显著差别,单丝间会呈现深浅不均的状态。作为多异多重复合涤纶长丝,加捻前后的单丝在复丝中的位置也是不固定的,会发生变化,这时复丝整体的染色效果就很难达到预期[5]。而不规则牵伸丝由于单丝内部不同位置受到的牵伸速度不同,同根单丝不同位置的形态、结构和性能都有明显差异。
2 多异多重复合变形涤纶长丝的检测方法
研究和生产中对多异多重复合变形涤纶长丝的检测通常仍采用化纤长丝的相关测试标准,主要是对复丝整体的检测分析。目前常用的检测方法及检测标准有以下几项。
2.1 线密度试验
在规定的试验条件下,测定已知长度试样的质量,计算线密度。按照国家标准GB/T 14343―2008《化学纤维长丝线密度试验方法》测定[6]。可采用绞丝法,将卷装的丝头引出,拉去表层丝数米,经加张力装置引入缕纱测长仪的夹片上。加规定的预张力负荷(用张力测量仪校验),摇取规定的试样长度,在头尾相接处剪断,取下成绞,依次放在试样盘内。试样在标准大气中调湿后称量,绞丝精确至1mg。也可采用单根法,将卷装的丝头引出,拉去表层丝数米,然后取单根长度合适的松弛态试样。将试样一端夹入量尺上端夹持器中,另一端加规定的预张力,手托张力夹,使试样沿轴线缓缓伸直,并使试样与量尺呈铅垂位置,待30s后,准确剪取规定长度(一般是1m)的试样。线密度用特克斯制表示,推荐的单位为分特(dtex)。
2.2 断裂强度和断裂伸长率试验
该试验采用美国INSTRON电子万能材料试验机按照国家标准GB/T 14344―2008《合成纤维长丝及变形丝断裂强力和断裂伸长试验方法》测定。在力学性能试验测试前,样品需在温度为(20±2)℃、相对湿度为(65±3)%的试验用标准大气下调湿24小时。在规定条件下,在等速拉伸仪上将纤维拉至断裂,从强力―伸长曲线或数据显示或数据采集系统中得到试样的断裂强力、断裂伸长、定负荷伸长、定伸长负荷、初始模量和断裂功等拉伸性能的测定值。按照国标规定设置上下夹钳的隔距、预加张力、拉伸速度等试验参数,测试20次取平均值[7]。
2.3 沸水收缩率试验
在规定条件下用热处理介质(沸水或干热空气)处理试样,测量处理前后试样长度的变化,计算其对原试样长度的百分比,由此得到热收缩率。按GB/T 6505―2008《化学纤维长丝热收缩率试验方法》执行,包括沸水收缩率和热空气收缩率,试验方法牵伸丝可以采用绞纱法(包括手工法和仪器测量两种方法),变形丝可采用单根法[8]。
2.4 含油率试验
可以采用萃取法,利用油剂能溶解于有机溶剂的特质,将适当的有机溶剂通过脂肪抽出器把试样中的油剂萃取出来,蒸发溶剂,称量残留油剂的质量及试样质量,计算得到试样的含油率。也可以采用中性皂液洗涤法,利用皂液与油剂亲和的性质,在洗涤力的作用下,使试样上的油剂转移到皂液中。根据试样洗涤前后的质量变化,计算试样的含油率。按GB/T 6504―2008《化学纤维含油率试验方法》执行[9]。
2.5 网络度试验
常规的测试网络度方法可以分为三种,手工移针法、手工重锤法、仪器移针法,其测试原理基本相同。其中手工移针法主要适用于牵伸丝;手工重锤法主要适用于变形网络丝;仪器移针法适用于牵伸丝和变形网络丝。手工移针法测试原理:将加有规定解脱力负荷的针钩在规定长度的丝条中缓缓移动,每遇到网络结时,针钩即停止移动,经此计数网络结数。手工重锤法测试原理 :沿丝条垂直方向施加规定的重负荷,在规定的时间释放后,目测计数规定长内的网络结数。仪器移针法测试原理:将加有规定解脱力负荷的针钩在规定长度的丝条中缓缓移动,每遇到网络结时,针钩即停止移动,经此计数网络结数。当针刺入丝中(将被刺丝分开两半)的同时,仪器的程控马达带动移动罗拉驱动被测丝条向前移动,此时张力测试头检测丝条的张力,当被测丝条有一节经过针刺机构时,由于节本身具有一定张力,该张力达到仪器预先设定的条件时,即检测到有一节点,此时针刺快速缩回机构中,再快速刺出,由于丝条在缓缓移动,刚好能重新刺入原测出的节点后方约5 mm~10mm(可设定),如此往复,从而自动快速将丝条上每一节点测出并做记录及统计分析。按FZ/T 50001―2005《合成纤维长丝网络度试验方法》执行[10]。
2.6 纤维截面异形度试验
由一小束伸直平行的纤维,穿入特制的试样板孔中,切去两端露出纤维,形成一薄片。运用显微投影仪放大观察若干纤维截面的内、外接圆半径或特征形态参数,由此计算出纤维的异形度及其变异系数。表达指标有径向异形度及其变异系数、截面异形度及其变异系数和特征异形度及其变异系数。按FZ/T 50002―1991 《化学纤维异形度试验方法》执行[11]。
3 结论
从以上内容可以看出,目前对于多异多重复合变形混纤涤纶长丝的检测通常停留在对复丝整体热收缩率和强伸度的检测分析上,对于常规化纤品种,这些检测方法是完全可行的,但混纤丝是由异线密度、异收缩、异截面、异刚性、异卷曲率、异模量的单丝或丝束混纤形成的,因此,复丝整体热收缩率和强伸度的检测分析无法表征复丝中单丝之间性能差异程度。这些方法未对其中的单纤维性能分布进行测试研究,也未探讨这些性能分布与复丝整体性能之间的关系[12]。同时,不同规格、不同工艺、不同混纤比的多异多重复合变形涤纶长丝之间不同使用环境下的性能差异和真实品质仅靠复丝的整体性能检测分析也是无法精确表征的。
正确表征复丝内单丝间的线密度差、收缩率、刚性、卷曲率、模量等指标的差异程度将有助于体现多异多重复合变形涤纶纱的真实性能,也有助于更精确地反映不同规格、不同工艺的多异多重复合变形涤纶长丝之间的性能差异。
参考文献:
[1] 姚穆.多异多重复合涤纶长丝在毛纺织产品中的应用[J]. 毛纺科技, 2001,(4): 3-10.
[2] 施楣梧.新一代士兵冬常服面料的结构、性能和加工特点[C].2005现代服装纺织高科技发展研讨会,2005:309-311.
[3] 孙文虎.涤纶不规则牵伸丝织物的研究与开发[J].上海纺织科技,2007,35(7) : 21-26.
[4] 焦国彦.涤纶长丝多异复合混纤丝及其织物性能研究[D].杭州:浙江理工大学,2013.
[5] 施楣梧,郝新敏,徐鹏,等.多异多重复合涤纶长丝的染色均匀度及检测方法研究(第一报)・常压染色袜筒的目测判色和仪器测判色对比研究[J].合成纤维, 2003,32(1): 31-34.
[6] GB/T 14343―2008 化学纤维长丝线密度试验方法[S].
[7] GB/T 14344―2008 合成纤维长丝及变形丝断裂强力和断裂伸长试验方法[S].
[8] GB/T 6505―2008 化学纤维长丝热收缩率试验方法[S].
[9] GB/T 6504―2008 化学纤维含油率试验方法[S].
[10] FZ/T 50001―2005 合成纤维长丝网络度试验方法[S].
