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文章編號(hào):1005-6629(2010)10-0046-03 中圖分類號(hào):TA651 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:E
竹炭是近幾年剛剛興起并迅速掀起開發(fā)熱潮的產(chǎn)品,充分利用竹炭特性開發(fā)功能性竹炭纖維紡織用品對(duì)于提高我國(guó)紡織品在世界的競(jìng)爭(zhēng)力具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。同時(shí),竹炭是竹材資源利用的一個(gè)新突破,竹炭纖維具有“黑鉆石”的美譽(yù),被稱為“21世紀(jì)的環(huán)保新衛(wèi)士”。從日常所接觸的知識(shí),我們非常清楚,竹炭纖維制品已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療防護(hù)服飾、嬰幼兒及孕婦防護(hù)服、襪子、毛巾、高檔內(nèi)外衣面料、床上用品、窗簾、地毯、賓館及家庭裝飾織物、車及船的內(nèi)飾織物、空調(diào)過濾器、美容面膜等。
1竹炭的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展
竹炭的生產(chǎn)起始于20世紀(jì)90年代中期,它是竹材及其加工剩余物經(jīng)高溫?zé)峤獾漠a(chǎn)物,在國(guó)外進(jìn)行竹炭研究的主要是日本、韓國(guó)、印度尼西亞等國(guó)家。竹炭改性滌綸最早是日本研制開發(fā)出來的。2005年,日本自然科學(xué)雜志報(bào)道稱,日本生產(chǎn)出500噸的竹炭纖維,它的加工方法是第一步竹炭加工,然后簡(jiǎn)單地將竹纖維拉長(zhǎng)并與化纖、棉線等交織在一起[1]。
我國(guó)自1995年開始燒制竹炭,1997年初浙江省文照竹炭有限公司率先開發(fā)出了適合國(guó)際市場(chǎng)需求的作為紡織產(chǎn)品填充物的系列竹炭產(chǎn)品,而河南省新鄉(xiāng)白鷺化纖集團(tuán)是國(guó)內(nèi)最早見報(bào)道生產(chǎn)竹炭纖維的企業(yè),2003年該企業(yè)成功開發(fā)出了竹炭粘膠纖維[2]。同年,華東理工大學(xué)聯(lián)合上海華力索菲科技有限公司研發(fā)出一種將純天然的超細(xì)竹炭添加劑涂在滌綸、粘膠等纖維表面上的新技術(shù),這種天然植物添加劑移植到化纖中是一個(gè)新亮點(diǎn),也是納米技術(shù)與紡織結(jié)合的產(chǎn)物。將竹炭用于紡織是一項(xiàng)新技術(shù),竹炭及其纖維產(chǎn)品的生產(chǎn)迅速遍及我國(guó)多個(gè)省和地區(qū)。
2004年以來,中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也陸續(xù)報(bào)道有新型竹炭纖維問世。2005年,北京百泉化纖廠開發(fā)的竹炭磁性纖維,可以使人們?cè)谌嗽炜諝庳?fù)離子的小環(huán)境中,進(jìn)行“無痛磁性理療”,達(dá)到全天候保健的目的,是竹炭纖維工業(yè)的特大突破。而2006年,浙江上虞弘強(qiáng)彩色滌綸有限公司成功開發(fā)出多功能環(huán)保型竹炭改性滌綸[3],竹炭纖維工業(yè)正在迅猛發(fā)展之中。
2竹炭的組成與結(jié)構(gòu)
2.1竹炭的化學(xué)組成
竹炭來自于天然的竹子。工業(yè)上主要選擇南方生長(zhǎng)5年以上的毛竹為原料,經(jīng)高溫干燥碳化工藝處理后得到竹炭。竹炭纖維的分子結(jié)構(gòu)呈六角形,質(zhì)地堅(jiān)硬,細(xì)密多孔,竹炭的比表面為700 m2/g,相當(dāng)于一個(gè)籃球場(chǎng)的面積,是普通木炭的2―3倍。同時(shí),竹炭還含有豐富的礦物質(zhì),是普通木炭的5倍。
竹材炭化后得到的竹炭, 化學(xué)成分主要是纖維素、 半纖維素和木質(zhì)素, 分子式可表示為(C6H10O5)n,三者同屬高聚糖,總量占纖維干質(zhì)量的90%以上,其次是蛋白質(zhì)、脂肪、果膠、單寧、色素和灰份等,大多數(shù)存在于細(xì)胞內(nèi)腔內(nèi),直接或間接地參與其生理作用。竹材燃燒后的無機(jī)成分都留在灰份中,含量相對(duì)較多的有K+、Mg2+、Na+、Ca2+等無機(jī)離子,其含碳量為52.06~85.42 %,含H、O的比例隨燃燒的溫度不同而各有差異。纖維素是竹炭纖維中最主要的成分,由于生長(zhǎng)地域不同,纖維素的含量也不同,一般為40~53 %不等,明顯低于棉和麻纖維。半纖維素是由多種糖單元組成的復(fù)合聚糖的總稱,它是無定形物質(zhì),半纖維素的聚合度低,吸濕易潤(rùn)漲,是纖維之間和微細(xì)纖維之間的“粘合劑”和“填充劑”。
木質(zhì)素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵和碳―碳鍵聯(lián)結(jié)而成的芳香族高分子化合物,存在于胞間層和微細(xì)纖維之間。纖維素大分子的基本鏈節(jié)是β―葡萄糖剩基,相鄰的葡萄糖剩基轉(zhuǎn)過180°,彼此以1,4甙鍵相結(jié)合形成大分子。每個(gè)葡萄糖剩基上有三個(gè)羥基, 由于羥基的存在,決定了纖維素纖維比較耐堿而不耐酸, 而且具有一定的吸濕能力[4]。
2.2竹炭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
