化学纤维特点范文

导语：如何才能写好一篇化学纤维特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

合成纤维

聚酯纤维

PCI Fibres公司美国分部副总裁、合成纤维和纱线协会副会长Alasdair Carmichael评价合成纤维一直在不断进步。聚酯纤维因用途多样、性价比高、可加工性强成为合成纤维中的翘楚。Carmichael说：“2010年，全球涤纶产量达到3 700 万t，在合成纤维中独占鳌头。最新的研究成果同时改善了聚酯纤维的可持续性和其他性能。”

聚酯纤维最大的可持续优势在于它的可回收性。其回收有两个主要来源：废旧消费品（以聚酯瓶为主）和工业废料（下脚料或不合格的聚酯产品）。Carmichael补充道：“也有一小部分废旧服装被回收利用。虽然量很小，但备受关注，因为被回收的服装经过处理后，又回到了消费者的衣橱。”

回收纤维在聚酯纤维市场中的比重正在逐步扩大。美国Unifi总裁兼首席运营官Roger Berrier表示：“基于Repreve品牌的成功和成长，我们已投资建设新的Repreve回收中心，新中心将纳入各种最新技术。Unifi将具备回收各种废旧物的能力，包括工业废旧物、废旧消费品以及含聚酯纤维的织物。”

Carmichael称一件趣事正在美国市场上演，制造商开始利用回收塑料瓶制造地毯用聚酯纤维。他指出，虽然涤纶地毯的市场已经成型，但这种聚酯纤维的出现仍将对地毯工业造成深远影响。另外，如果能将这项技术成功地规模化应用，废旧塑料瓶的回收处理问题也将迎刃而解。

聚酯纤维因其优良的性能而广为人知，其优点包括低吸湿性、导湿性、抗折皱、防风拒水、抗撕裂强度高、耐磨性好等。现在，Outlast公司又为聚酯纤维增添了新亮点。据Outlast公司纺织品工程师Roy Beckwith介绍，该公司研制出了一种智能调温双组分纤维，其芯层为相变材料，而皮层为聚酯。他认为这是人类有史以来第一种具有调温功能的聚酯纤维。

尼龙

尼龙的突出特点在于其较高的拉伸强度、抗撕裂强度和耐磨性。Invista（英威达）公司的Cordura品牌团队在保留尼龙结实耐用品质的基础上，为其增添了棉一般的舒适手感。于2010年的Cordura Denim和 Cordura Duck面料就是由Invista T420尼龙66短纤与棉混纺而成的。

据Cordura全球业务总监Bill Colven介绍，Cordura Duck面料用于军队的制服已超过 40 年，现在人们开始寻求在工作服中使用这种面料。Cordura Denim面料具有逼真的纯棉牛仔面料的外观和手感，并且极其耐用。Cordura全球市场总监Clindy McNaull补充道：“工业水洗条件下，Cordura牛仔裤的寿命比纯棉的长 50% ～ 60%。Cordura牛仔布的耐磨性是纯棉面料的 4 倍。延长牛仔布的寿命、提高牛仔布的性能是我们追求的目标。提高牛仔布的持久性，即延长其替代周期，意味着面料将更加耐用也更具价值。”

生物基高分子纤维

生物高分子纤维继承了合成纤维的性能特点，同时由于采用天然、可再生原料替代原有的石化成分，从而使其具备了可持续的优点。

据帝人公司战略规划部经理Nobuyoshi Miyasaka介绍，帝人将在2012年春季全球首款商业化生产的生物基聚酯纤维。他说：“帝人的生态圈生物基纤维（Eco Circle PlantFiber）中约有 30% 的原料取自甘蔗等生物原料。而传统的聚酯纤维由EG和DMT或PTA合成，其中EG大约占 30%。”帝人新纤维中的EG虽然来源于生物而非石油，却仍然具有与传统聚酯纤维相同的性能和质量。

此外，Eco Circle PlantFiber还可以利用帝人公司的Eco Circle闭环聚酯回收系统进行回收利用。据Miyasaka介绍，该系统能在分子水平上分解聚酯，然后生成新的DMT，其质量和纯度堪比源自石油的DMT。

DuPont（杜邦）公司也有自己的生物聚酯纤维产品 ―― 2009年上市的商品名为Sorona® 的PTT纤维。DuPont Applied BioSciences的全球品牌经理Dawson Winch表示：“降低对石化产品的依赖是杜邦可持续发展目标的重要一环。Sorona® 实现了这一目标，同时还具备其他环保优势：比如与生产同等重量的尼龙6相比，它能节省 30% 的能耗，降低 63% 的CO2排放。而且还可以通过聚酯回收系统循环利用。”

Winch认为除了可持续性优点，Sorona® 还具有其他独特的性能优势：与普通聚酯纤维相比，它可在更低的温度下拉伸、染色；易于与其他天然或合成纤维混纺；耐漂白；天然拒污能力（无需化学拒污整理）。用于服装时，Sorona® 可以获得同超细纤维一样的柔软效果，却不必达到同样的细度。此外，Sorona® 具有优异的舒适伸展性，且改善了面料的抗折皱性能和悬垂性。

人造纤维

棉花价格的起伏促进了对其他纤维的需求，尤其是在混纺织物中，Lenzing（兰精）Fibers公司采购经理Tricia Carey也表示，这将成为纤维发展的一个重要趋势。她说：“品牌商正在寻求更多的混纺产品，但都要求具有棉一般的手感。比如棉和Tencel® 的混纺织物就融合了二者的优势：棉的舒适性、手感和色牢度；Tencel® 的柔软和导湿性，可有效抑菌，并能减少异味。对于该公司的超细纤维产品 ―― MicroTencel® 和MicroModal®，Carey介绍说：“MicroTencel® 由桉树经闭合加工过程（更环保）加工而成，人们喜欢它的细腻和手感。同样，来源于山毛榉的MicroModal® 也深受人们喜爱。”

大豆纤维

据United Soybean Board（USB）的Robina介绍，大豆纤维最初由汽车大王Henry Ford制造，其历史可以追溯至19世纪30年代。大豆纤维，即Azlon，由大豆和牛奶中提取的天然蛋白制作而成，是源自动植物的人造纤维。

目前，USB已投资多个研究项目，旨在开发基于大豆粉及其衍生物的新型纤维。Hogan表示研发中的大豆纤维将与石油基合成纤维一争高下，但是不会与其他天然纤维形成竞争。

纵观大豆纤维的生命周期，其比石油基合成纤维具有更多的环保优势。大豆根部可以利用氮产生所需养分，而且以大豆为食的害虫很少，因此杀虫剂或杀菌剂的用量很低。新一代大豆纤维将作为一种生态纤维而备受瞩目。

篇2

本文对粘胶、竹纤维及醋酸长丝三种纤维的特性及功能进行分析，充分运用三种纤维的优点，采用合适的混纺比例，研制粘胶/竹纤维/醋酸长丝混纺纱的主要工艺路线和技术指标，并对该混纺纱的质量，市场前景进行了分析，为增加针织产品的品种提供了原料保障。

关键词：新型纤维；混纺纱；研制开发

1 原料特性及功能

1.1 粘胶纤维特性及功能

生产中，我们常选用粘胶长丝为原料。粘纤有棉的本质、丝的品质，是地道的生态纤维，源于天然而优于天然。它是用棉短绒等作为原料优化处理得来的，粘纤中无含氯物质，灰分的含量为微量，纤维素含量在99.5%以上，脂肪和蜡质占0.2%~0.3%，较棉纤维本质更纯正。粘胶纤维标准平衡回潮率为12%~14%，最符合人体皮肤含湿的要求，且具有超强的抗静电性能，不会产生附着在身体上的感觉，因而十分滑爽，这是其他纤维所无法比拟的［1］。

1.2 竹纤维的特性及功能

在所有天然纤维中，竹纤维的吸放湿性及透气性是最好的，在温度为36?C、相对湿度为100%的条件下，竹纤维的回潮率超过45%，透气性比棉强3~5 倍，被美誉为“会呼吸的生态纤维”。竹纤维具有抗菌性和保健性的特殊性能。竹纤维中含有一种名为“竹琨”的抗菌物质，具有天然抗菌、防螨、防臭的药物特性，其抗紫外线性也极其优良，紫外线穿透率为0.6%。此外，竹纤维是一种可降解的纤维，是一种真正意义上的天然环保型、功能性绿色纤维。