1概述
莫代尔纤维是具有高断裂强力和高湿模量的再生纤维素纤维。该纤维的原料采用木浆粕,通过专门的纺丝工艺加工成纤维。该产品原料全部为天然材料,对人体无害,并能够自然分解,对环境无害。它的干强接近于涤纶,湿强要比普通粘胶提高了许多,光泽、柔软性、吸湿性、染色性、染色牢度均优于纯棉产品;用它所做成的面料,展示了一种丝面光泽,具有宜人的柔软触摸感觉和悬垂感以及极好的耐穿性能。目前市场上销售的莫代尔主要为奥地利LENZING公司生产的LENZING MODAL――兰精莫代尔,以及台湾化学纤维股份有限公司(FCFC)生产的FORMOTEX――台化莫代尔。其他的还有泰国THAI RAYON生产的BILRA MADAL、BILRA MADAL MICRO及印度GRASIM生产的BILRA MADAL MICRO。不同公司生产的莫代尔纤维因生产工艺不同,所以其表面特征也略有不同。
莱赛尔纤维是英国COUR TAULDS公司生产的再生纤维素纤维的商品名称,俗称“天丝”(Tencel)纤维。 莱赛尔纤维被称为21世纪的环保纤维。它是以针叶树为主的木浆、水和溶剂氧化胺混合加热至完全溶解,在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用,经除杂而直接纺丝,其分子结构是简单的碳水化合物。其生产过程不污染环境、不破坏生态[1]。
2鉴别方法
笔者长期从事纤维鉴别工作,积累了一定经验,下面简略介绍市面常见的兰精莫代尔、台化莫代尔和莱赛尔纤维的特征及鉴别方法。
2.1显微镜法
兰精莫代尔占领了中国绝大部分市场,它是奥地利LENZING公司采用欧洲的榉木,制成木浆,再通过专门的纺丝工艺加工成纤维。用显微镜观察,兰精莫代尔的横截面呈哑铃形,没有中腔,见图1,纵截面表面光滑,有1~2道沟槽,见图2。
台化莫代尔是由台湾化学纤维股份有限公司生产的一种木浆纤维,横截面接近于圆形,没有中腔,见图3;纵截面表面光滑,有的有断续、不明显的竖纹,见图4。
图1兰精莫代尔横截面 图2兰精莫代尔纵截面
在显微镜下观察,莱赛尔纤维横截面为不规则的圆形,没有中腔,见图5,纵截面表面光滑,有的有断续、不明显的竖纹,见图6。
图3台化莫代尔横截面 图4台化莫代尔石蜡油介质
图5 莱赛尔横截面图6 莱赛尔纵截面
综上所述,根据显微镜法可以把兰精莫代尔区分出来。台化莫代尔和莱赛尔截面无论纵截面还是横截面都最接近。从纵截面图片可以看出,在以水为介质时,台化莫代尔虽然与莱赛尔一样也是平滑的圆柱体,但是直径比较大,也没有莱赛尔那么有光泽;而且有时还会看到上图所出现的断续、不明显的条纹。在硝酸为介质时,台化莫代尔和莱赛尔都发生溶胀现象,台化莫代尔的纵截面变成接近扁平带状形态,光泽减弱。莱赛尔只是直径变大,还是很有光泽。还有一点,莱赛尔并不是全部的平滑的圆柱体,会有如上图中的凹凸结,而且有时还可观察到像小泡的点。
2.2燃烧法
莫代尔纤维和莱赛尔纤维接触火焰时都是立即燃烧,有纸燃味,残留物都是细软的絮状灰烬;靠鼻子闻燃烧味道一般情况下根本不能分辨。
燃烧不充分的纤维素纤维会有灰烬。根据资料和经验,含有轻金属盐类时呈现稍微白色灰烬,含重金属氧化物则呈现黑色。台化莫代尔的原料来源很广而且很杂,其灰烬会呈现黑偏灰色。兰精莫代尔的浆粕来自奥地利树龄在10年左右的榉木,而莱赛尔是针叶树为主的木浆,含有矿物质较多,其灰烬会稍微偏向黑色,但区别很细微,而且灰烬会受到整理用试剂残留物的影响,单靠肉眼也很难准确判定。
莱赛尔纤维采用的原料是木浆,制造时用有机胺氧化物的有机溶剂来溶解木质素,因而与莫代尔纤维相比含杂率更低,燃烧得更充分。在燃烧时会不断有火星飞出,燃烧后只剩少量灰烬。这种灰飞现象是莱赛尔纤维特有的。
2.3溶解法[2]
分别取少量兰精莫代尔、台化莫代尔和莱赛尔纤维,比较一下它们的溶解情况,见表1。
表1兰精莫代尔、台化莫代尔和莱赛尔纤维溶解情况表
根据上表可知,莫代尔与莱赛尔之间的溶解,时间越长,差异越明显――莱赛尔比较难溶。室温下,莫代尔在59.5%硫酸和37%盐酸试剂经过5min的处理,已经算是溶解了。70℃甲酸/氯化锌试剂处理也是一样。但是莱赛尔还是果冻状,比较难溶。所以在做定量分析时,莱赛尔混纺织物要根据实际情况决定是否需要延长溶解时间或提高温度。
3结论
通过显微镜观察,可以把兰精莫代尔区分出来,台化莫代尔和莱赛尔可以通过观察燃烧时是否有灰飞现象初步判定,再通过显微镜观察纤维的直径及光泽;之后通过溶解法观察溶解的难易程度作最终判定,从而定性分析这三种纤维。但因都是再生纤维素纤维类,化学组成相似,目前还不能用化学方法做定量分析。
参考文献:
[1] 张世源. 生态纺织工程[M].北京:中国纺织出版社,2004.
纺织纤维分为天然纤维和化纤纤维;天然纤维有植物纤维棉、麻,动物纤维丝、毛等;化学纤维有人造纤维和合成纤维;人造纤维是用自然界存在材料制造的,性能和天然纤维相似,植物纤维主要有纤维素纤维如粘胶纤维、天丝、原竹纤维等,合成纤维从石油中提取,主要有涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、丙纶、维纶等。
众所周知,世界石油资源日益减少,原油价格不断上涨,使传统合成高分子纤维产业发展受到大大制约且污染严重。天丝原料来自自然界植物,它们是取之不尽、用之不竭的可再生资源,而且这些材料易被自然界生化降解,对环境无污染,尤其可以通过化学、物理方法改性成为新材料,其性能由于传统天然纤维和和化学纤维,成为流行时尚。
一、Tencel(天丝)纤维生产工艺
先将纤维素浆粕(a~纤维素含量96.5%~98.8%,DP为700~1000)与含水量大于17%的NMMO混合,在60℃下研磨成均匀的“悬浊分散液”在筒状料斗中缓缓搅拌以促使纤维素充分溶胀,然后将之连续喂入螺杆挤压机中施加剪切。通过螺杆机上方的排料孔既然薄膜蒸发机,除去过量水分。当含水量降至13.3%在95~100℃下,纤维素充分溶解于溶剂中,制成粘度很高的10%~15%纤维素纺丝液。纺丝液经过滤后,在100℃下从喷头干或湿法喷出。经过空气降温牵引提高取向度和强力,进入含量大于17%的NMMO凝固浴而析出成丝以后再经水洗、上油、干燥、卷曲、切断,制成天丝纤维。
二、Tencel(天丝)纤维性能分析
1、Tencel(天丝)纤维的常用规格有1.4dtexX38mm,和1.4dtexX51mm用于棉型低线密度纱,1.7dtexX38mm和1.7dtxX51mm用于棉型纱;2.4dexX70mm用于精梳毛型纱等。
2、Tencel(天丝)纤维与其他纤维物理性能比较如表1
由表中数据说明天丝具有高的干、湿强力,干湿强比85%;天丝具有较高的溶胀性,干湿体积比1:1.4,吸湿性能恰到好处。
3、Tencel(天丝)纤维聚合度高
聚合度表示聚合体中分子的大小程度,Tencel(天丝)纤维聚合度较高,与原料浆粕聚合度非常相似,如表2所示。
随着纤维聚合度的提高,纺织品加工适应性、织物尺寸稳定性、耐洗性也相应提高,会大大提高织物产品的柔软性、透气性、舒适性、吸湿性和悬垂性等使用性能。
4、Tencel(天丝)纤维的结晶度较高
Tencel(天丝)纤维的结晶度与其他纤维的比较,如表3。
三、Tencel(天丝)纤维的结构