竹炭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,肉眼無法觀察到,若通過用顯微鏡觀察(見圖3和圖4所示),無論是橫向還是縱向截面,都體現(xiàn)出每一根竹炭纖維呈現(xiàn)出內(nèi)外貫穿的蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu),這為竹炭纖維的超強(qiáng)吸附能力提供了良好的基礎(chǔ)。在工業(yè)上,竹炭只是一個(gè)炭化后的竹子,通常需要提煉,才能得到可以拓展運(yùn)用的材料――竹炭纖維。
3 竹炭纖維的性能
3.1竹炭纖維的優(yōu)良性能
竹炭表面及內(nèi)部特殊的超細(xì)微孔結(jié)構(gòu)使其具有很強(qiáng)的吸附能力,竹炭吸附能力是木炭的5倍以上,除對(duì)人體異味、油煙味和粉塵具有吸收、分解異味和消臭的作用外,還有很多優(yōu)良的性能[5]。
(1) 超強(qiáng)的抗霉防霉性能;
(2) 能發(fā)射一定波長(zhǎng)的遠(yuǎn)紅外線,具有蓄熱保暖的功能;
(3)自動(dòng)吸濕和放水,迅速調(diào)整合適的濕度;
(4)防靜電和電磁輻射性能;
(5)吸附染色劑穩(wěn)定,不易褪色。
竹炭纖維還能使服裝外觀華貴、手感柔軟豐滿、光澤柔和耐磨性能優(yōu)良,是貼身紡織品的首選面料。
3.2竹炭纖維具有處理污水性能
竹炭纖維獨(dú)特的結(jié)構(gòu)可以用來處理生活污水和工業(yè)污水。大量研究表明,竹炭不僅對(duì)污水中的Cu、Hg、Mn、Ba等大多數(shù)有毒重金屬離子具有良好的吸附固定作用,還可以使用竹炭纖維做沉淀劑的載體,吸收污水中大量的含砷、磷、氮鹽類物質(zhì),同時(shí)竹炭纖維對(duì)水中有機(jī)物也具有一定的吸附作用。通過大量實(shí)驗(yàn)[6]表明:
(1)向富營(yíng)養(yǎng)化湖水投加富含竹炭纖維的優(yōu)勢(shì)菌,能使水體濁度值明顯降低,極短的時(shí)間內(nèi)便可使水體變清,從而達(dá)到恢復(fù)水體美觀功能的作用。
(2)在水體凈化實(shí)驗(yàn)中,添加優(yōu)勢(shì)菌濃度達(dá)100 mg?L-1時(shí),竹炭纖維對(duì)Mn2+、NH3-N的吸附非常明顯,其水體濁度在第15天后降低到原來的50%。
(3)投加竹炭纖維能夠使水中的溶解氧(DO)濃度明顯提高,而DO的提高有利于水生生物的生長(zhǎng),促使生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)到正常的狀態(tài)。
2009 年浙江省的張永祥發(fā)明了一種竹炭?jī)羲鱗7], 其主要包括過濾容器和濾芯,濾芯一端安裝在過濾容器內(nèi),另一端與過濾容器連接,其特征在于濾芯包括硅藻土―麥飯石陶瓷層、竹炭濾層,硅藻土―麥飯石陶瓷濾層包括殼體和空心槽,竹炭濾層安裝在空心槽內(nèi),利用竹炭來凈水,獲得了國(guó)家專利。
3.3竹炭纖維具有凈化有害氣體性能
現(xiàn)代化的居住環(huán)境中少不了居室內(nèi)各種建筑裝飾材料,如人造板、木質(zhì)復(fù)合地板、層壓木質(zhì)板家具和膠粘劑等會(huì)發(fā)出甲醛、鹵代烴、芳香烴等有毒污染物,危害人體健康。隨著大氣污染的加劇和室內(nèi)裝璜、空調(diào)器使用的普及,室內(nèi)空氣的污染已不可忽視。對(duì)室內(nèi)空氣凈化的方法主要有吸附法、催化法、負(fù)離子發(fā)、臭氧氧化法、非平衡等離子法等,而選擇竹炭纖維作為最理想的吸附材料是關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)表明竹炭是化學(xué)吸附和物理吸附同時(shí)進(jìn)行的,比一般的活性炭性能要好很多。
表1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出竹炭纖維對(duì)室內(nèi)有害氣體的吸收具有一定的選擇性,其吸附率是由公式A=[(W1-W0)/W0]×100 %計(jì)算得到, W1和W0分別指竹炭纖維吸附后與吸附前的質(zhì)量。氨氣是堿性氣體,所以竹炭纖維對(duì)氨氣吸收快且吸附率高。穩(wěn)定時(shí)間是指竹炭纖維吸附氣體后保持穩(wěn)定的時(shí)間,無論哪種氣體,竹炭纖維吸附后穩(wěn)定的時(shí)間都較長(zhǎng),證明它是一種良好的氣體凈化吸附劑。
4竹炭纖維的工業(yè)發(fā)展
竹炭材料主要用于紡織工業(yè),在全國(guó)已得到廣泛的推廣,主要包括[8]:
(1)紡絲過程中加入竹炭粉末制成竹炭纖維。主要指粘膠紡絲過程中加入納米級(jí)竹炭粉乳漿,或滌綸、丙綸切片中加入制作好的竹炭母粒進(jìn)行復(fù)合紡絲。該類紡織品在煉染加工中要避免接觸較強(qiáng)的酸堿性,以防影響竹炭的功效。
(2)在滌綸、丙綸、晴綸、粘膠等纖維表面涂上超細(xì)竹炭添加劑。這是天然植物添加劑移植到化纖中的一項(xiàng)新技術(shù),也是超細(xì)納米技術(shù)和紡織工程相結(jié)合的產(chǎn)物。
(3)將竹炭粉末分散到水溶性、熱塑性樹脂中,再將組合后的樹脂涂抹于機(jī)織物、針織物等基布之上。對(duì)于涂布量需求較小的被覆膜可以采用點(diǎn)狀被覆,而對(duì)于涂布量需求較多的被覆膜可以采用全面被覆方式處理[9]。
隨著竹炭改性滌綸纖維產(chǎn)品性能和加工技術(shù)的進(jìn)一步完善,它必將具有更加廣闊的前景和深遠(yuǎn)的意義。
參考文獻(xiàn):
[1]竹林.日本的竹炭纖維問世[J],世界竹藤通訊,2005,3(1):45~47.
[2]李旭明.竹炭纖維的開發(fā)與應(yīng)用[J].針織工業(yè),2007,35(10):21~22.
[3]王敏.竹炭生產(chǎn)的現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2009,22(3):227~229.