但在织造过程中，由于竹纤维易吸湿、湿伸长大以及塑性变形大的特点，极易脆断。成衣制造中100%的竹纤维还没有很好地解决缩水性问题，手感与悬垂性也有待改善[2]。

1.3 醋酸纤维的特性及功能

醋酸长丝在化学纤维中最酷似真丝，光泽优雅、染色鲜艳、染色牢度强，手感柔软滑爽、质地轻，回潮率低、弹性好、不易起皱，具有良好的悬垂性、热塑性、尺寸稳定性，可以广泛地用来做服装里子料、闲暇装、睡衣、内衣等。

醋酸纤维在湿态下的强度损失较大，剩余强度约为干强的70%，和粘胶的湿态强度差不多。因此，在醋酸纤维拉伸和湿加工时一定要采取温和的方式。但是醋酸纤维的断裂伸长和粘胶相比要高，湿态下伸长更大，因此，弹性相对较好，类似于蚕丝、羊毛。醋酸纤维沸水收缩率较低，但是高温处理会对纤维的强力和光泽等性能造成影响，因此温度不宜超过85℃。

2 混纺纱的研发

本文尝试开发支数为60/3Nm的针织纱，混纺比例为：粘胶纤维33%；竹纤维33%；醋酸长丝34%。

2.1 主要工艺路线

混条—头针—二针—三针—四针—粗纱—细纱—络筒—并纱—倍捻—绞杀—染色—倒绞—织片—检验。

2.2 主要技术指标

混纺纱主要指标见表1。

表1中物理指标除细节较高、毛粒偏多以外，其余均达到质量计划目标和要求；从织片结果来看，条干不匀率为一等；纱线综合质量指标评等为一等品，符合产品质量要求。

2.3 成本预算

粘胶纤维成本=原料单价×混纺比例×投入数量=20×33%×20=132元；

竹纤维成本=原料单价×混纺比例×投入数量=40×33%×20=264元；

醋酸长丝成本=原料单价×混纺比例×投入数量=36×34%×20=244.8元；

纺纱制成率=产出数量÷投入数量=54.6÷60=91%；

纺纱费用=每公斤纺纱费用×产出数量=35×54.6=1911元；

费用合计=原料成本+纺纱费用=（132+264+244.8）+1911=2551.8元；

纱线成本=费用合计÷产出数量=2551.8÷54.6=46.7元/公斤。

注：1）成本预算数据中，重量为公定重量，价格均为无税价。2）纺纱费用是以公司考核车间的产量工资折算工人平均小时工资，乘以新产品占用的生产时间，来计算新产品开发的生产费用。3）纱线成本仅以本白色为准。

3 结论

此次研发的60/3Nm粘胶/竹纤维/醋酸长丝混纺纱，条干均匀，纱疵少，手感光滑、透气。长短纤维结合纺纱，可以充分发挥粘胶纤维、竹纤维的光泽亮丽、手感滑爽、透气性好等优良特性；加入醋酸长丝可以使纱线更加光洁，并增加织物的抗起球性能。用其加工的成衣服用性和悬垂性十分出色，提升了产品品质、产品档次、产品的附加值。适合于加工春、夏季针织产品和精纺薄型面料。

参考文献：

[1]马顺彬，吴佩云. 竹浆纤维与粘胶纤维的鉴别与测定[J].毛纺科技，2010,(1)：38.

篇3

时尚的定义

欲了解科技与时尚的关系．首先我们要知道什么是时尚?时尚虽然是我们听得如雷贯耳的一个词，但究竟什么是时尚，也许你会发现并不是那么容易能解释出时尚的本质。时尚是指一个时期内社会上或某一群体中广为流传的生活方式。它通过社会成员对某一事物的崇尚和追求达到身心等多方面的满足。它是人们在一定时期内对审美的一种心理趋同。时尚的流行具有新奇性、短暂性、趋同性和周期性的特点。时尚表现在生活的各个领域，在服装领域则表现得更为显而易见。

从上面对时尚的定义可以看出，时尚是人们对美好事物的心理认同，是一个心理物理量，它是我们所看不到摸不着的东西。然而时尚的表现需要物化，需要有载体来传达时尚，需要把无形的东西用有形的东西来传达。人们对服装的心理审美趋同或者说是服装的时尚自然要以服装本身为载体，物化到服装自身这个看得见摸得着的有形的实体上。

我们都知道，服装是由色彩、款式、面料、技术等4个方面的要素构成，那么服装对时尚的传达也体现在色彩、款式、面料、技术4个维度上，而在这4个方面对时尚的传达都需要科技作为支撑因素。

纺织品色彩与科技

首先说色彩，色彩是服装构成的一个最基本因素，对大多数设计师来说就是在设计服装时首先要考虑的因素。人们对一件物品的认知，最直接的途径是通过视觉，而色彩又是第一刺激人的视觉的东西。国外有一种理论叫“七秒钟色彩”可以解释这个问题。这个理论是说对一个人的认识乃至对一件商品的认识，可以在7秒钟之内以色彩的形状留在人们的印象里。因此来说，色彩是体现并传达服饰时尚的最直接最快捷的因素。服饰之所以能呈现出缤纷的色彩，染整技术的发展功不可没。以电子计算机为主体的现代控制技术已无所不在地渗透到纺织印染加工各个领域，印染过程已普遍采用自动化、电脑程序控制，利用各种高新技术加强工艺过程的监察和先进的辅助生产手段(如电脑测配色、电脑分色制版、无版喷射印花等)。还有国际无水光学染整技术、当前已投入商业化应用的全彩色无版喷射印花体系、应用在牛仔服装上的成衣“形状记忆”整理等技术的发展，都为服装的时尚增添了缤纷的色彩。

服装款式设计与科技

服装的款式同样是对时尚传达的一个重要载体，服饰时尚流行在款式上的变化也是除色彩之外最直观的一个因素。现代计算机技术的发展为设计师们在服装款式设计上提供了更大的便利，目前已有不少机构开发出立体时装款式设计软件系统，包括针织和梭织服装以及面科和款式的设计，可将现有的面料即刻做成一件真正的时装并有三维立体效果，有的系统不仅具有服装款式系列的设计与管理功能，还具有自动动画展示设计款式的功能，能使服装款式的设计效果更直观地层现。这些款式设计系统的应用实际上是加速了设计师的构思向有形实体的转化，也为设计师创造出更好的服装设计作品起到了积极的作用，让更多的优秀的设计作品奉献出来，更好地层示时尚、传达时尚。从这个角度来看，服装款式对时尚的传达是和现代科学技术的发展分不开的。

纺织面料与科技

服装面科与科技的联系可以说是最明显的了，新纤维新面料在每季各大品牌的服装新品中总是常见常新、层出不穷。新型面科基于其前所未有的新奇性、良好的物理性能和穿着的舒适度，在服装上的应用总是能够迎合人们对新事物的好奇和兴趣而引起人们普遍的推崇和青睐，从而也成为时尚的焦点。比如说在2005年11月，一种使用竹纤维制作的新型商务西服在日本上市，受到市场的广泛关注。这种西服皮肤触感非常柔软，十分透气，并且吸水性强，使人感到凉爽，上市后便受到职场人士的普遍欢迎而成为时尚。上个世纪70年代，日本成功研制出一种有别于天然纤维和化学纤维的新型纤维――含有牛奶蛋白氨基酸分子的合成纤维，被称为“牛奶纤维”。这种牛奶蛋白纤维是提炼自牛乳中的材料与高科技相结合，既保留原有的纤维特性，更可提升布料的功能和品质，它既有丝质般的手感可做高档内衣，又垂坠飘逸可制咸贴身优雅的晚装及流行时装。而且，它的特殊性能在面料及服饰上显示出真实、瑰丽及持久的颜色，牛奶纤维与染料的亲和性使颜色格外亮丽生动。还有一种纤维是大豆纤维，也是一种新型环保生态纤维。这种天然生态纤维虽然目前还没有得到广泛的应用，但它以其独特的性能必将成为时尚的热点。从这些例子中我们不难看出服饰的时尚离不开新型面科的不断更新，而这又离不开科技的进步。