Tencel(天丝)纤维的生产方法属于在空气中从喷头喷出,然后经NMMO凝固浴而析出成丝以后再经水洗、上油、干燥、卷曲、切断,制成天丝纤维,普通粘胶纤维是在凝固浴中喷丝,由于空气牵伸, Tencel(天丝)纤维的分子取向性好,分子排列的紧密程度高于粘胶纤维许多,呈现出桃皮绒感(薄起毛风格),通过调整牵伸度的程度,改变其原纤化产生的状况。
四、Tencel(天丝)纤维的质量检验
无论进口还是国产Tencel(天丝)纤维,为保证其质量必须进行严格检验与管理,检验项目有聚合度,纤维油迹附着量、强度、伸长度、白度、卷曲数、卷曲率、染着性、短纤维形状等。
五、Tencel(天丝)纤维的鉴别
随着现代科技的不断发展,开发了许多新型再生纤维素纤维如Tencel(天丝)纤维、原竹纤维、MODAL(莫代尔)、丽赛等,这类纤维在本质上都是纤维素纤维类别,在生产中、生活及服饰用品面料如何识别他们有很大难度。在多年教学中,通过大量实验及参与厂家生产实践,总结出一套简单易行,适于企业及消费者掌握的鉴别方法。主要从形态特征、燃烧状态、化学试剂性能溶解相结合来观察、比较、分析逐一区分鉴别。
从形态特征上看,亚麻、苎麻与原竹纤维有相似之处,天丝纤维与丽赛纤维相似,粘胶纤维与莫代尔相似,它们与棉纤维有明显不同。
从燃烧状态看,粘胶纤维与莫代尔纤维差异较大,天丝纤维与丽赛纤维差异较大,棉纤维、麻纤维与其它纤维有较大不同。
1)78%硫酸试剂配制:取98%的浓硫酸极缓慢沿杯壁倒入水中,并不断搅拌,直至比重达到1.67即可,1克纤维加入150毫升78%硫酸溶液;
2)60%硫酸溶液试剂配制:取98%的浓硫酸极缓慢沿杯壁倒入水中,并不断搅拌,直至比重达到1.52即可,1克纤维加入150毫升60%硫酸溶液。
从化学试剂溶解性能分析可见,棉纤维、麻纤维、原竹纤维需用78%硫酸试剂来溶解,棉纤维溶解最慢,粘胶纤维、莫代尔纤维、天丝纤维、丽赛纤维用60%硫酸试剂溶解,天丝纤维即刻溶解,粘胶纤维慢慢溶解,从这很容易区分天丝与粘胶纤维,因所使用试剂不同比较容易将纤维素纤维与棉麻区分开。
小结
1、棉纤维因其独有的特点显而易见识别;
2、粘胶纤维、MODAL(莫代尔)纤维、Tencel(天丝)纤维、丽赛纤维可通过燃烧残留特征结合60%硫酸试剂溶解性能很容易识别;
3、亚麻、苎麻、原竹纤维可通过纤维形态特征结合密度区分,麻纤维密度1.50,原竹纤维密度0.8比较轻。
六、结束语
通过对Tencel天丝纤维性能分析及鉴别可得出下列结论:
1、Tencel天丝纤维具有高聚合度、高结晶度、高湿模量,干湿强度接近,干湿强比85%等优于其它纤维特点。
2、Tencel天丝纤维较高强度,低伸长度等优点,使天丝可纺性好,易染色,纱线非常均匀,织物色泽漂亮。
3、适用范围广,可以制造床上用品及各类服饰用品;既可以纯纺又可以与棉、毛、丝、麻、化学纤维混纺;既能机织又可针织生产出棉型、毛型、丝型、麻型多样风格优质高档丰富多彩纺织产品。
关键词:聚四氟乙烯纤维;红外光谱;热裂解;定性分析
1 引言
聚四氟乙烯纤维简称PTFE。PTFE 纤维具有优良的耐腐蚀性,低摩擦因数,不燃,耐强酸、强碱、强氧化剂等强腐蚀性试剂或溶剂,耐高、低温性能优良,符合全天候使用的条件。由于PTFE纤维具有优良的性能,因而PTFE纤维已经广泛应用于航空航天以及其他工程领域。聚四氟乙烯纤维加工的缝合线能延长雨篷等户外织物的寿命;膨体聚四氟乙烯纤维可加工制成从宇航服到整日曝晒于日光下的建筑工业用的能抵御自然界恶劣环境的纺织品。除此之外, 聚四氟乙烯纤维还应用于化工和其他产业过滤加工等苛刻环境中[1]。目前,国内外关于PTFE已有了较多的研究,但主要集中在其各方面的性能以及应用领域等,而关于该纤维系统鉴别方法及定量方法的研究尚没有相关的报道。因此本项目以此为出发点,对聚四氟乙烯纤维与其他纤维进行定性和定量方法的系统研究,最终得到准确的定量方法,为贸易及质量控制时提供检测依据。
本项目在利用燃烧法、显微镜观察法、熔点法、溶解法、红外光谱法、热裂解法对聚四氟乙烯纤维进行定性分析的基础上,研究出聚四氟乙烯纤维与其他纤维的系统鉴别方法。在此基础上,对聚四氟乙烯纤维与其他纤维混纺的不同情况做定量分析。
按照FZ/T 01057.3―2007中纤维横截面切片的制备方法制得PTFE的横截面切片,在CU-Ⅱ纤维细度分析仪下放大500倍观察。其横截面图像见图3。聚四氟乙烯其横截面呈腰圆形,有裂纹。少部分呈不规则多边形。
聚四氟乙烯纤维在显微镜下纵面形态特征及横截面的形态特征及电镜图纵面形态特征的观察结果显示,与天然纤维、合成纤维、再生纤维素纤维在外观形态上有明显的差别。但随着工艺的改进,作为化学纤维的聚四氟乙烯纤维,其纵向及横向形态会随着工艺改变而改变,因此,要成功鉴别聚四氟乙烯纤维还需结合燃烧法、溶解法等一种或多种方法进行确认后最终确定准确鉴别。
2.4.3 熔点试验
取少量聚四氟乙烯纤维放在载玻片并覆盖盖玻片,在显微熔点仪下进行熔点试验。当加热温度升至300℃时,聚四氟乙烯纤维中有部分物质开始熔融,温度升至327℃~345℃,该纤维迅速熔融。由于该纤维熔融温度范围较大,熔融过程需严格控制升温速度(在300℃前按6℃/min~8℃/min升温,在300℃以后按3℃/min~4℃/min升温)。
2.4.4 红外光谱试验
聚四氟乙烯纤维样品通过红外光谱仪扫描后,纤维中的分子将吸收一部分光能并转变为分子的振动能和转动能。
仪器测试条件为:检测器DTGS-KBr;采用分辨率4cm-1;扫描次数32次;波数范围为600cm-1~4000cm-1(ATR法)和400cm-1~4000 cm-1(透射法)。
聚四氟乙烯是单体四氟乙烯的均聚物,由透射法和ATR法的红外光谱图可知, PTFE在1210cm-1和1150cm-1附近有两个较强的峰。1210cm-1附近的峰是由CF2 基团的反对称伸缩振动引起,而1150 cm-1则是由于CF2 基团对称伸缩振动引起。CF2 基团的振动所对应的吸收峰在PTFE 的谱图中是最强的,这也可以证明CF2 是聚四氟乙烯分子链中的基本单元。此外,因透射法的强度比ATR法强,在透射法的红外光谱图中,还可以看到由C―F 弯曲振动引起的位于640cm-1附近的吸收峰; 以及C―F 变形振动引起的550cm-1、 500cm-1处的吸收峰,而ATR法因其反射深度较浅,无法测得。
2.4.5 溶解试验
溶解试验选择了FZ/T 01057.4―2007标准中所有的试剂和GB/T 2910―2009标准中的二甲苯等试剂,将少量的聚四氟乙烯纤维置于烧杯以1:100的试剂比例加入容器中,在不同温度条件下,观察聚四氟乙烯纤维在不同试剂中的溶解性能。聚四氟乙烯纤维溶解性能见表3。
从表3中得知,没有一种溶剂能快速有效地溶解聚四氟乙烯纤维,但该纤维在萘钠溶液中被碳化,纤维颜色逐步变深最后变黑,继续加热纤维仍不被溶解,但溶液颜色变深;经四氢呋喃洗涤后碳化的纤维由黑色变成褐色,这些溶解特征是鉴别该纤维的重要依据。表3的结果也可作为聚四氟乙烯纤维与其他纤维交织或混纺产品定量分析的重要依据。
3 结论
3.1 聚四氟乙烯纤维的燃烧特征与其他纤维的燃烧特征有明显的不同,因此可通过燃烧方法鉴别该纤维,但该方法对试验人员的经验要求较高,因此在纤维鉴别过程中,可先采用燃烧法初步鉴别出聚四氟乙烯纤维后,尽可能用其他鉴别方法如溶解法等进一步确认。