[4]王先鋒.竹炭改性滌綸纖維針織物性能研究[D].青島大學(xué),2008,6.
[5]王先鋒,潘福奎,羅佳麗等.竹炭纖維的性能與應(yīng)用[J].山東紡織科技,2006,15(6):54~56.
[6]周建斌.竹炭環(huán)境效應(yīng)及作用機(jī)理的研究[D].南京林業(yè)大學(xué),2005,6.
[7]朱江濤,黃正宏.竹炭的性能和應(yīng)用研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2004,20(4):41~46.
[8]于海通.竹炭滌綸纖維織物的性能研究與開發(fā)[D].蘇州大學(xué),2009,5.
其實(shí),這種習(xí)慣并不利于健康。因?yàn)榕疟闶且粋€(gè)綜合的神經(jīng)反射活動(dòng),由于人們的注意力被書報(bào)內(nèi)容吸引,往往會(huì)忽略直腸和的便感。這時(shí)神經(jīng)系統(tǒng)的高級(jí)中樞就會(huì)自我調(diào)節(jié),抑制排便。此時(shí),整個(gè)結(jié)腸運(yùn)動(dòng)也會(huì)受到抑制,糞便的運(yùn)行速度會(huì)減慢、甚至停滯,隨后,直腸還會(huì)以每分鐘0.5-1cm的速度將其內(nèi)容物逆向推回結(jié)腸,這樣就更沒有便意,結(jié)果嗯嗯的時(shí)間越來越長(zhǎng),直至出現(xiàn)功能性便秘。這樣解便時(shí)就會(huì)強(qiáng)行用力,使得直腸下段和周圍的靜脈淤血加重,引起痔瘡的發(fā)生。
因此,嗯嗯時(shí)看書是一種不良的生活習(xí)慣。正確的習(xí)慣是,解大便時(shí)不看書報(bào)、不玩游戲,將注意力集中在嗯嗯大事上,同時(shí)還可有意識(shí)地咬緊牙關(guān),關(guān)閉聲門,增加胸腔壓力,使膈肌下降、腹肌收縮、增加腹內(nèi)壓,一鼓作氣解決“戰(zhàn)斗”!這樣,才不容易導(dǎo)致便秘、引發(fā)痔瘡。
竹炭食品:跟風(fēng)需謹(jǐn)慎
《本草綱目》中有24處闡述竹子的不同藥用功能和方劑,民間更是有近干種竹子的藥方。打著養(yǎng)生排毒的招牌,竹炭食品大行其道,面包、蛋糕、餅干,一夜間,黑乎乎的糕點(diǎn)成了面包房的新寵。這些竹炭食品究竟能不能排毒?吃下去后對(duì)人體有沒有害處呢?
高級(jí)營(yíng)養(yǎng)師劉曉麗告訴我們,竹炭不是食品添加劑,不能作為食品原料使用,竹炭目前并未列入我國(guó)《食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。她表示,作為食品的生產(chǎn)和銷售機(jī)構(gòu)不能肆意夸大對(duì)食品功效的宣傳,而很多生產(chǎn)廠家和銷售商對(duì)竹炭食品功能的宣傳也違反了國(guó)家對(duì)食品管理的相關(guān)規(guī)定。由于目前還沒有完善的質(zhì)量認(rèn)證與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)應(yīng)竹炭食品添加原料,所以,他提醒消費(fèi)者對(duì)這一新型添加食品謹(jǐn)慎購(gòu)買。
其實(shí),成熟的竹制品通過高溫烘烤以后很難被人體吸收和消化,消費(fèi)者食用這類竹炭食品后排出的黑色糞便,實(shí)際上是人體排出的沒有消化的竹炭。另外,竹炭粉顆粒微小,能大量吸水,人在食用之后有可能影響消化系統(tǒng)的正常運(yùn)行,吃多了甚至?xí)鸨忝亍R驗(yàn)轭w粒比較細(xì),吸附性極強(qiáng),長(zhǎng)期食用的話有可能導(dǎo)致塵肺病。
竹炭?jī)?nèi)衣:選購(gòu)有技巧
竹炭成分的內(nèi)衣保暖和排汗性都特別好,在這樣的大環(huán)境下,不少品牌的內(nèi)衣都標(biāo)出了“竹炭”招牌,概念新鮮,價(jià)格各異。那么,我們應(yīng)該如何辨別竹炭纖維產(chǎn)品的優(yōu)良呢?竹纖維具有透氣性好、抗靜電、環(huán)保等特點(diǎn),雖然價(jià)格略高于其他面料,但其性能是其他面料不可比擬的。不過在選購(gòu)時(shí),也應(yīng)該注意具體方法。
一看色澤。品質(zhì)好的竹纖維制品外觀色澤鮮亮,且色牢度高,不會(huì)因?yàn)樗慈諘竦纫蛩囟p易脫色,差的則色澤晦暗,或是色差明顯,或是極易脫色。
二聞氣味。質(zhì)優(yōu)的竹纖維制品氣味清香并略有竹子的清新味道,差的會(huì)有化學(xué)藥水的味道。
三辨手感。產(chǎn)品中竹炭纖維含量高的,手感會(huì)非常細(xì)膩光滑,反之就會(huì)感到粗糙發(fā)澀,還會(huì)起球。
四看灰燼。抽出絲線燃燒時(shí)無黑煙,僅有少許白色灰燼,而差的絲線燃燒時(shí)多有煙霧。
五看是否縮水。品質(zhì)不好的竹炭?jī)?nèi)衣經(jīng)過水洗后會(huì)大幅縮水,外觀變形、尺寸縮小。
我們?cè)谶x購(gòu)竹炭纖維紡織品時(shí),不要輕易被商家的一些噱頭忽悠,把握兩原則:一是選材料,“竹成分越高越優(yōu)質(zhì)”:二是選好廠家,享受正規(guī)工藝。
Process features of silver ion bamboo carbon PET fiber and fabrics were introduced. The difference was emphasized in drying, spinning, winding system in contrast to PET process. The requirement for process was discussed on the actual production.