服装生产加工与科技

上面我们说了服装色彩、款式和面科都传达着服装的时尚，那么服装的生产加工就是将上面3个因素进行整合成一个服装实体后将3个维度上的时尚融合的过程，服装生产技术则在这个过程中发挥了举足轻重的作用。随着科技的不断进步．现代服装生产新技术如雨后春笋般不断涌现。计算机服装设计与制造(CAD／CAM)技术的应用，缝纫设备高速化、系列化、自动化，柔性缝制加工系统(FMS)的应用，服装企业信息管理系统(MIS)的应用，这一切都在加速着时尚的进程。服装生产加工新技术的本身也会成为一个服装时尚的因素，有一个例子很明显。2004年10月，雅戈尔推出了国内第一款纳米VP免熨衬衫，受到市场的普遍关注。雅戈尔通过运用无树脂最纯形式交联技术的理论，用微电脑精确控制的蒸汽喷雾来处理衣服，使化学助剂分布所有的地方，达到快速加热和有效控温的抗皱效果。正是经过这种特殊处理后，这种衬衫不会轻易沾上水和油污且不会起皱，受到市场的普遍欢迎，并成为时尚而被追求高品质产品的消费者推崇备至。由此可见，服装生产技术的进步同样诠释和传达着服饰的时尚。

时尚的提升需要科技的助推

人们对时尚的追求往往体现出一种否定之否定的螺旋上升的模式。纵观服装流行的发展历程，我们可以看出时尚流行的元素似乎是具有一定的周期性，

是一种轮回。我们可以注意到流行女装中裙子长了又短短了又长，鞋跟高了又低低了又高，粗了又细细了又粗，流行色彩是暖色变冷色、冷色变暖色，简洁变繁琐、繁琐又变简洁。流行时尚如此反复，似乎是一种循环、一种回归．但这绝对不是简单的轮回反复．这是一种螺旋的上升，是对事物的否定之否定，是事物发展的普遍规律。

服装的时尚流行也是如此，不同的时尚元素随着时间的推移会轮回出现，但此次所流行的时尚元素决不是以往流行的简单再现，而是又上升到了一个新的平台。一个很简单的例子可见一斑：在纺织工业化时代之前，人们把棉花纺成纱，自己手工织成布做成衣服，面科主要来自这种对天然纤维的简单加工；后来随着化学工业和纺织工业的发展，人们可以用石油等工业原料来合成纤维，化纤的出现使纺织的工业化生产成为可能，是对原来天然纤维简单加工的一次否定；如今，随着对健康环保的关注，人们又摈弃了化纤面料的服装，天然纤维的纯棉纯毛蚕丝等备受推崇，天然彩棉成为时尚，这样人们对化纤又是一次否定，而又重新回归到天然纤维，但这和过去将棉花手工纺纱织布的时代已经是天壤之别。之所以会提升到一个新的平台，是因为两次否定并非是全盘的否定，而是包含有肯定因素的否定，用黑格尔的话说叫“扬弃”，比如对化纤的否定中实际上肯定了化纤时代的工业化、纺织工艺和染整技术等而仅对纤维原料的来源等不利因素进行了否定，从而实现了螺旋上升。

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关键词:工程用合成纤维;性能;标准体系

自20世纪70年代初以来,国际土木工程界与建筑业通过一系列工程实践已确认,在混凝土中掺入适量抗碱性好、均匀分布的工程纤维,有助于克服混凝土的某些缺点、提高混凝土工程的质量和耐久性。目前应用最为广泛的是合成纤维。

1工程用合成纤维概述

工程用合成纤维是一种细而长的聚合物材料,其长径比一般在100以上,并且具有一定的抗拉强度、弹性模量和极限伸长率。

工程用合成纤维按材质分类常见的有:聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维等。

1.1聚丙烯纤维

聚丙烯纤维是由丙烯聚合成等规度97%～98%聚丙烯树脂后经熔融挤压法制成的纤维。聚丙烯纤维是当今在全世界混凝土工程中用量最大、使用范围最广的合成纤维。这是由于聚丙烯纤维优良的物理机械性能和优异的耐酸、耐碱等化学稳定性,且原料来源广、制作技术不复杂、价格相对较低。

聚丙烯纤维常见品种按所用原料与纤维的尺度可分为两类,一类是用等规聚丙烯制成的尺度较小的纤维,可称之为“聚丙烯细纤维”;另一类是用改性聚丙烯或聚丙烯与聚乙烯的共聚物制成的尺度较大的纤维,可称之为“聚烯烃粗纤维”。这两类纤维在混凝土中所起的作用不同,各有侧重。为了使混凝土的性能达到全面增强的效果,近年来在国外某些混凝土工程中已同时掺入聚丙烯纤维与聚烯烃粗纤维。

1.1.1聚丙烯细纤维

按其形态可分为聚丙烯束状单丝纤维和聚丙烯膜裂网状纤维。

聚丙烯束状单丝纤维的直径较小,直径一般不大于50μm,长度一般不大于20mm,是由等规聚丙烯熔融后经若干个喷丝孔直接拉丝制成的。纤维截面呈圆形或异形,若干根单丝经拉伸、定型并短切至一定长度后成为纤维束。纤维束在与混凝土拌和过程中可分离成单丝。

聚丙烯膜裂网状纤维单丝当量直径一般为68μm～97μm,长度一般不大于15 mm～38mm,由等规聚丙烯熔体经挤出机拉制成为薄膜,再经高温下高倍拉伸以提高聚丙烯纤维的定向性并降低薄膜的厚度,然后使薄膜经针辊穿刺成为网状并切短成为一定长度的纤维束,纤维的截面呈矩形。在与混凝土拌和过程中,纤维束可分裂成为单丝。

聚丙烯细纤维主要在混凝土的塑性阶段起着阻裂作用,减少和抑制混凝土的塑性沉降裂缝;在硬化混凝土中起着被动防火作用,防止混凝土在火灾中发生爆裂。

1.1.2聚烯烃粗纤维

聚烯烃粗纤维的直径大于0.1mm,长度大于30mm。多数聚烯烃粗纤维的断面为矩形,少数为异形。为增强纤维与混凝土的黏结,纤维表面经特殊的压痕、糙化处理,或使纤维具有波状外形。目前聚烯烃粗纤维有像剪切钢纤维一样的单丝纤维,也有由膜裂网状纤维与非膜裂单丝纤维相互缠绕成的螺旋形纤维束。

聚烯烃粗纤维与聚丙烯细纤维相比较,因纤维粗长、弹性模量高,尤其是纤维与混凝土的界面黏结强度很高,可承接混凝土所传递的负载并显著减缓混凝土裂缝的扩展,能使混凝土在出现裂缝后仍然具有一定的承载与变形能力、吸收较多的能量,因而可显著提高混凝土的韧性,并相应提高混凝土的抗冲击性与抗疲劳性。

聚烯烃纤维主要适用于:1)工业与民用建筑的抗裂,防渗砂浆;2)抗裂防渗要求较高的地下室和地下工程,海堤水坝等盐水工程 ;3)各种预制混凝土产品;4)高速公路、桥梁、隧道、机场跑道等混凝土;5)对耐碱和化学腐蚀要求较高的化工厂等 [1] 。

1.2聚丙烯腈纤维

聚丙烯腈纤维又称腈纶纤维,通常指含丙烯腈在85%以上的丙烯腈共聚物或均聚物纤维。

人们在长期的工作中发现长期暴露于石棉下易患肺癌,对人体造成伤害,因此,人们开始寻找石棉在工程领域的替代物,通过研究发现聚丙烯腈纤维作为一种添加剂少量掺入水泥混凝土中可提高其使用性能。聚丙烯腈纤维做水泥、混凝土制品和路面用沥青混凝土中的增强材料,比聚丙烯纤维有更高的抗拉强度,更好的抗紫外线能力和耐高温耐严寒能力。