3.2 显微镜观察能初步鉴别出聚四氟乙烯纤维与天然纤维和某些合成纤维具有明显外部特征的化学纤维,但很难辨别出与其他化学纤维的区别,还需结合燃烧法、溶解法等一种或多种方法进行确认后最终确定待测纤维的种类。
3.3 聚四氟乙烯纤维熔点在273℃至345℃,熔融温度范围较宽是聚四氟乙烯纤维的重要特征,但一般熔点仪可测试最高温度为300℃,不能满足测试聚四氟乙烯纤维熔点的试验要求,因此尽可能不单独采用熔点法来鉴别聚四氟乙烯纤维。
3.4 利用红外光谱能快速准确有效地鉴别出聚四氟乙烯纤维及其他各类纺织纤维。
3.5 热裂解分析的裂解产物只有一种,就是四氟乙烯,能快速准确有效地鉴别出聚四氟乙烯纤维。
3.6 采用溶解法鉴别聚四氟乙烯纤维具有经济实用、可操作性强的特点,可直接用于鉴别聚四氟乙烯纤维和其他纤维。红外光谱及热裂解分析也能准确有效地鉴别出聚四氟乙烯纤维,但考虑到这两种方法的成本较高,各实验室可依据自身试验条件选择相应的方法。
参考文献:
关键词:废弃纺织纤维;纺织废料;再加工纤维;质量安全控制
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
纺织纤维分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维是从自然界直接取得的纤维,如植物纤维、动物纤维、矿物纤维;化学纤维则是用天然的或合成的高聚物经过化学合成或机械加工制得的纺织纤维,一般以石油、天然气、煤、农副产品及天然高分子化合物为原料[1,2]。从纤维的来源可以看到纺织纤维的稀缺性,因而,使用适当的方法对废弃纺织纤维进行再加工不仅符合我国有关法律法规的规定,而且具有废物利用、资源回收的合理性。近年来,随着全球气候复杂变化、石油价格大幅上扬等因素的影响,回收利用废弃纺织纤维越来越引起各界的关注。
1废弃纺织纤维的来源
可供回收利用的废弃纺织纤维很多,除了禁止用于生产再加工纤维的原料以外,主要来源于轻纺工业的废料和各种废旧纺织品。
1.1纤维加工产生的废料
无论是天然纤维还是化学纤维的生产都不可避免地会产生一些副产物或废弃物,如轧花产生的落花和棉短绒、梳麻产生的亚麻下脚和麻屑、生产化学纤维过程中产生的粗纤维屑和废丝等。这类纺织废料成分单纯,且主要呈纤维状。
1.2纺纱工程产生的废料
在纺纱工程中也会产生各种纺织废料,如落花、落毛、落丝、回丝、废纱等。这类废料成分易于确定,有的呈纤维状,有的则以具有一定捻度的纱线形式存在。
1.3服装、纺织品加工产生的废料
服装、纺织品加工过程中,剪裁和缝制时产生的线头、布边、布角、布头等纺织废料除了可以拼接加工布艺产品外,还是生产再加工纤维的主要原料。我国是纺织品生产和出口大国,每年纺织行业产生的纤维废料数量相当可观。这类废料的成分比较复杂,花色多,具有一定的组织结构。
1.4生活中的废弃服装和纺织品
随着人民生活水平的提高,服装、纺织品的更新周期加快[3],生活中的废弃服装和纺织品数量惊人而且随处可见,如旧服装、旧絮片、旧地毯、旧的纤维制包装物等。这类废弃物均可作为生产再加工纤维的原料。而且,其中的一些旧服装或纺织品还可以进入二手市场流通。这类纺织废料的成分复杂,不仅具有一定的组织结构,而且颜色和形状多种多样。
1.5禁止使用的原料
根据《再加工纤维质量行为规范(试行)》的规定,医用纤维性废弃物、使用过的殡葬用纤维制品、来自传染病疫区无法证实其未被污染的纤维制品、国家禁止进口的废旧纤维制品及其他被有毒有害物质污染的纤维和纤维制品禁止用于生产再加工纤维。
2废弃纺织纤维的处理方式
鉴于废弃纺织纤维质量状态存在的差异性,对其处理的方式可分为再加工利用和弃置两种。再加工利用是指利用机械对废弃纺织纤维进行切割、开松、除尘、梳理以获得纤维状物质。弃置的废弃纺织纤维可以传统的方式进行掩埋,也可以焚烧的方式作为热源使用。
3废弃纺织纤维的加工技术
挑拣分类是合理利用废弃纤维的首要步骤。经过回收的废弃纺织纤维因为成分复杂,颜色、状态差异大,所以,必须要先根据颜色、成分或其他特征进行分类、分级。经过分拣,废弃纺织纤维中的一些大而硬的杂质如纽扣、拉链、金属装饰物等被去除,纤维的成分、状态、颜色等趋于一致。既可以保证后续工艺步骤的顺利进行,又可以提高纤维的可利用程度。
经过分拣得到的废弃纺织纤维有的呈纤维状,有的呈织物结构。呈纤维状的废弃纺织纤维可直接喂入开松设备进行开松。呈织物状的需要进行切断处理,被切割或撕扯成一定尺寸后喂入开松设备进行开松,以获得再加工纤维。废弃纺织纤维在开松设备中多次经过多孔尘笼、开松辊筒达到开松、除尘、混合的效果。在开松前后均可以对纤维进行混合。最后,将再加工纤维打包。
在加工废弃纺织纤维过程中,一些有资质的企业可以对再加工纤维集中进行脱色漂白,但须经过循环经济发展综合管理部门和环保部门的批准。
4影响再加工纤维质量的主要因素
4.1分拣
分拣不仅仅是为了排除杂质,关键在于要能够根据废弃纺织纤维的各种性状做好分类和分级,以保证获得的再加工纤维具有均匀的品质。如,服装加工厂下脚的同一色系的纺织废料,既要区分纤维成分分类,又要区分色差进行分级。
4.2开松
开松是加工废弃纺织纤维的关键环节,关系到再加工纤维质量的优劣。开松工艺有干法和湿法之分[4,5]。干法开松流程短,工作环境较差,加工剧烈易拉断纤维,得到的再加工纤维的纤维长度较短,质量偏低,对捻度较小、组织结构较松散的纺织废料开松效果较好。湿法开松有润湿洗涤作用,工艺流程较长,工作环境较干法有所改善,对纤维的损伤程度降低,得到的纤维长度保持较好,质量较干法好,对捻度较大、组织结构较紧的纺织废料有良好的开松能力。另外,开松设备的设置也会影响开松效果,如锡林隔距。
4.3原料的结构
废弃纺织纤维既有松散的,也有紧密的。这种结构的差异性会影响再加工纤维的质量。如,纱线的结构越结实,越难保证低损伤回收纤维。
5再加工纤维的用途
利用废弃纺织纤维生产的再加工纤维根据其性状和品质既可以直接使用,还可以生产一些具有高附加值的产品。按照我国的规定,再加工纤维禁止直接或间接用于生产脱脂纱布和脱脂棉等医疗卫生用品、生活用絮用纤维制品(符合GB 18383―2007 絮用纤维制品通用技术要求 之4.1.3规定的除外)、婴幼儿用品和直接接触皮肤的产品及国家规定的其他产品。也就是说,在我国使用再加工纤维是有限定要求的。
5.1纺织原料
再加工纤维可以作为纺织原料直接用于纺织品加工。如,加工非生活用絮用纤维制品;再加工纤维能纺出较好的纱[6],可以织造牛仔布、粗纺面料等用于生产非直接接触皮肤的产品,还可以织造帆布、滤布、地毯、装饰布、包装布等工业用布或家用纺织品。
5.2非织造布
加工非织造布是利用再加工纤维的重要途径。用于加工非织造布的原料范围广,对纤维长度、性能等要求比较宽泛。随着适合利用再加工纤维生产非织造布的成套设备的研制和升级,以再加工纤维为原料生产非织造布的技术日趋成熟[7],加工的非织造布应用范围也越来越广。这种非织造布可用作鞋帽的衬里、工业用手套、皮箱皮包内衬、人造革基布、沙发毡垫、地毯基布、汽车车体内衬和壁板、隔音层、隔热层、减震材料、包装材料、农业用覆盖材料等[8,9,10]。
5.3造纸原料
棉纤维、麻类纤维是天然纤维素纤维。这类再加工纤维可用作造纸原料,生产钞票用纸、复印纸、滤纸、绝缘板等[11]。