目前研究顯示,竹炭滌綸及其針織物具有遠(yuǎn)紅外發(fā)射、抗紫外線、遮擋電磁波輻射、防菌抑菌除臭功能,但由于大量的竹炭粉體被包覆在纖維中,只有一定的抑菌功能,且無殺菌功能。為了改善纖維的抗菌功能,浙江正元集團(tuán)有限公司聯(lián)合相關(guān)廠家,利用東華大學(xué)科研成果,經(jīng)有關(guān)設(shè)備技術(shù)改造,采用功能粉體制備和融熔擴(kuò)散技術(shù)、表面修飾和成纖織造技術(shù),結(jié)合銀離子、竹炭抗菌功能相互作用機(jī)理的分析,已成功開發(fā)出抑菌、殺菌功能均佳的60 dtex/72 f、150 dtex/144 f等含銀離子竹炭纖維,與圓形或異形滌綸(111 dtex/144 f滌綸DTY等纖維品種)交織后制備含銀竹炭滌綸復(fù)合功能纖維面料,經(jīng)檢測(cè),織物的抑菌率達(dá)99%、殺菌率達(dá)91%,多次洗滌后抑菌殺菌效果尚可。
1 生產(chǎn)實(shí)例
1.1 生產(chǎn)設(shè)備
可變換棉毛和羅紋組織結(jié)構(gòu)的雙面針織機(jī),24 E或28 E,30英寸;高溫染色機(jī);YHF-H610定形機(jī);張家港FRND308干燥系統(tǒng);鄭州FBM330-0.5預(yù)結(jié)晶干燥系統(tǒng);天津愛尼9205B母粒機(jī);北京中麗HZKV743型紡絲機(jī);日本東麗TW716-1200/8卷繞頭;德國(guó)517-2牽伸機(jī)及配套設(shè)備。
1.2 生產(chǎn)原料
浙化聯(lián)SDPET切片、竹本HQ-33油劑、海諾12500超細(xì)竹炭粉、超細(xì)銀離子粉體、18.5 tex棉纖維。
1.3 生產(chǎn)工藝(表 1)
1.4 工藝路線
超細(xì)粉體共混功能母粒干燥
聚酯切片篩選預(yù)結(jié)晶干燥帶注射混合的料斗螺桿擠壓機(jī)熔體過濾器紡絲冷卻成形上油拉伸卷繞設(shè)計(jì)織物組織結(jié)構(gòu)編織染色親水整理定形面料。
2 工藝探討
2.1 功能母粒制備
采用將超細(xì)竹炭粉、銀離子粉體與高聚物切片共混擠出制備功能性母粒,再將母粒與PET切片等熔融紡絲制備纖維。由于纖維中的碳粉分子結(jié)構(gòu)呈六角形,炭質(zhì)致密,密度大,孔隙多,表面積可達(dá)700 m2/g以上,具較強(qiáng)的吸附分解能力,但同時(shí)帶來了易凝聚、不易分散、功能效果及均勻性差等問題。
針對(duì)上述問題,在母粒造粒混合過程中,采用特殊噴霧法,加入精制的耐高溫高效擴(kuò)散劑(即使在300 ℃紡絲溫度下仍具有高效擴(kuò)散作用),可改善熔體在紡絲過程中超細(xì)粉體材料易團(tuán)聚不易分散的難題,使超細(xì)粉體材料均勻分散到聚酯熔體中,增加遠(yuǎn)紅外發(fā)射、抗電磁波發(fā)生效果,同時(shí)有助于提高成纖過程中銀離子超細(xì)粉體、竹炭粉體和PET聚酯共混復(fù)合融熔紡絲過程的穩(wěn)定性。
同步,采用氣流粉碎法將竹炭原料進(jìn)行粉碎時(shí),顆粒要大小適宜。不能夠太小,過小易造成團(tuán)聚,也會(huì)弱化其活性炭的性能;但也不能太大,否則會(huì)大大縮短預(yù)過濾器的工作周期,斷頭增加,造成紡絲困難,且紡成纖維強(qiáng)度也受到影響。一般竹炭微粉的粒徑不超過 3 μm,用于紡制竹炭滌綸的竹炭微粉一般為0.5 μm以下。還有,進(jìn)行成纖用超細(xì)粉體表面有機(jī)化修飾,有效降低無機(jī)超細(xì)粉體表面能,增強(qiáng)超細(xì)粉體與聚合物基體的界面結(jié)合力,減少其易凝聚不分散現(xiàn)象,使其均勻分散到聚酯熔體中,增加功能效果。
2.2 切片干燥
像常規(guī)PET一樣,含銀竹炭抗菌復(fù)合功能PET必須經(jīng)過干燥處理后才能進(jìn)行熔融紡絲,且影響更大。由于銀離子竹炭聚酯切片中的高聚物切片成分使得其和SDPET(半光聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)一樣對(duì)水解很敏感,熔體內(nèi)水分增加時(shí),大分子間的氫鍵含量增加,從而使分子間力上升,致使熔體彈性因子增大;同時(shí),熔體含水率的增加使聚酯大分子水解而加劇酯鍵斷裂,在一定條件下,使體系溫度下降,導(dǎo)致彈性因子增大,不利于紡絲。
不同于常規(guī)的PET,由于銀離子竹炭聚酯切片中加入了一定量的竹炭、銀離子超細(xì)粉體材料,在切片結(jié)晶時(shí),超細(xì)粉體材料起到了異相成核作用,其結(jié)晶溫度與軟化點(diǎn)相較PET明顯降低,在預(yù)結(jié)晶過程中易軟化粘連而造成結(jié)塊,因此采用相較PET低的預(yù)結(jié)晶溫度與干燥溫度。
為確保切片干燥效果,對(duì)相關(guān)干燥設(shè)備進(jìn)行了技術(shù)改造,為功能母粒單獨(dú)干燥增配FBM330-0.5干燥系統(tǒng)一套,并在原干燥交換器后增設(shè)系統(tǒng)回風(fēng)互通裝置,實(shí)現(xiàn)雙回路控制,以便風(fēng)量、風(fēng)壓、風(fēng)濕的有效控制并實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