聚丙烯腈纤维在水泥混凝土和沥青混凝土中起着不同的作用。聚丙烯腈纤维用于水泥混凝土时:有效提高水泥混凝土的抗裂能力;提高水泥混凝土的抗渗性和抗冻性,增加耐久性纤维,大大减少混凝土中毛细孔的尺度和连通毛细孔的数量,有效提高水泥混凝土的抗冻性和抗渗性;降低混凝土的脆性,使已开裂的混凝土强度得到保障;提高混凝土的耐磨能力,抗拉强度和韧性;提高混凝土的抗冲击性、抗震、抗龟裂能力;大大提高混凝土的抗冻能力,有效提高耐久性。聚丙烯腈纤维用于沥青混凝土时:提高沥青混凝土合料的分散作用;在沥青混合物中起到加强筋作用;增加沥青混合物的含油率,提高黏结强度和稳定性;提高沥青混合物的韧性和抗低温能力;减少永久变形,提高防滑耐磨能力;减少温度对沥青路面的影响,提高沥青路面的水稳定性。

1.3聚乙烯醇纤维

聚乙烯醇纤维,完整的学名是“聚乙烯醇缩醛纤维”,又称维纶纤维。

因聚乙烯醇纤维的生产成本相对低于聚丙烯腈纤维,替代石棉掺入水泥制品中使用性能基本类同,所以很快就得到国际上的认同和使用。高强高模聚乙烯醇纤维作为增强纤维用于建筑用水泥制品,如:制作楞形瓦、屋顶彩瓦、装饰墙板、室内外轻质墙板、地板、地砖、室内吊顶、大口径下水道管、水管及接头等。

1.4聚酰胺纤维

聚酰胺纤维是由聚酰胺树脂经熔融纺丝制成的纤维。聚酰胺纤维常见产品有聚己二酸己二胺纤维(尼龙66)和聚己内酰胺纤维(尼龙6)。这两种聚酰胺纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维,在建筑业的应用主要是掺入砂浆混凝土中,用以阻止混凝土的早期开裂等。但由于这两种纤维的生产成本相对比较高,所以在国内外建筑业的应用量不是很大[2]。

1.5聚酯纤维

聚酯纤维是改性聚酯切片,经特殊工艺加工制成的短切纤维。一般建筑工程用聚酯纤维采用中速纺丝和高速拉伸变形的纺丝工艺,可以纺制55dtex～88dtex的变形丝。由此方法得到的聚酯纤维再经过特殊的亲油、抗电表面处理后,具有较高的抗拉强度和弹性模量以及良好的分散性能。而且聚酯纤维具有一定的亲油、亲水性能,所以聚酯纤维与沥青混凝土具有较好的握裹力。因此,聚酯纤维在沥青混凝土中得到了大量的应用。聚酯工程纤维还可提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能、抗拉、抗剪、抗冲击强度。同时改善沥青混凝土的水稳性,抗剥落性,耐磨性和耐久性,有效地抵抗反射裂缝的产生,从而大大地提高路面的质量,延长路面的使用寿命。聚酯纤维的熔点为255℃～260℃,在高温拌和和高温养护条件下性能仍然比较稳定。

聚酯工程纤维主要适用于: 沥青路面面层;旧沥青路面罩面;旧水泥路罩面;路面冷补、灌缝等;桥面铺装、收费站路面铺装等[3]。

2工程用合成纤维基本性能

随着工程用合成纤维在工程领域的大量应用,工程用合成纤维的性能对基体材料性能的影响越来越引起人们的关注。工程用合成纤维的性能直接影响着建筑材料的性能。工程用合成纤维最主要的使用性能是力学性能(强度、伸长率和模量),同时还要考虑在热/湿条件下的稳定性、在混凝土基体中好的分散性、与基体好的黏结性以及长时间的耐碱性。

2.1力学性能

工程用合成纤维在各种使用条件下所能表现出的强度和对抗破坏的能力是其力学性能的重要体现。建筑行业最为关注的、反映纤维力学性能的指标主要有抗拉强度、弹性模量、极限延伸率:

(1)抗拉强度:它是反映纤维材料在受拉伸直至断裂时其单位面积所能承受拉力的大小,常以Pa表示。

(2)弹性模量:系指纤维受拉伸时发生单位形变所需力的大小,建筑工程纤维中通常由负荷-伸长曲线中起始部分荷载随伸长变化最大时切线或割线的斜率得到的初始模量表示。纤维弹性模量所表征的是纤维所具有的刚性,纤维与混凝土基材的弹性模量比值越高,则受负荷的纤维所分担的应力也越大。

(3)极限延伸率:纤维的极限延伸率指纤维受力伸长至断裂时与纤维原长相减增加的长度,除以其原长得到的百分数。纤维的极限延伸率越大,则越有利于纤维增强混凝土复合材料韧性的提高。与混凝土基材相比,纤维极限延伸率至少要高一个数量级,但是纤维的极限延伸率不可过大,否则由于纤维与混凝土基材的过早脱离而影响纤维发挥增强作用。表1是常用工程用合成纤维的力学性能指标。

2.2化学稳定性

化学稳定性是指物质在化学因素作用下保持原有物理化学性质的能力。纤维的化学稳定性,是指纤维处于不同酸、碱条件下,以及接触有机溶剂等时所具的稳定性如何。作为工程用纤维,常用于掺入水泥基体中,由于硅酸盐水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,水化温度可达55℃～75℃,这种高温碱性条件要求工程用纤维具有一定的耐碱性。

工程纤维的化学稳定性在很大程度上决定了其应用范围。聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维等合成纤维本身没有或存在少部分与碱性物质发生反应的基团,故具有良好的耐碱性,掺入水泥基体中能保持良好的化学稳定性;聚酯纤维本身含有能与碱性物质发生反应的基团,在高碱性水泥基体中容易同基体发生反应,故不适合用于碱度较高的混凝土中。

2.3热性能

纤维的热性能是指纤维在经受不同温度时所具的稳定性,纤维的热性能与它本身的材质密切相关。纤维对高温作用的稳定性可以用纤维的物理机械性能的变化以及高聚物的化学变化来评价。表2是部分合成纤维的热性能。

表2中,聚丙烯的熔点一般在170℃左右,不能满足沥青拌和工艺,因此,在目前的道路施工作业条件下尚不能用于沥青路面。其他各种合成纤维的熔点基本在200℃以上,理论上具备使用的可能性。尽管聚丙烯腈的熔点在超过200℃后不明显,但是在200℃温度下纤维开始变成棕色,说明聚合体已经发生了热分解。聚乙烯醇的热分解也是在温度达200℃时发生,这些纤维在应用中会受到一定影响。在150℃条件下对各种纤维加热,观察纤维强度变化,结果表明:聚酯纤维受热1000 h,强度损失仅50%;聚己内酰胺纤维加热5 h就变黄,强度显著下降,收缩率增加;聚丙烯腈纤维加热150 h,强度也损失了50%以上。说明聚酯纤维的耐热性最好。

2.4分散性

工程纤维被掺入工程材料中主要起阻裂、增韧、增强的作用。为了达到更好的阻裂、增韧、增强的作用,工程纤维必须具有良好的分散性。工程纤维的分散性主要由两方面因素决定,一方面是机械搅拌,要想工程纤维在工程材料中具备良好的分散性需要机械搅拌充分。另一方面是纤维本身需要具备良好的分散性,即经过特殊的表面处理。只有两者相互结合,才能使工程纤维均匀地分散在基体中。

2.5纤维与基体界面的黏结性

纤维与基体的黏结性能是影响纤维效能的一个重要因素,影响到纤维对混凝土的增韧、增强和阻裂作用。为增进纤维与混凝土界面黏结,常见的方式有纤维沿长度方向异形或截面异形或表面经过特殊处理,以增加其与基体的亲和性、增大接触面积和握裹力。

2.6纤维的长径比

纤维混凝土的强度与纤维长径比有关。大的长径比有利于提高纤维与基体的界面平均黏结强度,故在固定纤维长度的前提下纤维越细越好。但是纤维太细会影响纤维在混凝土基体中的均匀分散,并且纤维在受力时也极易被拔断,对混凝土的延性增强不利。所以纤维的长度和直径的设计要综合考虑,选择最佳的长径比[2]。