5.4再生纤维
以再加工纤维为原料生产再生纤维可分为物理法和化学法两种。物理法适用于纯组分的化学纤维,是利用化纤的热塑性,通过加热使再加工纤维熔融呈颗粒状,继而加工成新的再生纤维。这种再生化学纤维的品质与原产化学纤维相差无几,且具有一定的价格优势[12],可以用于毛绒玩具、枕垫的填充物,也可以用来生产织造布。化学法则适用于天然纤维素纤维,是利用化学试剂将纤维素纤维溶解,再纺丝制备再生纤维素纤维。如将废弃棉纤维回收利用纺制Lyocell[13]。
5.5复合材料
再加工纤维可作为增强材料与其他物质制备复合材料用于建筑等领域。如,将以废旧地毯为原料加工得到的再加工纤维作为混凝土的增强纤维,改善了力学性能,降低了成本[14];将碱处理的废弃剑麻纤维与脲醛树脂经乙酰化处理得到的复合材料,其弯曲强度、耐磨性、热分解温度、吸水性及电绝缘性都超过了脲醛树脂/木粉复合材料[15]。
6再加工纤维的质量安全控制
从再加工纤维的加工技术来看,方法简单,设备投入有限;从再加工纤维的用途来看,应用广泛,进行深加工需要一定的技术支持和设备投入。因此,在经济利益的驱动下一些不法商贩将再加工纤维制成“黑心棉”、“黑心纱”等牟取暴利,甚至在国内的某些地区作为产业发展。鉴于此种情况,为了切实保护消费者的权益、保障纺织废料再加工行业的健康发展,再加工纤维的质量安全控制必须引起重视。
建立再加工纤维的质量安全控制要求既要符合我国的有关法律法规,还要考虑再加工纤维的加工工艺和用途。加工工艺不同,再加工纤维的组成成分和质量状况不同;用途不同,对再加工纤维品质要求不同;生产的产品不同,对应的产品标准要求不同。有的是共性要求,有的则是个别要求。要充分考虑技术发展水平、产品质量等现实因素,使建立的再加工纤维质量安全控制要求既能达到提高产品水平、保护人身健康和安全的目的,又能将成本控制在较低水平,具有较强的应用性。
6.1卫生要求
废弃纺织纤维来源复杂。原料在堆放、加工和贮运过程中,每个环节都可能受到细菌的污染,尤其是一些化脓性致病菌危害性比较大,对生产者、销售者和使用者的健康安全存在着潜在的危险。使用再加工纤维加工的絮用纤维制品,其中符合GB 18383―2007之4.1.3规定的生活用絮用纤维制品的产品标准对卫生指标有所要求,非生活用絮用纤维制品尚未建立国家或行业标准;其他用途涉及的产品标准未见对卫生指标的要求。鉴于再加工纤维来源的复杂性,从安全角度考虑,应该对再加工纤维的卫生指标提出要求。
笔者认为,参考一次性卫生用品初始菌的技术指标要求,把再加工纤维的菌落总数、真菌菌落总数和大肠杆菌作为考核指标意义不大,设定检测绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌等化脓性致病菌作为技术指标比较适宜,并且要求再加工纤维不得检出绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌和溶血性链球菌等致病菌。
6.2异味和杂质
异味作为考核再加工纤维的技术指标,主要是考虑虽然再加工纤维禁止用于生产医疗卫生用品、婴幼儿用品、直接接触皮肤的产品及生活用絮用纤维制品,但是再加工纤维无论是作为直接使用的产品,还是作为终端产品的原料,最终都要进入百姓生活和社会生产中被人们使用。所以,参考GB 18401国家纺织品基本安全技术规范 设定这个技术指标。
再加工纤维不应该含有针状物和沙石等硬质颗粒状杂质,否则会影响使用,也会影响后续的深加工。因此,设定杂质这个技术指标,要求采用手工挑拣的方法,不得在再加工纤维中检出针状物和沙石等硬质颗粒状杂质。
6.3pH值
再加工纤维的生产过程中,洗涤、润湿、漂白脱色等步骤引入的化学助剂会使再加工纤维的酸碱性发生改变。众所周知,纺织品的酸碱性对皮肤健康有影响。因此,参考GB18401国家纺织品基本安全技术规范 对C类产品的技术要求,设定pH值检测技术指标,要求pH范围为4.0~9.0。
6.4助剂残留
再加工纤维生产过程中加入助剂的种类不多。其中,进行漂白脱色时加入的某些漂白剂在一定的酸碱条件下可生成强氧化剂,因此,这类助剂的残留应引起重视。《再加工纤维质量行为规范(试行)》规定,再加工纤维生产企业的生产、排放等符合国家环境保护规定要求,并经过循环经济发展综合管理部门和环保部门批准才可以对再加工纤维集中进行脱色漂白。其原因就在于漂白工艺不同会直接影响企业的经济投入和环境污染的程度。
纺织品漂白使用的漂白剂主要有次氯酸钠、过氧化氢和亚氯酸钠,相应的漂白工艺称为氯漂、氧漂和亚漂。氯漂成本低廉,设备简单,对纤维的损伤大,漂白废液污染环境,漂白效果不及氧漂和亚漂;氧漂对设备要求较高,对纤维损伤小,环境污染小,漂白效果好;亚漂成本高,对设备腐蚀性大,漂白效果好,漂白时产生的二氧化氯毒性大,危害人体健康,并且污染环境[16]。鉴于上述原因,对于可能经漂白脱色处理的再加工纤维要考核助剂残留指标。根据漂白工艺的化学原理,设定检测余氯和过氧化氢残留量作为技术指标。关于纤维及纺织品的国家标准、行业标准中尚未建立此类限值,所以限值的设定建议参考饮用水或食品标准的相关规定。
6.5产品说明
根据《再加工纤维质量行为规范(试行)》规定,再加工纤维最小单位产品包装物上要标明以下内容:“‘再加工纤维’的产品名称,并注明‘回收再利用’字样;在显著位置标注‘禁止用于生产医疗卫生用品、婴幼儿用品、直接接触皮肤的产品及生活用絮用纤维制品’的警示语;在再加工纤维最小单位产品包装物上附有产品合格证;国家的其他规定。”笔者认为,再加工纤维产品包装物上还应该标明纤维成分。另外,呈白色的产品必须明示是否经过漂白脱色。
参考文献:
[1]肖长发,尹翠玉 张华,等.化学纤维概论[M].北京:中国纺织出版社,1997.
[2] 瞿才新,张荣华.纺织材料基础[M].北京:中国纺织出版社,2004.
[3] 裘愉发.废弃纺织品的综合利用[J].江苏纺织,2007(6):68-70.
[4] 冷纯廷,袁成侠.再生纤维深加工及其应用技术[J].产业用纺织品,1996,14(1):1-5.
[5] 季晓雷,吴绥菊.毛纺再生原料的开发与利用[J].北京纺织,18(1):40-44.
[6] 郝泉兰,徐景义.利用再用纤维加工转杯纱[J] .棉纺织技术,1999,27(1):13-15.
[7] 李传荣.纺织品废料的再加工[J].再生资源研究,1996(1):22-25.
[8] 姚培建.纺织废料的回收与利用[J].纺织装饰科技,2008(2):29-30.
[9] 冷纯廷,辛琰.再生纤维非织造布新型棚布的研究与应用[J].北京纺织,2001,22(2):11-13.
[10] 高延敏,王绍明,陈立庄等.利用废旧纤维材料制造汽车内装饰材料[J].产业用纺织品,2005,(8):10-14.
[11] Maggie Thurgood纺织品回收、重复利用和再制造[J].产业与环境,1995,17(3):23-25.
[12] 张卓.纺织品回收业的现状[J].天津纺织科技.39(3):9-11,49.
[13]周立平.生态纺织产品最新标准规范和应用技术及质量控制手册[M].合肥:安徽文化音像出版社,2004.
[14]王建坤,高晓萍,刘玉梅.纺织废料再生纤维增强混凝土力学性能研究[J].天津工业大学学报,2005,24(4):12-15.