從生產(chǎn)試制60 dtex/72 f工藝來看,長(zhǎng)絲生產(chǎn)對(duì)干切片的含水率要求最好在30 ppm以下。適用的干燥條件為:結(jié)晶溫度可控制在145 ℃左右,切片經(jīng)脈動(dòng)閥板和和兩相互隔開的結(jié)晶熱風(fēng)循環(huán)通道氣流工作,再由氧化鋁分子篩脫濕器和夾套式閉式熱空氣干燥,由于熔點(diǎn)和玻璃化溫度較低,干燥溫度可控制在147 ℃左右,干燥時(shí)間6.5 h以上,干燥含水率基本滿足工藝要求。
2.3 紡絲溫度
紡絲溫度是影響熔體流變性能和紡絲成形質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)之一。提高熔體溫度可使PET熔體特性粘度下降,從而改善熔體的流變性能,同時(shí)使高彈形變松弛時(shí)間縮短,有利于減小“出口膨化”和防止“熔體破碎”;但紡絲溫度過高,易使PET熔體特性粘度大面積下降,進(jìn)而造成纖維拉伸強(qiáng)度大面積,甚至無法保證正常紡絲。
隨著超細(xì)竹炭粉、銀離子超細(xì)粉體加入量的增大,由于超細(xì)粉體阻礙了溶液和熔融狀態(tài)下高分子鏈的移動(dòng),熔體流動(dòng)性能變差,要求紡絲時(shí)提高溫度來提升流動(dòng)性。但由于PET經(jīng)過粉碎和重新造粒,分子質(zhì)量有所下降,超細(xì)粉體的加入破壞了聚酯大分子鏈的規(guī)整性,軟化點(diǎn)下降較多,要求紡絲溫度比常規(guī)PET的紡絲工藝溫度低20 ℃左右。
含銀竹炭抗菌復(fù)合功能PET熔體特性粘度隨分子量增大而增大,且隨溫度升高而減少,熔體制備過程中發(fā)生的熱裂解和氧化降解的特點(diǎn)與PET基本一致,這些共性使生產(chǎn)PET纖維的紡絲設(shè)備可以完成紡絲。適當(dāng)提高熔融溫度可以降低熔體的運(yùn)動(dòng)粘度,改善其流變性能,使熔體混和均勻,但由超細(xì)粉體造成各種雜質(zhì)的帶入使熔體的粘度降增加明顯,要求降低熔融溫。由于功能聚酯母粒的熔點(diǎn)較PET低,而流動(dòng)性能又較差,且易發(fā)生熱塑性高聚物(PET)成形過程中超細(xì)粉體尺度分散相的“二次團(tuán)聚”,因而過高熔融溫度較易造成紡絲過程出現(xiàn)飄絲和成纖毛絲。
經(jīng)生產(chǎn)試紡表明:一區(qū)和二區(qū)溫度結(jié)合考慮環(huán)結(jié)、易阻塞或熔融不均勻等選擇了258 ~ 264 ℃,三區(qū)溫度可略高于一、二區(qū),保證物料在完全熔融狀態(tài)下形成擠壓力,實(shí)現(xiàn)壓縮和計(jì)量區(qū)的過渡,四、五區(qū)的溫度基本接近熔體溫度,從實(shí)例看在267 ~ 273 ℃時(shí)紡絲較為穩(wěn)定,聯(lián)苯氣相溫度控制在270 ~ 276 ℃為宜,且溫度的波動(dòng)范圍愈小愈好,一般不應(yīng)超過±2 ℃;熔體溫度應(yīng)控制在277 ℃以內(nèi),以免造成分子量降低,熔體中低分子物含量增加,從而影響正常紡絲,從無油絲特性粘度降來判斷熱降解情況,通常要求控制在0.18 dL/g范圍內(nèi)。
2.4 冷卻集束上油
加入竹炭、銀離子超細(xì)粉體材料后,纖維表面具有較多的超細(xì)粉體顆粒,在絲條快速運(yùn)動(dòng)過程中,因表面摩擦而產(chǎn)生靜電,且超細(xì)粉體顆粒的吸油性強(qiáng),導(dǎo)致纖維的抱合性差、絲條易發(fā)散,造成飄絲、斷頭率增加。因此應(yīng)根據(jù)季節(jié)調(diào)整油劑的濃度,提高上油率,當(dāng)上油率達(dá)1.0%以上時(shí),絲條的集束性較好。特別要注意冬季油劑調(diào)配時(shí)油溫的控制,同步在油劑調(diào)配過程中建議夏季濃度適當(dāng)降低,并添加防腐蝕劑,夏季含量可控制在300 ppm左右。
在冷卻成形條件中,側(cè)吹風(fēng)速及風(fēng)溫對(duì)纖維成形影響最大。類同于常規(guī)PET,復(fù)合功能PET高聚物熔融加工是在剪切和非等溫條件下進(jìn)行的,纖維在凝固期間發(fā)生著高卷繞速度、高在線張力和非等溫應(yīng)力等誘導(dǎo)結(jié)晶。功能母粒雜質(zhì)的加入使熔體均勻性變差,需降低噴絲頭拉伸比和剪切速率。為達(dá)到較好的冷卻效果并確保正常紡絲,需要適當(dāng)提高側(cè)吹風(fēng)的溫度,增加相對(duì)濕度和風(fēng)速。通常,側(cè)吹風(fēng)溫度控制在(24±1)℃,側(cè)吹風(fēng)相對(duì)濕度控制在70%±5%,風(fēng)速控制在0.55 ~ 0.85 m/s 為宜。由于母粒粒晶對(duì)設(shè)備的磨損較大,根據(jù)品種需要調(diào)整上油集束點(diǎn)垂直和水平位移,以減少紡絲張力和波動(dòng),建議更換成專用進(jìn)口油嘴和導(dǎo)絲器,以便纖維導(dǎo)絲過程中的張力減小從而降低毛絲。
2.5 拉伸卷繞