3我国工程用合成纤维标准体系现状

3.1现有国家和行业标准介绍

我国在工程中使用合成纤维与发达国家相比虽然起步较晚,但发展很快。工程用合成纤维标准在总结国内外产品性能和使用经验、应用要求的基础上陆续制定。目前主要标准有: JT/T 525―2004《公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》;JT/T 534―2004《沥青路面用聚合物纤维》;GB/T 21120―2007《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》。

交通行业标准JT/T 525―2004《公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》规定了用于公路水泥混凝土防裂的聚丙烯单丝纤维、聚丙烯网状纤维和聚丙烯腈单丝纤维的技术要求和试验方法等。产品主要考核长度偏差、当量直径偏差、抗拉强度、弹性模量、断裂延伸率、抗碱能力、熔点、密度、外观质量等指标。

交通行业标准JT/T 534―2004《沥青路面用聚合物纤维》规定了用于沥青路面热拌沥青混合料中添加的聚合物纤维(聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维等)的技术要求和试验方法等。产品主要考核长度、直径、抗拉强度、断裂伸长率、耐热性、外观质量等指标。

2008年6月开始实施的国家标准GB/T 21120―2007《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》适用于在水泥混凝土和砂浆搅拌之前或拌制过程中加入的、能在混凝土中均匀分散、用以改善新拌混凝土和砂浆、硬化混凝土和砂浆性能的长度小于60mm的合成纤维。这是我国第一部工程用合成纤维国家标准,标准比较完整、科学地规定了包括水泥混凝土和砂浆用聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维(不包括聚酯纤维)的技术要求和试验方法等,包含了用于混凝土和砂浆的防裂抗裂的细合成纤维,还包含了用于混凝土增韧的粗合成纤维。标准不仅规定了合成纤维的性能指标(断裂强度、初始模量、断裂伸长率、耐碱性能),还规定了掺和成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标(分散性、裂缝降低系数、抗压强度、渗透高度比、透水压力比、韧性指数、抗冲击次数比)。标准规定的一些试验方法与行业标准相比详尽、可行,尤其是对关键力学指标(断裂强度、初始模量、断裂伸长率)、耐碱性能(1mol/L氢氧化钠溶液浸泡后纤维极限拉力保持率)的试验条件、溶液配制与标定方法、试验步骤及计算方法进行详细的规定,大大提高了测试结果的可比性和合理性。

3.2现行标准体系的不足和改进建议

(1)完整的工程用合成纤维标准体系有待建立

由于工程用合成纤维是近十年刚在我国建筑业应用的非纺织纤维,原有纺织用合成纤维产品标准和方法标准不能适应工程用合成纤维质量监管、验收和检测的需要。现行国家标准和行业标准不能覆盖所有种类和用途的产品,缺乏专用的检测方法标准,给工程用合成纤维的使用、质量监管、产品验收和质量检测带来困难。充分考虑工程用合成纤维特性和建筑工程业的设计要求,建立工程用合成纤维标准体系迫在眉睫。由于工程用合成纤维涉及到建筑、纤维等多领域,标准制修订应组织建筑工程设计、合成纤维生产、纤维检测、建材检测等领域专家合作进行。

(2)现行标准技术要求设置有待完善

现行标准技术要求设置存在不合理情况,表现在:

(a)一些指标的设置不合理。

如:行业标准对聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维设置了密度指标,但相同材质的纤维密度差别很小,即使存在小的差别对纤维的使用性能影响不大;热性能不用熔点而用耐热稳定性、抗热老化能力来考核更加科学合理;行业标准对聚丙烯腈纤维耐热稳定性规定的技术指标为“良好”,无法考核。行业标准规定的聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维抗碱能力要求“抗拉强力的保持率不小于99%”,过于严格,超出样品均匀性和试验误差造成的偏差,应与国标要求一致“抗拉强力保持率不小于95%”。

(b)指标设置不全面。

如:纤维分散性是工程用纤维重要性能之一,而现行行业标准没有设置这个指标项。

(c)指标设置规定单一,不能满足产品多样性需要。

为了满足产品多样性、工程设计、新产品开发需要,标准应允许规格、力学性能等指标在满足最低要求条件下,生产企业和使用单位根据生产技术和设计需要自行制定标称值,标准规定允许偏差用于质量验收。

(3)现行标准采用的检测方法有待改进

现行标准采用的检测方法大多引用纺织用纤维、塑料薄膜的检测方法,缺乏操作性;部分项目检测方法规定不详尽,测试结果的准确性、可比性差。

如:异形截面的单丝纤维,因截面不是圆形,不能采用GB/T 10685―2007《羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法》方法标准用投影显微镜直接测量出纤维的直径。膜裂网状纤维是不平整、不均匀的形态,GB/T 6672、 GB/T6673 方法标准是测量规则、平面形态的塑料薄膜和薄片厚度、长度、宽度的方法,用来测量计算当量直径,缺乏准确性。当量直径检测结果的准确性不仅影响规格测量的准确,更严重的是影响纤维截面面积,间接影响断裂强度结果的准确。

下面是我们在检验工作中对工程用合成纤维长度、当量直径等检测项目总结的一些检测方法,与大家探讨:

(a)长度

对于长度小于25mm的短纤维和膜裂网状纤维,可采用分度值1mm的钢板尺直接测量纤维长度,为避免因样品不匀造成的误差,测量数量至少25根;对于长度大于25mm的短纤维,可依据GB/T 14336―2008《化学纤维 短纤维长度试验方法》方法标准中束纤维中段称量法检测。

(b)当量直径

当单丝纤维截面为圆形时,纤维直径的测量可依据GB/T 10685―2007《羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法》方法标准,通过投影显微镜可以直接测量出纤维的直径。

对异形截面的单丝纤维,可以通过依据GB/T 14335―2008《化学纤维 短纤维线密度试验方法》方法标准中束纤维中段称量法测量纤维的线密度值来推导出纤维的当量直径 [4]。由公式(1)和公式(2)推导出当量直径计算公式,如公式(3)。

对膜裂网状纤维,应对由生产厂家提供的未经切断的同批长纤维进行测试。通过测量20根1m长度的长纤维的质量平均值g,根据纤维质量g与纤维的当量直径D、长度L、密度γ的关系,来推导出网状纤维的总的当量直径D,如公式(4)。然后测量相应网状纤维内单丝纤维的根数n,根据网状纤维总的截面积与n根单丝纤维截面积之和相等,如公式(5),推导出网状纤维的单丝当量直径d,如公式(6)。

4结束语

鉴于工程用合成纤维越来越广泛应用于建筑工程领域,其质量直接影响着建筑材料的性能,影响工程质量。建立并完善用于满足工程用合成纤维生产、产品质量监督、产品质量验收的包含各种材质、各用途的工程用合成纤维产品标准和检测方法标准的标准体系是当务之急。

参考文献:

[1]沈荣熹,史小兴.聚烯烃纤维在混凝土中应用的进展[J].新型建筑材料,2008(10).

[2]史小兴,金剑.建筑工程纤维应用技术[M].北京:化学工业出版社,2008.

[3]林菘,倪江宁,王鸣义.聚酯纤维在沥青混凝土中的应用[J].合成纤维工业,2005(3):43-45.