作为仿真丝的第一种化学纤维,人造丝出现在一个世纪前,这种化学纤维拟态丝是用木浆制成的,随后,人们发现木质浆具有可溶性,还可湿纺加工。而人造丝与木质纤维具有纤维素同样的结构。随之,尼龙又出现了。尼龙是人类模仿天然纤维的杰作。50年后,混纺加工技术出现,合成纤维渐渐成为我们的时尚,也形成一种开发方式。随之,聚酯纤维以标新立异的固有特征使其他人造纤维刮目相看,也与人造丝形成鲜明的对比。然而,却不是所有的真丝特征都可以再造的。例如,光泽特征、吸湿特征、可染特征并没有完全尽如人意地模仿出来。例如,的所有有机要素,如糖类、蛋白质、脂肪、纤维素等均含碳元素。光合作用使碳元素生成新的植物碳元素。据称,每年全世界约有2000亿吨碳元素因光合作用被植物从空气中吸收。其中植物就包含了空气和植物中水分子中的二氧化碳,将其转化为植物糖类。
光合作用使植物需要更多能量。植物糖类所含能量高于其他简单化合物,其能量主要来源于光的吸收,即叶绿素和类胡萝卜素的生成,而植物不仅能生成糖类,而且其化合物可以转化为结构性材料,如纤维素和蛋白质。这种转换要求更多能量,这一趋势又使其分解具有高能量的糖类。在氧化作用下,它再次生成二氧化碳和水。这种能量释出和转换过程被看做植物呼吸与生长的过程,类似于动物的呼吸。而光合作用使植物获得能量后以糖类的形式储存下来。日本农业生物科学研究所(NIAS)马越博士(Dr J. Magoshi)认为,蚕丝的形成经历了这个机械过程,而这个过程在所有动植物体内都会产生。也就是说,所有动植物都可以成为拟态生物纤维的“工厂”。
众所周知,家蚕不是真正的吐丝,而是从口中拉出丝,靠移动编织蚕茧。家蚕可以将蚕丝蛋白固定在平面上。如果能给家蚕下“命令”,它们或许能按照人类的指令,直接给人“纺织”衣服,而省掉了织布这一过程。这与我们传统的人造纤维纺织大相径庭,事实上,天然丝纤维要比人造纤维更有伸缩性,丝纤维的隔热性能、手感、吸湿性都要好于合成纤维。并且,丝纤维具有很好的功能性,甚至可以设计更多的人造功能。
在过去,人们并不知道,家蚕是怎样通过食用桑叶而制造蚕丝的。现在发现,那是因为桑叶被消化后形成氨基酸,然后形成丝腺。就这样,分层的丝蛋白就在蚕的肚子里形成,然后又通过丝腺钙离子形成胶质蛋白丝,而凝胶体又通过吸收空气中的二氧化碳转化为溶胶,最终变为液态水晶体,蚕一边移动一边拉出口中的液态水晶体而形成蚕丝。这个过程与人类合成纤维的生产大同小异。
其实,当提及动物纤维时,人类没有真正理解自己的毛发和羊毛生长的过程。人类毛发和羊毛的生长都是一个氨基酸的聚合过程。倘若毛发在形成过程中,聚合体相互缠绕,形成新的合成纤维,那么聚合体就会形成一种溶体并储存下来,然后从皮肤里冒出来。这个过程可以让我们明白,其实这也是一个人造丝的过程。若能真正模仿这种生物动态,那么人类就可以不断创造无数种拟态纤维。目前,世界上已有许多纤维公司把触角伸向人类毛发生成原理。现代生物技术可以让头发按照人类预期的形状在活体内生长。倘若人发能够复制,那么羊毛也可以用未来的生物拟态技术合成出来。
蜘蛛丝是另一有趣的纤维材料。这种动物性纤维具有很强的韧性,它可以任意伸长。为了使自身产丝更有效地捕捉到昆虫,蜘蛛往往会自动地将丝中的养分加以调整,使其丝的强度能让纤维丝以蜘蛛网的轴心看齐。当蛛丝一边被拉伸时,其韧度却在由中心到边缘加大。蜘蛛丝的韧度相当于凯夫拉尔纤维,其延伸性或抗断裂性高于凯夫拉尔35%。因此,其经纬黏度足以捕捉到比蜘蛛自身大得多的昆虫。但是,当蜘蛛移动时,蜘蛛网上的黏度却不会粘住它。这就是大自然的奇妙。世界顶尖级纤维科学家因此对蜘蛛丝的结构十分感兴趣。他们希望能解释蜘蛛丝结构的物理属性,从而开发像蜘蛛丝一样的拟态非均匀性智能化纤维材料。这或许成为未来开发新纤维材料的关键所在。这样的生物拟态应用信息,确定无疑,将成为今后新型化学纤维诞生的温床。未来的生物拟态技术可利用动植物体内的均质物质和非均质物质开发多种生物纤维,以满足人类更多需求。例如,模仿生物的功能即可强化液晶蛋白纤维的强度。使用这样的纤维材料纺织物,可使人类在炎热的沙漠地带都免受强光的照射和炽热高温的危害。
当然,除了动物纤维,人类也可以利用植物纤维的拟态开发纤维种类。例如,竹子纤维是一种天然的强化型复合材料。其横断面显示具有丰富的纤维素材料,而外部坚硬且密度高,其非均质性结构可帮助人类抵御高寒和强风的袭击。日本东京理工学院教授菊谷先生(T. Kikutani)成功地合成了一种同等密度的竹类生物拟态,这种材料拥有极高强度、高韧度、高系数,因此成为市场需求最迫切的产品。
为了探索聚合体材料的理想功能,人类还需要在聚合体分子量和减少分子结构缺陷上下工夫。而与之相适应的新型纺纱加工技术则成为创新者的另一挑战。因为,未来的生物拟态已不再是传统意义上的纺织,而是利用分子导向控制以实现预设的纤维纺织精准度。
一、原材料工业逐季回升态势明显,多数行业增长加快
2009年,随着促进经济平稳较快增长的一系列经济政策的贯彻实施和产业调整与振兴规划相关政策的逐步落实,原材料工业逐季回升态势明显,多数行业增长加快。
钢铁行业:2009年,增加值同比增长9.9%,较2008年加快1.7个百分点。其中,各季度依次分别增长0.3%、2.4%、13.3%和24.5%。生铁产量5.4亿吨,增长15.9%;粗钢产量5,7亿吨,增长13.5%;钢材产量6.9亿吨,增长18.5%。主要钢材品种中,铁道用钢材、中小型型钢、钢筋、线材(盘条)、热轧薄板、冷轧薄板、热轧薄宽钢带、热轧窄钢带、冷轧窄钢带、焊接钢管等产量增长较快,均较同期增长20%以上。
有色行业:2009年,增加值同比增长12.8‰较2008年加快0.5个百分点。其中,各季度依次分别增长2.8%、8.8%、12.9%和25.5%。十种有色金属产量增长5.8%,有色金属产品中,精炼铜产量增长9.6%;氧化铝产量增长4.49%;电解铝产量增长1%;铅产量增长16.4%;锌产量增长11.6%;铜材产量增长22.2%;铝材产量增长16.8%。
化工行业:2009年,增加值同比增长14.6%,较2008年加快4.6个百分点。其中,各季度依次分别增长3.7%、9.8%、17.3%和26. 6%。基础化学原料中,硫酸、盐酸、浓硝酸产量分别为5,958.3、803.4和205.6万吨,分别增长18.7%、6.5%和10.7%;烧碱、纯碱产量分别为1891和2,001.4万吨,分别增长8.6%和8.7%;乙烯产量1,069.7万吨,增长8.3%。农用物资中,化肥产量6,706.2万吨,增长16.3%;化学农药产量226.2万吨,增长12.3%。化学制品中,塑料产量3,603.2万吨,增长11.8%;合成橡胶产量275.5万吨,增长8.7%。
建材行业:2009年,增加值同比增长14.7%,较2008年减缓2.2个百分点。其中,各季度依次分别增长10.8%、13.5%、16.3%和19.1%。水泥产量16.3亿吨,增长17.9%;平板玻璃产量5.6亿重量箱,增长1.7%。
二、纺织行业中,化学纤维制造业回升明显
2009年,化学纤维制造业回升明显,增加值同比增长10.2%,较2008年加快8个百分点。受出口仍未显著恢复的影响,纺织业及纺织服装、鞋、帽制造业增长减缓。纺织业增加值同比增长8.5%,较2008年减缓2个百分点,实现出货值3.777亿元,同比下降6.2%(2008年同比增长4.4%);纺织服装、鞋、帽制造业增加值同比增长9.9%,较2008年减缓2.6个百分点,实现出货值3,375.2亿元,同比增长2.8%,较2008年减缓1.6个百分点。
纺织产品中,化学纤维产量2,726.1万吨,增长14.3%;布产量567.5亿米,增长5.3%;服装产量237.5亿件,增长6.9%。
三、装备制造业中,交通运输设备制造业快速增长
2009年,装备制造业增加值同比增长11.3‰较2008年减缓4.3个百分点。实现出货值4.6万亿元,同比下降8.6%(2008年同比上升12.8%)。
受购置税减半、汽车下乡等一系列政策的推动,交通运输设备制造业增加值同比增长18.4%,较2008年加快3.2个百分点。汽车产量1382.7万辆,增长47.8%。其中,轿车产量749.2万辆。增长47.4%。轿车中,排量在1升以下,及在1升至1.6升之间的增长最快,分别增长53.2%和67.3%。民用钢质船舶产量4394.3万载重吨,增长40.1%。
受外需不足影响,其他装备制造业均较2008年减缓。通信设备、计算机及其他电子设备制造业增加值同比增长5.3%,较2008年减缓6.7个百分点;金属制品业增长10%,减缓5个百分点;通用设备制造业增长11%,减缓5.9个百分点;专用设备制造业增长13%,减缓7.5个百分点;电气机械及器材制造业增长12%,减缓6.1个百分点;仪器仪表及文化、办公用机械制造业增长2%,减缓10.7个百分点。