隨拉伸倍率的增大,纖維的初始模量和斷裂強(qiáng)度均有所提高,而斷裂伸長(zhǎng)有所降低。但過大的拉伸倍率易破壞分子的鏈段聯(lián)接,從而產(chǎn)生大面積毛絲而導(dǎo)致絲束纏輥,難以順利拉伸。含銀竹炭抗菌復(fù)合功能PET由于超細(xì)粉體材料的加入相應(yīng)增加了熔融紡絲及纖維拉伸的難度,若條件選擇不妥,將導(dǎo)致毛絲及斷頭增多,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致纏輥或無法完成自動(dòng)卷繞生頭。
降低紡絲速度和拉伸倍率(VGR2/VGR1)有助于改善毛絲、斷頭等情況。同時(shí),拉伸溫度要選擇適當(dāng)。低溫時(shí),初生纖維的拉伸易發(fā)生脆性斷裂,隨拉伸溫度的提高,塑性變形越來越來顯著,纖維結(jié)構(gòu)單元包括鏈段和大分子的活動(dòng)性隨溫度升高而增大。同時(shí),隨溫度提高,一方面由于大分子在拉伸過程中發(fā)生取向,伸直鏈段的數(shù)目增多,而折疊鏈段的數(shù)目減少;另一方面,由于拉伸過程中發(fā)生了結(jié)晶,片晶之間的連接鏈相應(yīng)增加,從而提高了纖維的強(qiáng)度和抗拉性,表現(xiàn)在纖維的物理性能上是纖維的斷裂強(qiáng)度明顯增大,斷裂伸長(zhǎng)率也增加。但溫度過高,結(jié)晶速度過快,拉伸應(yīng)力上升過速,解取向增大,有效取向度反而降低,導(dǎo)致拉伸不能正常進(jìn)行,且絲束抖動(dòng)大,纖維條干不勻率上升明顯。
故既要防止溫度過高引起絲束抖動(dòng)導(dǎo)致條干不勻率上升,同步防止溫度過低引起拉伸張力升高導(dǎo)致的毛絲和斷頭增多。由從生產(chǎn)試制150 dtex/144 f 等含銀竹炭滌綸纖維實(shí)例看:熱輥溫度GR1應(yīng)選擇在88 ~ 90 ℃,熱輥溫度GR2應(yīng)選擇在128 ~ 130 ℃,熱輥速度VGR1應(yīng)選擇在2 900 m/min左右,考慮打滑系數(shù)等因素,使拉伸倍率控制在1.38左右,紡絲速度選擇在4 000 m/min時(shí),毛絲和斷頭均較少。
2.6 組織設(shè)計(jì)后整理
織物組織結(jié)構(gòu)采用雙面針織組織,內(nèi)層為含銀竹炭抗菌復(fù)合功能纖維,外層為圓形或異形截面滌綸。織物里層纖維線密度大于外層纖維線密度,必要時(shí)外層原料可以適度增加捻度等,里外料不同纖維組合設(shè)計(jì),使功能面料織物具有除臭、遠(yuǎn)紅外、防紫外線等多種復(fù)合功能。
同時(shí),純合纖織物采用雙層結(jié)構(gòu),里層纖維線密度大,外層纖維線密度小,內(nèi)層纖維之間較粗的毛細(xì)管形成較小的附加壓力,外層纖維之間較細(xì)的毛細(xì)管形成較大的附加壓力,在織物內(nèi)外層毛細(xì)管間形成的附加壓力差,引導(dǎo)織物內(nèi)層的液態(tài)水流向外層,在外層表面蒸發(fā),通過差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)實(shí)現(xiàn)將人體排出的汗液在織物外層表面快速蒸發(fā),保持織物內(nèi)層干燥,從而實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)濕功能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)纖維面料的高導(dǎo)濕、除臭、遠(yuǎn)紅外、防紫外線、抑菌殺菌等多功能化。
目前制作的含銀竹炭抗菌復(fù)合功能纖維單絲纖度相對(duì)較細(xì),用它做織物里層,要把汗水從織物里層傳導(dǎo)到織物外層還不夠快。因此為了克服此問題,可在纖維后整理過程中進(jìn)行親水整理,降低液體、材料接觸角,增加毛細(xì)效應(yīng)的附加壓力,提高液態(tài)水的流動(dòng)動(dòng)力;還有,里外層纖維應(yīng)實(shí)現(xiàn)有機(jī)交織,再經(jīng)對(duì)纖維上表面劑織造,實(shí)現(xiàn)造過程中張力明顯減小且張力較為均勻而穩(wěn)定,可以減少織造過程對(duì)織針損傷和纖維及面料本身的損傷。
3 結(jié)語
(1)耐高溫高效擴(kuò)散劑加入和超細(xì)粉體表面有機(jī)化修飾,有助于超細(xì)粉體材料均勻分散到聚酯熔體中。
(2)功能母粒單獨(dú)干燥裝置、雙回路干燥系統(tǒng)和適宜的干燥工藝有助于切片干燥滿足正常紡絲要求。
(3)合適的紡絲溫度、風(fēng)速風(fēng)溫和纖維上油率及卷繞參數(shù)的配置有助于控制纖維張力,提高生產(chǎn)穩(wěn)定性。
(4)差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)的形成和親水整理使纖維面料的多種功能得以有機(jī)整合。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉云,許瑞超. 竹炭纖維及其紡織品的開發(fā)[J]. 高科技纖維與應(yīng)用, 2008,33(3):14-18.