篇5

关键词： 制造业；结构转型；经济效益；技术效率；规模效率；全要素生产率

中图分类号： F061.5 文献标识码： A 文章编号： 1000176X（2014）03002308

一、引 言

制造业是我国国民经济的支柱产业，从20世纪90年代末开始，我国制造业进入结构调整和产业升级的新时期。我国学者在借鉴西方产业结构研究理论的基础上，对制造业结构变动问题进行了研究。李小平和卢现祥[1] 使用扩展的Shift-Share方法检验了我国制造业在1985―2003年的结构变动与生产率增长的关系。周达[2] 从理论上分析了进出口结构与制造业结构变动之间的关系，利用1981―2005年的数据对商品进出口结构“反映”制造业结构变动问题进行了实证分析，得出我国制造业结构变动失调的结论。高拴平[3] 通过对1992―2002年间西部地区制造业产业数据的研究分析认为，西部地区制造业结构变动程度大，与其产出增长较为协调但总体上技术水平不高。杜平[4] 对2000―2005年沪苏浙闽鲁粤六省市制造业结构变动进行了对比分析。张建升等[5] 采用1993―2003年的数据分析了重庆市制造业结构变动情况，发现重庆市制造业结构变动程度大，但与产出增长不协调。杨大楷和范飞龙[6] 基于我国制造业1995―2001年的数据，实证研究了我国制造业的结构调整与经济效益提升的问题，认为资本技术密集型制造业已成为主力，但我国制造业经济效益的提升滞后于产业转型。程翠凤[7] 研究了1999―2010年间江苏制造业的结构变化和2010年江苏制造业的行业效益，认为江苏制造业经济效益的提升总体上与产业结构的转型升级同步。

以上学者的研究结果为本文提供了有益的借鉴，总体来说，有关我国制造业产业结构调整的研究成果主要集中于产业结构变化机理和制造业结构变动趋势分析方面，较少涉及制造业产业结构转型与其经济效益的关系，本文尝试对此问题展开深入研究。 近几年来，我国制造业发展迅速，产业转型的同时经济效益是否得到了改善与提升？随着新一轮国际产业转移和分工的发展，我国制造业又处于转型发展的关键时刻，面对国际市场上激烈的竞争环境，制造业投入巨大而产出不高、生产效率低下和资源浪费严重等问题，对制造业的可持续发展提出了严峻的挑战，有关制造业经济效益与可持续增长方式等问题已引起了政府有关部门和国内外学者的关注。

二、我国制造业经济效益经验分析

（一）样本行业与数据来源

考虑到废弃资源和废旧材料回收加工业一直以来规模较小，故研究中剔除此行业， 共选取29个行业作为研究样本，以2008―2011年作为研究的时间区间，

《中国统计年鉴2013》没有统计与提供2012年制造业各行业的从业人员数，由于劳动生产率是经济效益评价的一个重要指标，故分析的时间区间没有延伸至2012年。 考虑到统计数据口径问题，评价指标均采用相对指标，数据均来自《中国统计年鉴》。

（二）评价指标

根据国家统计局确定的工业经济效益评价指标及综合考虑其他因素，最终选取11个指标对我国制造业的经济效益状况进行评价。现行的资本保值增值率指标的计算公式并不科学，本了适当调整；考虑到劳动生产率是评价经济效益的一项极其重要的指标，但《中国统计年鉴》（2009―2012年）并没有统计与提供制造业分行业的工业增加值，所以本文用工业总产值代替工业增加值。 表1为这些指标的名称和具体计算方法。

在选取的11个指标中，只有资产负债率为适度指标，其余均为正向指标，因此，笔者对资产负债率这个适度指标进行正向化处理。 由于经济效益评价具有多维特征，指标权重将直接影响到评价结果，能客观赋权的主因子分析法（Principal Factor Analysis，简称PFA）在这里不失为一种较理想的建模方法。在进行初步的因子分析时，笔者发现资产负债率、产品销售率和主营业务收入增长率这三个指标的变量依赖度小于0.5（Tabachnica和Fidell认为当变量对公因子的依赖度达50%以上时，是较理想的情况），KMO值为0.650；3个公因子总方差贡献率为76.637%，且不好解释。因此，本文通过对指标的调整，最终选取了总资产贡献率、流动资产周转率、成本费用利润率、资本保值增值率、全员劳动生产率、产值利税率、销售利税率、资金利税率、净资产收益率、总资产周转率和利润增长率等11个评价指标。

（三）经验分析

1.因子分析法的适用性分析

一组变量是否适合采用主因子分析法，主要与变量之间的相关性有关。Bartlett球形检验可用来检验变量之间是否具有显著的相关关系，显著的球形检验表明变量适合采用因子分析。另外，还可以通过检验净相关矩阵的方法进行判断。取样适切性量数（MSA）为所有相关系数与净相关系数之比，MSA值越大表明变量之间的相关性越高，越适合进行因子分析。各观测变量MSA的平均数称为KMO统计量，KMO越大表明变量越适合进行因子分析。根据Kaiser（1974）的观点：如果KMO值小于0.500时，则不宜进行因子分析，大于0.600时，适合进行因子分析。KMO值越大，越适合做因子分析。据此本文对我国制造业经济效益的评价指标数据进行了KMO和Bartlett球形检验：KMO统计量的值为0.667，大于0.600；Bartlett球形检验的近似卡方值为3.380E3，达到0.050的显著性水平。综合KMO统计量和Bartlett球形检验，不难发现研究样本中的评价指标完全适合做主因子分析。

1.公因子及其经济意义分析

Kaiser认为应以特征值大于1 （即公因子的方差至少要等于单一观测变量的标准化方差） 为标准来确定公因子的数量，根据这一标准，本文提取到3个对应的特征根大于1的公因子，3个公因子已经可以解释原始观测变量92.011%的方差。因此，我们选取的11项评价指标最终可综合为3个公因子。原始变量与公因子间的关系可用因子载荷表示，因子载荷量是公因子命名的重要依据，本文先采用偏回归系数计算模式矩阵中的因子载荷。由于未经旋转前的模式矩阵中的因子载荷量，有时会出现一个变量同时与多个公因子密切相关的情况，这样就不利于对公因子进行命名与解释。因此，我们将模式矩阵中所提取出的公因子进行转轴处理，以便使各公因子都能反映出特定的意义。由于选取的各项评价指标具有相关性，因此在转轴处理时本文采用了允许公因子之间具有一定共变的斜交转轴法[8] ，进行直接斜交转轴后所得到的结构矩阵如表1所示。

结构矩阵可反映因子与观测变量之间的关系，从而可以进行因子命名[8] 。根据斜交旋轴后的结构矩阵可以看出，第一主因子F1在资金利税率、总资产贡献率、产值利税率、销售利税率、成本费用利润率和全员劳动生产率这六个指标上的因子载荷较大，由于这六个变量是从资源利用效率和利润创造能力方面反映产业的效益水平，因此，可以将其概括为单位产出实力因子。第二个主因子F2在净资产收益率、资本保值增值率和利润增长率指标上的因子载荷突出地大于其他指标，可将这三个变量概括为成长性因子，主要考察产业的发展能力。第三个主因子F3在流动资产周转率和总资产周转率指标上的载荷较大，这两个变量可以概括为流动性因子，主要衡量产业的资金营运能力和资金使用效率。这三个公因子的方差贡献率分别为48.106%、25.593%和18.312%，所以我国制造业经济效益评价体系中各主因子的相对重要性由高到低排序依次为：产出性指标、成长性指标和流动性指标。

2.评价结果及其分析

根据对我国制造业经济效益数据的因子分析，本文计算得出了各行业产出性、成长性和流动性3个公因子的得分，之后再利用3个主因子的方差贡献率进行线性加权求和得到行业效益的综合得分（用F表示），如表2所示 表3为我国制造业29个行业3个公因子的得分、综合评价得分及其排名情况表 。

从表2可以看出，我国制造业经济效益呈现以下特点：

（1）资本技术密集型行业的经济效益水平远远低于资源加工、劳动密集型行业。分析发现，综合效益前十强全部为资源加工、劳动密集型；在3个主因子上，资本技术密集型行业不仅进入前五强或前十强的行业数量较少，而且得分不高排名比较靠后；资源劳动密集型行业均分为0.370，资本技术密集型行业均分为-0.130。若假设排名第一得29分，排名第二得28分……，本文分别计算了资源劳动密集型和资本技术密集型这两类行业的均分，分别为18.410分和10.170分。可见，资源劳动密集型行业的经济效益水平远远高于资本技术密集型行业。仔细研究还发现，技术密集型制造业总体效益最差，资本密集型次之，资源加工型制造业经济效益最好。

（2）带动升级的支柱产业的经济效益欠佳。研究发现，综合效益前五强的行业在制造业总产值中累计占比仅为11.33%，排名前10位的行业在总产值中累计占比为21.97%，经济效益较好的产业在制造业总产值中占比较低，而带动我国制造业产业结构转型的支柱产业的经济效益很差。黑色金属冶炼及压延加工业、通信设备业、计算机及其他电子设备制造业是带动我国制造业结构调整和产业升级的领头军 （黑金冶压产值比重从1999年的6.52%上升为2008年的10.16%，上升了3.64%；电通设备的产值比重在1998―2003年5年间上升了4.09%，） ，但黑色金属冶炼及压延加工业综合效益排名竟为倒数第一位；通信设备、计算机及其他电子设备制造业综合效益竟位列倒数第二位。可见， 黑色金属冶炼及压延加工业和通信设备、计算机及其他电子设备制造业 这两个最重要的支柱产业的经济效益与其在带动我国制造业产业结构转型升级中的作用和地位极不相称。