四、主要能源工业生产增长有所减缓
2009年,能源工业中,除石油加工行业较2008年略有加快之外,其他行业均有所减缓。
煤炭开采和洗选业增加值同比增长8.3%,较2008年减缓10.8个百分点。原煤产量29.6亿吨,增长12.7‰
石油和天然气开采业增长4.8%,较2008年减缓1.3个百分点。天然原油产量1.9亿吨,下降0.4%;天然气产量829.9亿立方米,增长7.7%。
电力、热力的生产和供应业增长6%,较2008年减缓2.6个百分点。发电量3 7万亿千瓦小时,增长7%。其中,火力发电量3万亿千瓦小时,增长7.2%。
石油加工、炼焦及核燃料加工业增长5.2%,较2008年加快0.9个百分点。原油加工量3.7亿吨,增长7.9‰主要原油加工产品中,汽油产量7194.8万吨,增长13.1%;煤油产量1479.4万吨,增长27%;柴油产量1.4亿吨,增长6%。
五、高技术制造业明显减缓
2009年,高技术制造业增加值同比增长7.7%,较2008年减缓6.3个百分点。其中,医药制造业增长14.8%,减缓2 3个百分点。
高技术产品中,电子元件产量同比下降2.9%;微型计算机设备产量同比增长27.5%;手机6.2亿台,增长9.8%;化学药品原药产量193.6万吨,增长3.4%。
[中图分类号]F427
[文献标识码]A
[文章编号] 1673-5595(2015)05-0024-06
一、引言
制造业是工业化的直接推动力和贡献者,制造业的发展水平直接关系本国(地区)工业化进程和经济健康稳定发展。山东省作为具有中国制造业典型发展特征的省份,其制造业的发展也是中国制造业发展的缩影。以工业为主导的山东省,其制造业在山东省工业化进程中占据着举足轻重的位置,《山东统计年鉴2013》数据显示:2012年山东省第二产业工业增加值为25293亿元,工业增加值同比增长125%,其中制造业占比高达875%。然而,单纯的统计数据只能片面地反映山东省制造业的发展水平,山东制造业在保持高速稳定发展的同时出现了如生产效率低下、产业结构落后、创新能力不足、环境污染和资源浪费等一系列问题。因此,需要构建一套科学客观、具有针对性的评价指标体系和方法对山东制造业的发展进行评价,并根据评价结果提出科学客观的转型升级对策。
国内外学者对先进制造业进行了深入研究,Sohal等认为制造业先进程度取决于制造技术的革新,而制造业技术是竞争与合作的结果,企业与同行企业相互竞争,与供应商博弈,与政府合作都能够在竞争与合作的同时提升自身制造技术[1];Gouvea Costa等认为先进制造技术的进步是由企业自身组织结构的特点和竞争决定的[2];李廉水认为制造业需要通过提升经济创造、技术创新、资源环境保护来实现协调发展[3];王玉珍认为先进制造业是以新兴高技术产业为核心、着力发展产业附加值高的行业,是利用较少的资源创造较高的产值、积极与第三产业衔接的新型工业[4];李慧认为先进制造业相对传统制造业主要在产业结构、制造技术、管理能力、制造模式方面存在区别[5];龚唯平等认为制造业发展程度可从先进制造技术、先进制造模式、市场网络化、经济创造能力四个方面来衡量[6];郭巍等认为影响制造业先进性的要素有先进制造技术、先进制造管理、先进制造模式、经济效益和社会效益五个方面,其中社会效益核心要素的提出最具创新性[7];黄烨菁认为先进制造业相对于传统制造业来说,其独特性主要体现在先进制造模式、先进生产制造组织方式、制造与服务功能关联模式等方面[8]。已有的先进制造业理论研究成果,有的操作性不强,只是停留在理论层面;有的在实际应用中存在局限性,造成评价结果不全面且不具有针对性。因而,构建一套适用山东制造业的评价指标体系不仅具有理论价值,更具有实用意义。
二、山东制造业评价指标体系
在遵循系统性、客观性、时效性、可操作性、指导性五大原则下,构建山东省制造业综合发展评价指标体系。
三、山东省制造业评价研究
本文采用《山东统计年鉴2013》中山东省制造业统计数据为指标评价原始数据,利用SPSS19.0中因子分析法对其进行分析评价。根据国家统计局颁布的《国民经济行业分类标准(GB/T4757―2011)》,中国制造业包括31个行业大类:农副食品加工业(A1),食品制造业(A2),酒、饮料和精制茶制造业(A3),烟草制品业(A4),纺织业(A5),纺织服装、服饰业(A6),皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业(A7),木材加工及木 竹、藤、棕、草制品业(A8),家具制造业(A9),造纸及纸制品业(A10),印刷和记录媒介复制业(
A11),文教、工美、体育和娱乐用品制造业(A12),石油加工、炼焦和核燃料加工业(A13),化学原料和化学制品制造业(A14),医药制造业(A15),化学纤维制造业(A16),橡胶和塑料制品业(A17),非金属矿物制品业(A18),黑色金属冶炼及压延加工业(A19),有色金属冶炼及压延加工业(A20),金属制品业(A21),通用设备制造业(A22),专用设备制造业(A23),汽车制造业(A24),铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业(A25),电气机械及器材制造业(A26),计算机、通信和其他电子设备制造业(A27),仪器仪表制造业(A28),其他制造业(A29),废弃资源综合利用业(A30),金属制品、机械和设备修理业(A31)。由于金属制品、机械和设备修理业数据的缺失,因此本文不予评价。
(一)经济效益分析
对经济效益初始成分矩阵进行标准正交旋转得到旋转成分矩阵,见表2。其中第一个因子F1的高载荷指标是X12、X14、X15、X16,将其命名为规模因子;第二个因子F2的高载荷指标是X11、X13,将其命名为效率因子。
通过回归方法得到成分得分系数矩阵,因子得分表达式为:
(二)制造技术分析
对制造技术初始成分矩阵进行标准正交旋转得到旋转成分矩阵,见表3。其中第一个因子
F3的高载荷指标是X21、X22、X23、X26、X27,将其命名为研发因子;第二个因子F4的高载荷指标是X24、X25,将其命名为专利因子。
(三)管理模式分析
对管理模式初始成分矩阵进行标准正交旋转得到旋转成分矩阵,见表4。其中第一个因子
F5的高载荷指标是X31、X32、X33、X35,将其命名为财务因子;第二个因子F6的高载荷指标是X34、X36,将其命名为经营效率因子。
通过回归方法得到成分得分系数矩阵,因子得分表达式为:
(四)发展模式分析
对发展模式初始成分矩阵进行标准正交旋转得到旋转成分矩阵,见表5。其中第一个因子F7的高载荷指标是X41、X42、X43,将其命名为工业“三废”排放因子;第二个因子F8的高载荷指标是X44、X45,将其命名为能耗因子。
通过回归方法得到成分得分系数矩阵,因子得分表达式为:
(五)综合能力评价
通过回归方法得到成分得分系数矩阵,因此我们能够得到因子得分表达式:
式中,Mi是由得分分数组成的矩阵。
(六)评价结果
由上述计算得到的山东省制造业评价结果,见表6。
经济效益方面,从得分情况看,化工、农副产品、纺织、非金属、通用设备、有色冶金、电器、橡胶和塑料等行业经济效益处于制造业平均水平之上,其中化工、农副产品、纺织业经济效益尤为突出。汽车、电子通讯、医药、石油、服装、食品等行业经济效益处于制造业中等水平。皮革羽毛制品、印刷、化学纤维、交通运输、烟草等行业经济效益处于制造业平均水平之下,其他制造业经济效益最差。从各项因子得分情况看,规模效率因子中化工、农副食品、纺织行业位列前三,规模水平较高,印刷、仪器仪表、废弃资源回收、化学纤维规模水平较差。效率因子呈现单极化特征,其他制造业的效率水平极低,废弃资源回收、仪器仪表、木材加工等行业效率处于领先水平。
制造技术方面,从得分情况看,电子通讯、医药、烟草、电器、仪表仪器等行业制造技术水平处于制造业平均水平之上,其各行业之间的差距较小。化工、通用专用设备、造纸、橡胶塑料等行业制造技术处于中等水平。农副产品、木材、家具、服装、废弃资源回收等行业制造技术处于制造业平均水平之下,其中服装和废弃资源回收的制造技术水平最低。从各项因子得分情况看,研发因子的单项排名与综合排名基本相符,电子通讯、医药、烟草等行业研发水平处于行业前三,家具、木材、废弃资源回收研发水平处于行业垫底。专利因子呈现单极化趋势,其他制造业远远超越其他行业专利水平。