關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);觀念線索;物質(zhì)的變化;教學(xué)過程;反思
文章編號(hào):1008-0546(2013)12-0013-02 中圖分類號(hào):G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2013.12.005
義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)中提出了“根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)選取核心知識(shí),重視化學(xué)基本觀念的形成[1]”的教材編寫建議,并指出“在化學(xué)課程中重視學(xué)生化學(xué)基本觀念的形成,是精簡(jiǎn)教學(xué)內(nèi)容,減輕學(xué)生過重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高學(xué)生解決問題能力的重要途經(jīng)[1]”。基于此,教師對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深層次思考,把其中滲透的基本觀念外顯為教學(xué)主線,以優(yōu)化了的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施課堂教學(xué)活動(dòng),這對(duì)推進(jìn)學(xué)生建構(gòu)觀念顯得十分重要和必要。筆者現(xiàn)以初中化學(xué)“物質(zhì)的變化”教學(xué)為例,談?wù)勛约旱母邢搿?/p>
一、教材分析
義務(wù)教育九年級(jí)化學(xué)教科書中將“物質(zhì)的變化”內(nèi)容編排在第一單元“走進(jìn)化學(xué)世界”的課題1“物質(zhì)的變化和性質(zhì)[2]”之中。其中為學(xué)生安排的主要內(nèi)容有:觀察實(shí)驗(yàn)1-1中的(1)~(4)四個(gè)小實(shí)驗(yàn);通過分析實(shí)驗(yàn)中的變化,引出物理變化和化學(xué)變化的概念;通過觀察實(shí)驗(yàn)了解化學(xué)變化時(shí)常伴隨的現(xiàn)象等。此前,通過緒言課的學(xué)習(xí),學(xué)生認(rèn)識(shí)了“世界是物質(zhì)的,物質(zhì)是化學(xué)學(xué)科研究的對(duì)象”等基本知識(shí),這些知識(shí)是學(xué)習(xí)本課內(nèi)容的基礎(chǔ)。處在學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)起始階段的本課內(nèi)容,學(xué)生把它學(xué)好,對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)能產(chǎn)生“正催化劑”的作用。為了讓學(xué)生順利認(rèn)識(shí)兩種變化的本質(zhì)區(qū)別,并建構(gòu)好觀念。筆者細(xì)致品讀了教材內(nèi)容,并通過深入思考,悟出其中蘊(yùn)含著“物質(zhì)觀實(shí)驗(yàn)觀變化觀分類觀能量觀普遍聯(lián)系觀”等重要觀念,并以此作為教學(xué)主線實(shí)施了以下課堂教學(xué)活動(dòng)。
二、教學(xué)過程
1. 第一階段:調(diào)出已有,主動(dòng)探究
環(huán)節(jié)1——情景再現(xiàn),引入新課
引言:通過緒言課的學(xué)習(xí),我們知道“世界是物質(zhì)的;物質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的研究對(duì)象”,所以我們學(xué)習(xí)化學(xué)應(yīng)該從認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化開始。
實(shí)驗(yàn):出示蠟燭,點(diǎn)燃蠟燭,利用石蠟油將蠟燭固定于小木板上,吹滅燭焰。
(設(shè)計(jì)意圖:再現(xiàn)學(xué)生生活中、小學(xué)科學(xué)課程實(shí)驗(yàn)中看到的情景,引入新課并為后續(xù)教學(xué)活動(dòng)的開展做好鋪墊。)
環(huán)節(jié)2——問題引領(lǐng),初識(shí)變化(物質(zhì)觀)
問題1:從化學(xué)視角上看,蠟燭發(fā)生了哪些變化?
問題2:你能舉出身邊的其他物質(zhì)所發(fā)生的變化嗎?
任務(wù)1:仿照示例完成表格。(表中變化選取于學(xué)生的口述)
問題3:比較表中變化前后的物質(zhì),你有什么發(fā)現(xiàn)?
(設(shè)計(jì)意圖:情景不但是學(xué)生順利尋找出變化的基礎(chǔ),而且為他們列舉出生活中的變化建立了“樣板”,初步建構(gòu)物質(zhì)的“變化觀”;通過任務(wù)1中的示例引導(dǎo),學(xué)生就會(huì)從認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度來初識(shí)物質(zhì)變化的兩種類型:一類原物質(zhì)不變,不產(chǎn)生新物質(zhì);另一類原物質(zhì)改變,產(chǎn)生新物質(zhì),形成對(duì)變化進(jìn)行“分類”的意識(shí)。這樣就為學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中“尋找變化-給變化分類-認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)”等方面搭建好學(xué)習(xí)“支架”。)
2.第二階段:動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察與分析實(shí)驗(yàn)中的變化
環(huán)節(jié)3——完成實(shí)驗(yàn),體驗(yàn)變化(實(shí)驗(yàn)觀)
指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)1、2和觀察演示1、2,填寫教材中P7實(shí)驗(yàn)記錄表;指導(dǎo)學(xué)生從試劑的顏色、狀態(tài)、氣味等方面在實(shí)驗(yàn)前后所發(fā)生的變化(方法)。
實(shí)驗(yàn)1:對(duì)著干燥的玻璃片哈氣后,靜置片刻,觀察現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)2:在研缽中研磨塊狀膽礬,觀察現(xiàn)象。
演示1:從學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)中取塊狀膽礬和粉狀膽礬于兩支試管中,加水溶解,形成溶液后,分別向其中滴加氫氧化鈉溶液,觀察現(xiàn)象。
演示2:制取二氧化碳,并將其通入澄清石灰水,觀察現(xiàn)象。
(設(shè)計(jì)意圖:將教材實(shí)驗(yàn)1-1中的⑴改為學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)1,降低了學(xué)生的操作難度,縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間;讓學(xué)生自己動(dòng)手完成力所能及的實(shí)驗(yàn)1、2,為他們進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)提供“練練手”的機(jī)會(huì),吊起他們要做像老師做的那種復(fù)雜實(shí)驗(yàn)的“胃口”,增強(qiáng)其對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)以及學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣;利用演示1、2,將學(xué)生從認(rèn)識(shí)生活中的變化轉(zhuǎn)換到化學(xué)視角的變化中,以培養(yǎng)他們化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的觀察、思維能力等。)
環(huán)節(jié)4——緊扣教材,提升認(rèn)知(變化觀分類觀能量觀普遍聯(lián)系觀)
任務(wù)2:請(qǐng)找出以上實(shí)驗(yàn)中涉及的變化并加以描述。(活動(dòng)方式:小組合作、討論交流、相互補(bǔ)充。)
任務(wù)3:請(qǐng)大家將找出的變化按有無新物質(zhì)生成進(jìn)行分類,并完成表格的第2列。
問題4:物理變化和化學(xué)變化的本質(zhì)區(qū)別是什么?
問題5:怎樣才能實(shí)現(xiàn)一種物質(zhì)向另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化,創(chuàng)造出新物質(zhì)呢?
師:對(duì)于以上所做的實(shí)驗(yàn),大家有什么問題要問嗎?(創(chuàng)設(shè)學(xué)生提問的機(jī)會(huì),培養(yǎng)學(xué)生的提問意識(shí)。)
生提問:老師,你在演示1中為什么要用2支試管?
問題6:結(jié)合以上實(shí)驗(yàn),說出物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)常伴隨哪些現(xiàn)象?