资本技术密集型制造业已经成为我国制造业的主力，但上述经验研究表明，资本技术密集型制造业的经济效益水平却落后于资源劳动密集型制造业，资本技术密集型制造业经济效益的提升滞后于我国制造业产业结构的转型升级，显然，这样的产业发展战略是不利于我国制造业整体竞争优势的提升的。在我国制造业内部产业结构调整升级进程中，一个亟待思考的问题就是究竟是什么因素制约了资本技术密集型行业的经济效益？是产品附加值低还是企业管理能力、生产决策能力差抑或是技术进步因素造成的呢？

三、制造业相对效率比较分析

本部分以规模以上制造业29个行业为研究对象，通过对效益评价的各种投入、产出指标的筛选与规范，采用数据包络分析方法，测算29个制造业行业的技术效率和规模效率，并测算制造业全要素生产率增长及其变动，从技术―效率―规模路径全面反映我国制造业相对效率及其全要素生产率（TFP）变化情况，在此基础上，剖析资金技术密集型制造业的经济效益落后于资源劳动密集型制造业的原因，找到提高我国制造业经济效益的发展模式和措施，为我国制造业的全面发展和优化升级及为实现“制造业强国”战略目标提供一些有价值的政策启示。

图1 1999―2011年行业结构变动拆线图

（一）指标选取及数据说明

由于《中国统计年鉴》对全国规模以上工业企业统计范围1998―2006年为全部国有及年主营业务收入在500万元及以上非国有工业企业；2007―2010年为年主营业务收入在500万元及以上的工业企业；2011年及以后年份为年主营业务收入在2 000万元及以上的工业企业， 为保持统计数据口径一致，本文分析的时间区间为2007―2010年。关于制造业效率评价指标，大多数研究文献主要选取工业总产值作为产出，以资本和劳动力作为投入，忽视了其他投入变量，如企业单位数、资源投入等[9] ；有的文献产出指标中包含产品销售收入，但销售收入按何指数进行平减文中并没有交待。由于不同学者所选指标和数据处理等存在差异，使得即使采用同样的研究方法也难以得出比较一致的结论。

1.产出指标

产出指标考虑到不同年份的价格平减问题选取工业总产值，本文将以当年价格表示的工业总产值采用各行业工业品出厂价格指数折算成以2007年表示的不变价。

2.投入指标

（4）能源投入。反映行业能源消费状况，用行业能源消耗总量（折算为万吨标准煤）表示。

上述投入、产出指标数据来自2008―2011年的《中国统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》各相关年份数据。

（二） 资本技术密集型和资源劳动密集型 各行业相对生产效率分析

根据投入产出指标数据，本文首先用数据包络分析法中的C2R模型计算出29个行业的综合效率，之后针对生产可能集中的锥性假设不成立，采用BC2模型计算出样本行业的纯技术效率，由纯技术效率和综合效率再计算出各行业的规模效率[10-11-12] ，计算结果如表3所示。

从表3不难看出，2007―2010年，资本技术密集型和资源劳动密集型行业的生产效率值均表现为不稳定的波动态势[13] 。资本技术密集型制造业中的石油加工及炼焦业、黑色金属冶炼及压延加工业、电气机械及器材制造业、通信设备及计算机制造业等4个行业近四年来技术效率保持为1.000，每年都处于生产的相对前沿面上[14] ，有色金属冶炼及压延加工业和交通设备制造业在2009―2010年技术效率也达到了1.000。只有医药制造业、化学纤维制造业和专用设备制造业等3个行业技术效率较低。与此相比较，资源劳动密集型行业中的烟草加工业、皮革皮毛业、家具制造业和文教体育制造业等4个行业技术效率也达到了1.000，而食品制造业、饮料制造业、纺织工业、木材加工及木竹藤棕草制品业、造纸及纸制品业、印刷业和记录媒介的复制业、橡胶制品业、塑料制品业和非金属矿物制品业等行业的技术效率低于全行业平均水平。资本技术密集型行业中，技术效率较高的行业主要集中在我国垄断程度较高的产业和电子电气产业中；而资源劳动密集型行业中，技术效率较高的行业主要集中在进入壁垒较高的烟草业和具有比较优势的劳动密集型行业中。此外，本文计算了资本密集型、技术密集型、劳动密集型和资源加工型行业技术效率的均值，发现资本密集型行业技术效率最高，技术密集型次之，资源加工型最差。可以看出，资本技术密集型行业的技术效率水平高于资源劳动密集型行业。

从规模效率看，资源劳动密集型制造业中的食品制造业、饮料制造业、烟草加工业、纺织工业和皮革毛皮业等5个行业的规模效率较高，基本上每年都处于相对前沿面上，服装鞋帽业、塑料制品业和金属制品业的规模效率也较高。只有印刷记录业和文教体育用品业的技术效率较低。与此形成对比的是，资本技术密集型行业中只有电气机械及器材制造业这1个行业具有较高的规模效率，在2007―2010年间基本上都处于生产的相对前沿面上，而黑色金属冶炼及压延加工业、化学原料及制品业、有色金属冶炼及压延加工业和交通运输设备制造业等行业均由于行业规模过小造成规模效率在平均水平以下，揭示这些行业相对于产出而言各种投入要素利用的规模不足，资本、劳动力和能源等生产要素以较高的投入却未能产生规模经济，表明这些行业仍缺乏较大规模的企业集团，产业集中度不高，能带来竞争优势的产业集聚效应尚未体现，需要采取措施进一步加大投资力度，扩大行业规模以提高规模效益。从行业均值来看，资源劳动密集型行业均值为0.916，而资本技术密集型行业均值为0.871；另外，本文分别计算了资本密集型、技术密集型、劳动密集型和资源加工型行业均值，分别为0.766、0.946、0.896和0.951，可见，资本技术密集型行业规模效率落后于资源劳动密集型行业主要是由资本密集型行业规模效率较差所致。从4年的均值趋势看，资本密集型制造业的技术效率一直处于上升格局，但与此相反的是规模效率却一直处于递减状态，并且有加速下降趋势，技术密集型行业的规模效率亦呈现出明显的递减态势。由此可见，改善与提高资本技术密集型制造业的规模效率，实现行业规模经济已迫在眉睫。

此外，我们发现技术效率和规模效率同时达到有效的有两个行业，分别是烟草加工业和皮革皮毛业，在2007―2010年4年间，这两个行业技术效率和规模效率均一直保持为1.000，达到投入要素利用的最有效状态，是29个行业中生产状态相对最优的行业 ；前文经济效益评价中，烟草加工、皮革皮毛这两个行业经济效益分别位列第一与第四名就不足为奇了 。第一大支柱产业黑色金属冶炼及压延加工业技术效率遥遥领先，但规模效率却在所有行业中最差，该行业经济效益位列倒数第一与规模效率差有很大的直接关系。通信设备及计算机制造业、电气机械及器材制造业同样是支柱产业的这两个行业，在技术效率与规模效率上均接近于最优，这两个行业经济效益差可能是其他原因造成的，如原材料价格高、市场开拓能力差和产品附加值低等。

（三）资本技术密集型与资源劳动密集型行业全要素生产率测算与分析

为了比较资本技术密集型与资源劳动密集型行业全要素生产率（TFP）增长的差异，测度它们在各个行业中的全要素生产率变化， 在计算了2007―2010年资本技术密集型与资源劳动密集型行业在制造业全行业中的技术效率与规模效率的基础上， 本文利用相关数据计算了2007―2010年这两类行业的全要素生产率指数（Malmquist指数）并进行了分解[15] ，结果如表4所示。从表4中可以看出，资本技术密集型与资源劳动密集型行业在我国制造业中TFP的增长存在显著差异，并且影响TFP增长的因素与原因也不尽相同。