管理模式方面,从得分情况看,烟草行业拥有远超其他行业的管理模式效率,医药、饮料、仪器仪表、专用设备等行业管理模式水平高于制造业平均水平,电器、化学纤维、汽车、食品、金属制品等行业管理模式处于制造业中等水平。农副产品、纺织、石油加工、皮革羽毛制品、黑色冶金、木材等行业管理模式水平处于制造业平均水平之下,其中木材行业管理模式远远落后于其他行业。从各项因子排名情况看,财务因子的单项排名呈现单极化特征,烟草行业财务管理水平远超其他行业,石油加工、黑色冶金行业的财务管理水平垫底。经营因子分布较为平均,铁路船舶航天设备、烟草、汽车经营较好,其他制造业、木材、废弃资源回收行业经营水平较差。
发展模式方面,从得分情况看,烟草、仪器仪表、电子通讯、科教娱乐用品、铁路船舶航天制造等行业发展模式高于制造业平均水平,其中各行业差距较小。纺织、饮料、食品、金属非金属制品、石油加工等行业发展模式处于制造业中等水平。化工、造纸、有色冶金、黑色冶金、化学纤维等行业发展模式处于制造业平均水平之下,其中黑色冶金、化学纤维行业发展模式远远落后于其他行业。从各项因子得分情况看,工业“三废”因子的单项排名呈现单极化趋势,化学纤维行业 “三废”水平远远低于其他行业,有色冶金、造纸行业次之,表明这三个行业对环境污染较为严重。能耗因子也呈现单极化特征,黑色冶金、化工行业远低于其他行业水平,表明这两个行业对资源消耗较为严重。
从综合得分来看,烟草、化工、医药、电器、电子通讯、通用专用设备制造等行业处于山东制造业前列,且烟草制品业远超其他行业。汽车、金属非金属制品、橡胶塑料、铁路船舶航天设备、饮料等行业处于山东制造业中等水平。印刷、石油加工、造纸、废气资源回收、黑色冶金、化学纤维等行业处于山东制造业较低水平,其中化学纤维行业综合评价倒数第一。从产业结构来看,发达程度高的电子通讯、电器、医药、烟草行业基本属于技术密集型行业,发达程度低的印刷、石油加工、造纸、废气资源回收、黑色冶金、化学纤维行业都属于劳动密集型行业。从主导行业来看,山东制造业中黑色冶炼及压延加工业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、造纸及纸制品等行业在评价体系中综合得分不高,因此从长远来讲,这些行业需要转型升级。
(七)基于山东制造业评价的聚类分析
本文聚类分析使用系统聚类中的最远距离法,量度标准选取欧氏距离平方,根据山东制造业单项综合评价数据结果对山东省制造业进行聚类分析,分类情况及得分见表7、8。
从各分类行业来看,Ⅰ类行业的烟草制品业属国家垄断行业,一系列特殊原因使其最发达。Ⅱ类行业基本属于技术密集型行业,其大部分行业处于新兴行业崛起阶段,其发达程度较高。Ⅲ类行业基本都属于劳动密集型行业,基本是山东传统制造业主导行业,发达程度处于一般水平。Ⅳ类行业占制造业行业的47%,发达程度较差,其中轻工业行业占比较大,还包括石油行业。Ⅴ类行业中的有色冶金、造纸、黑色冶金、化学纤维四个传统的山东制造业支柱行业其发达水平令人堪忧。
四、转型升级对策
(一)整体转型升级对策
加强区域优势的发挥。山东具有独特的地缘优势,地处黄河下游,北临京津冀一体化发展区,南临长三角经济发展区,东临韩、日发达国家。山东具有得天独厚的承接产业的能力,目前中国正值大力推动京津冀一体化发展时期,山东凭借区域优势可以顺利承接制造业转移。同时,韩、日发达国家产业转移过程中,山东便利的交通和发达的物流具有一定的竞争力。
产业集群模式多元化。山东制造业产业集群主要以内源型品牌带动发展,以青岛家电制造业为例,其以海尔、海信等知名品牌的发展来带动周边制造业企业的发展。山东应促进产业集群模式向多元化发展,引入国际先进制造业企业,以外来品牌带动周边制造业企业的发展。
以重大项目为载体,引进国外核心技术。山东制造业整体处于落后阶段,先进的核心技术基本都掌握在国外发达制造业国家手中,山东制造业应引进国外核心技术来提升自身竞争力。山东制造业应以重大项目为载体,引进国外核心技术,在引进核心技术的同时提高自身的消化吸收能力,将核心技术吃透,对其进行本土化改进,使其最大限度地适应企业发展。
建立产业发展指导规划,大力培养新兴制造业产业。政府要制定细化的产业发展指导规划,为制造业的发展指引方向。产业发展指导规划有利于企业制定切实可行的战略发展计划,也能为投资者提供投资方向。山东新兴制造业目前处于规模小、程度低的阶段,但新兴制造业拥有高技术、低污染、高产值等优点,是未来山东制造业发展的方向。考虑山东的区域优势,新兴制造业应主要在海洋装备制造业、海洋生物制药、新能源、新材料等领域发展。
(二)各分类转型升级对策研究
Ⅰ类行业要着重提升经济效益。首先,以提升行业整体的劳动生产率来提升产品的产出率,要着重培养熟练劳动力,制定减少熟练劳动力流失的工薪制度。其次,降低烟草原料的采购成本、加工成本、劳务成本,以控制企业的总成本。最后,引进先进生产制造设备来提升生产的自动化程度,提升产品的产出率。
Ⅱ类行业属于高技术制造业,经济效益、制造技术、管理模式、发展模式四项指标基本都处于制造业中上水平,需要加大以上四项指标的投入力度。在经济效益方面,重点加强高附加值产品的研发,以此拉动经济效益的提升;在制造技术方面,要以重大项目为载体,引进国外核心技术来提升自身技术水平;在管理模式方面,学习国外发达制造业国家高新技术产业的管理模式,注重人力资本和固定资产的投入;在发展模式方面,新兴高新技术制造业发展要因地制宜,发展适合本地区的高新产业,发挥自然要素禀赋。
Ⅲ类行业整体发达程度一般,经济效益单项较为突出,制造技术、管理模式、发展模式三个单项指标处于制造业中等水平。在制造技术方面,要加大工业技术引进的投入力度,同时要加强对高新技术的消化吸收;在管理模式方面,引进精益管理理念并将其融入企业生产的各环节,最大限度地降低企业成本;同时加强营销投入力度,打造明星品牌。
Ⅳ类行业涉及制造业中的轻工业,整体发达程度差,四个单项评价指标都处于制造业的中下水平,需要加大经济效益、制造技术、管理模式、发展模式投入。在经济效益方面,要多生产制造高附加值的绿色产品;在制造技术方面,加强技术的自我创新能力,将传统技术与新兴技术融合;在管理模式方面,引进市场化管理模式,一切以市场为中心,生产制造都要服务于市场;在发展模式方面,要引入“绿色发展”理念并将其融入企业发展战略规划。
Ⅴ类行业涉及山东传统制造业支柱性产业,整体发达程度较差,发展模式明显严重落后,其他三单项处于行业的平均水平,需要加大以上四个单项的投入。在发展模式方面,树立和谐发展理念和企业社会责任意识,引进国际先进生产制造和净化技术用于生产制造,在提高生产效率和经济效益的同时降低企业污染和能耗。
[参考文献]
[1] A S Sohal, J Sarros, R Schroder, et al. Adoption Framework for Advanced Manufacturing Technologies[J]. International Journal of Production Research, 2006,44(24):52255426.
[2] S E Gouvea Costa, E Pinheiro Lima. Advanced Manufacturing Technology Adoption: an Integrated Approach[J].Journal of Manufacturing Technology Management, 2008,20(1):7496.
[3] 李廉水.中国制造业“新型化”状况实证分析[J].管理世界,2005(6):7688.
[4] 王玉珍.浅论现代服务业与先进制造业的耦合与发展[J].工业工程与管理,2008(5):36.
[5] 李慧.对长三角先进制造业发展问题的研究[J].上海经济研究,2008(4):5260.
[6] 龚唯平,薛白,董华.先进制造业发展的动力模型与评价指标体系[J].产经评论,2010(2):3442.
[7] 郭巍,林汉川,付子墨.我国先进制造业评价指标体系的构建[J].科技进步与对策,2011,28(12):125129.
[8] 黄烨菁.何为先进制造业[J].学术月刊,2010(7):8793.
[9] 山东统计年鉴2013[M].北京:中国统计出版社,2013.
A Study of Upgrade Strategies and Evaluation of Shandong
Manufacturing Based on Factor Analysis
HUANG Changsheng, ZHANG Xuyu