1.资本技术密集型行业

纵向来看，资本技术密集型行业的TFP平均增长率为1.9%，主要原因在于技术进步的贡献，其平均贡献率为4.3%，而在考察期间内，技术效率（综合效率）则出现了退步，平均增长率为-2.3%，与前述分析一致，技术效率的下降主要是由规模效率下滑引起的，尽管纯技术效率上升了0.4%，但规模效率下降幅度较大，下降了2.7%，技术效率的下滑在一定程度上抵消了技术进步对全要素生产率增长的贡献。在12个行业中，除了化学制品、有金冶压、通用设备和仪表办公4个行业全要素生产率的平均增长率为负值外，其余8个行业均为正值。在推动TFP增长的动因方面，除医药制造、专用设备和交通设备这三个行业的技术效率有所改善外，其余9个行业的技术效率是停滞不前或呈下降趋势，其全要素生产率的增长全部来自于技术进步做出的贡献。这说明在此期间，科学管理技术没有得到充分的利用，企业资源未能有效整合，应提升企业管理能力，执行正确的生产决策，确保技术效率逐步改善，从而促使企业绩效不断提高。此外，各个行业的全要素生产率增长速度存在着显著差异，全要素生产率增长速度大于资本技术密集型行业全要素生产率平均增长率（1.9%）的行业分别石油炼焦、医药制造、化学纤维、黑金冶压、专用设备、交通设备和电通设备，其TFP平均增长率分别为3.6%、6.0%、2.8%、5.9%、2%、5%和3.9%；而全要素生产率增长速度小于资本技术密集型行业全要素生产率平均增长率的行业有5个，分别为化学制品、有金冶压、通用设备、电气器材和仪表办公，其全要素生产率平均增长率分别为-0.4%、-4.3%、-2%、0.9%和-0.5%。

2.资源劳动密集型行业

从2007―2010年，资源劳动密集型行业TFP平均增长率为3.5%，主要是技术进步水平提高带来的结果，技术进步平均增长率为2.9%，技术效率也有贡献，但贡献率有限，技术效率平均增长率仅为0.6%，技术效率的停滞不前主要是由于资源加工型行业规模效率下降所致，这亦与前文分析吻合。在资源劳动密集型17个行业中，除农副食品、金属制品这两个行业外，其余15个行业的TFP均保持了正增长。有8个行业的全要素生产率增长速度大于行业平均增长率（3.5%），究其原因不难发现这是由技术进步与技术效率水平的不断提高共同推动的结果。当然不难看出，除木材加工、塑料制品外的6个行业均是技术进步对全要素生产率增长的贡献率大于技术效率对TFP的贡献。其中全要素生产率增长速度位列前五强的行业分别是烟草加工、印刷记录、家具制造、服装鞋帽和塑料制品，其全要素生产率分别增长了11.8%、7.3%、6.6%、4.9%和4.5%。与此形成对比的是，在全要素生产率增长速度小于行业平均增长水平的9个行业中，TFP的增长主要来自于技术进步水平的提高，除了纺织业、皮革皮毛、文教体育、工艺外，其余5个行业的技术效率都是下降的。资源劳动密集型行业中，增长率呈下降趋势或停滞不前的3个行业分别是农副食品（-2.6%）、金属制品（-2.5%）和食品制造（0.9%）。

综合上述分析，笔者认为无论是资本技术密集型行业与资源劳动密集型行业之间还是两类行业内部，各个行业的TFP增长率均存在一定差异，资本技术密集型行业中有1/3的行业全要素生产率呈现负增长，而资源劳动密集型行业则有九成左右的行业TFP得到不同程度的提升；在推动行业全要素生产率增长的动因上两类行业也存在着显著的差异，资本技术密集型行业比较重视新技术的引进和创新，但技术效率下降则是制约资本技术密集型行业TFP向更高幅度增长的主要原因，特别是近年来规模效率下降幅度比较大。因此，在未来的制造业产业结构调整中要十分重视资本技术密集型制造业的规模调整，整合资源，实现投入与产出的最优组合。

四、结 论

本文利用因子分析法和非参数的效率评价法对2007―2011年我国资本技术密集型制造业和资源劳动密集型制造业的经济效益及行业相对生产效率及其变动情况进行了分析，得出的基本结论如下：

从制造业各行业的经济效益测算结果来看，资本技术密集型行业的经济效益水平严重落后于资源劳动密集型行业，产业结构转型与经济效益提升并不同步，我国制造业产业发展战略不利于制造业整体竞争优势的提升。

从2007―2010年我国制造业各行业的相对生产效率指数来看，资本技术密集型行业的技术效率水平高于资源劳动密集型行业；但规模效率大大落后于资源劳动密集型行业，主要是因为资本密集型行业规模效率较差所致。

我国制造业中资本技术密集型行业和资源劳动密集型行业的Malmquist 指数总体上呈现上升态势， 两种类型的行业TFP的提高均是因重视新技术的引进与创新。通过对资本技术密集型和资源劳动密集型各个行业的TFP增长率及其构成变化的测算与分析， 发现我国资本技术密集型和资源劳动密集型两类行业的TFP增长具有较大的差异，资源劳动密集型行业的增长均衡要好于资本技术密集型行业。在我国资本技术密集型行业中除医药制造、专用设备和交通设备3个行业外，其余9个行业的技术效率均处于递减趋势且下降幅度较大。资源劳动密集型行业技术效率出现负增长的行业数目只有5个。因此，要提高我国制造业全要素生产率水平，需要着重提高资本技术密集型行业的技术效率水平，特别是规模效率水平。

我国制造业产业结构转型后，造成资本技术密集型行业的经济效益水平没有领先于资源劳动密集型行业，从生产效率的构成上分析，较高的企业管理决策能力及技术创新水平保证了资本技术密集型行业技术效率高于资源劳动密集型行业，但从2007―2010年规模效率的均值来看，前者的规模效率明显低于后者，特别是资本密集型行业规模效益最差。因而笔者认为，导致资本技术密集型行业经济效益水平落后于资源劳动密集型行业，与资本技术密集型行业较高的各种投入未能产生规模经济有很大的直接关系。

针对资本技术密集型行业平均技术效率呈现出负增长的情况，我们必须切实改善产业投入―产出比例失衡的现状，提高行业劳动者素质和技能，引进先进设备和先进工艺，改进企业的经营管理并深化改革，加强同行业间的分工协作以形成产业集聚效应，在促进资本技术密集型行业快速发展的同时，注重其增长质量的提升。此外，要注重现有技术的改进，继续加强企业生产技术创新，不断提高行业的技术创新能力，特别是企业自主研发能力，实现技术进步和技术效率的双向增长，从而推动资本技术密集型行业全要素生产率的提高。同时，要注意市场开拓，降低原材料成本，提高产品附加值。

资金技术密集型制造业已成为我国制造业的主力，并且是我国制造业未来进一步发展的重点方向，但是鉴于资金技术密集型制造业自身具有风险大、高投入、回收周期长和产品分工比较复杂细密的特点，未来对其规模调整要持慎重的态度。我们要充分利用我国劳动力成本低的比较优势，大力发展纺织服装鞋帽制造、皮革皮毛制品、家具制造和工艺品制造等生产效率高、经济效益好的劳动密集型产业。立足我国资源劳动密集型制造业现有优势，加快产业的设备和工艺更新，引进和充分利用新技术，提升资源劳动密集型产品的质量和档次，实现资源劳动密集型产业与产品的优化升级，增强产业与产品竞争力，发挥行业优势互补作用，为我国制造业进一步的结构调整增加资金积累。要通过资产重组，重点改组纺织工业、专用设备和化学纤维制造业；要控制黑色金属冶炼、化学工业等高投入、高消耗、高污染和加工度与经济效益低的重化工业的行业规模，重点进行结构调整、技术改造和发展深加工。

从长期来看， 我们应继续深化制造业产业结构调整和优化升级的力度，逐步提高高新技术行业在整个制造业中的占比，推动我国制造业资源配置效率的不断提升，完成我国制造业发展战略的全局性升级，最终促进制造业乃至整个国民经济的可持续健康发展。

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