問題7:請(qǐng)大家回憶課首的蠟燭實(shí)驗(yàn),其中與上述不同的現(xiàn)象有哪些?
問題8:事物間的聯(lián)系是普遍存在的,物理變化與化學(xué)變化間存在怎樣的聯(lián)系呢?請(qǐng)仍以蠟燭實(shí)驗(yàn)為例加以說明。
(設(shè)計(jì)意圖:借任務(wù)2,了解學(xué)生能找出哪些變化,培育善于觀察的學(xué)習(xí)品質(zhì),訓(xùn)練他們的語言表達(dá)能力,促進(jìn)他們形成合作學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣;以任務(wù)2為載體,促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用從第一階段中所獲得的思維路徑,對(duì)找出的所有變化進(jìn)行分類,認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì),形成概念,在認(rèn)知提升的過程中初步建立“分類觀”;問題5引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行逆向思維,推進(jìn)學(xué)生建構(gòu)“物質(zhì)的變化觀”;問題6在推進(jìn)學(xué)生建立“分類觀”的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)變化時(shí)伴隨的常見現(xiàn)象,重新扣回教材之中,促成學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知完善;問題7、8讓學(xué)生回眸課首的蠟燭實(shí)驗(yàn),從中認(rèn)識(shí)物質(zhì)發(fā)生變化時(shí)存在著能量的轉(zhuǎn)化及物理、化學(xué)變化之間的聯(lián)系,初建“能量觀”和“普遍聯(lián)系觀”,二次利用教學(xué)情景,讓教學(xué)課堂“首尾呼應(yīng)”。)
三、教學(xué)反思
1. 從學(xué)習(xí)內(nèi)容安排上看
初中化學(xué)教材中將“物質(zhì)的變化”內(nèi)容安排在“緒言”后的第1主題單元課題1中,通過“緒言”的學(xué)習(xí),學(xué)生初步建立起“世界是物質(zhì)的,物質(zhì)是不斷變化的”的“物質(zhì)觀和變化觀”,同時(shí)知道“物質(zhì)是化學(xué)學(xué)科的研究對(duì)象”,這些都為他們從認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度來認(rèn)識(shí)變化及其類型建好了“支架”。基于此,“讓學(xué)生以增設(shè)的情景(蠟燭實(shí)驗(yàn))為‘樣板’,檢索身邊的變化(如,紙張燃燒等),引導(dǎo)他們以認(rèn)識(shí)物質(zhì)為基點(diǎn),運(yùn)用比較的方法,分析得出兩種變化的“雛形”特征,形成分類意識(shí),并建設(shè)好思維‘模型’,然后引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用‘模型’來認(rèn)識(shí)教材實(shí)驗(yàn)中的變化,實(shí)現(xiàn)認(rèn)知水平的再提升”是可行的。案例中,學(xué)生在學(xué)習(xí)物理變化和化學(xué)變化的概念之前粗略探究出其基本特征,在此基礎(chǔ)上能在重回教材實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步準(zhǔn)確生成對(duì)化學(xué)變化本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。另外,課首插入的蠟燭實(shí)驗(yàn)恰好也為學(xué)生學(xué)習(xí)課題2提供了鋪墊。這表明對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的安排是比較科學(xué)合理的。
2. 從學(xué)習(xí)階段設(shè)計(jì)上看
本案例中,學(xué)生學(xué)習(xí)過程的主要階段有2個(gè):其一是“調(diào)出已有,主動(dòng)探究”階段。學(xué)生借助教師拋出的“生活情景(蠟燭的燃燒等)”之磚,誘發(fā)聯(lián)系,引來“已有知識(shí)(鐵生銹等)”之玉,進(jìn)而從認(rèn)識(shí)物質(zhì)的角度來認(rèn)識(shí)變化,形成積極探究的學(xué)習(xí)方式,從嘗試分類的過程中初步認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的主要特征,初步建立“物質(zhì)的變化觀”和“分類觀”。這是獲取科學(xué)學(xué)習(xí)方法的過程,也是建構(gòu)觀念的初始階段。其二是“動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、觀察與分析實(shí)驗(yàn)中的變化”階段。學(xué)生可運(yùn)用第一階段所獲取的方法(從物質(zhì)是否改變的角度分析)來認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)中涉及的所有變化,在對(duì)變化的歸類活動(dòng)中,深層思維,進(jìn)一步理解、內(nèi)化化學(xué)變化和物理變化的本質(zhì)區(qū)別,領(lǐng)悟化學(xué)變化是創(chuàng)造物質(zhì)的重要途徑;實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生觀察到化學(xué)變化中伴隨的現(xiàn)象,借此可學(xué)習(xí)運(yùn)用化學(xué)語言對(duì)其進(jìn)行表述;回眸蠟燭實(shí)驗(yàn),促成學(xué)生認(rèn)識(shí)化學(xué)變化是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的有效方法以及化學(xué)變化和物理變化之間的聯(lián)系,初步建構(gòu)“能量觀”和“普遍聯(lián)系觀”。此外,該階段讓學(xué)生重新回到教材內(nèi)容中,則可以讓學(xué)生獲得科學(xué)的學(xué)科學(xué)習(xí)方法(如,對(duì)比法——是在解答學(xué)生的提問中顯現(xiàn)出來的)及系統(tǒng)性知識(shí)。由此可見,這種在教材前增加探究過程的教學(xué)既關(guān)注了學(xué)習(xí)結(jié)果,又重視了學(xué)習(xí)過程。
3. 從學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成上看
在初中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中,“物質(zhì)的變化”內(nèi)容所提出的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)有:(1)認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的基本特征;(2)初步了解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì);(3)知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí)伴隨有能量變化,認(rèn)識(shí)通過化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的重要性。案例中,第一階段借助教師的問題引導(dǎo),能促成學(xué)生從已有生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)出發(fā),以認(rèn)識(shí)物質(zhì)為切入點(diǎn),初步分析出物質(zhì)發(fā)生的兩類變化,并初步建立“分類觀”。第二階段借助實(shí)驗(yàn),引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用觀察的方法獲取信息并對(duì)其進(jìn)行加工,推動(dòng)學(xué)生基于“分類觀”深入了解物質(zhì)的變化及化學(xué)變化的本質(zhì)。課堂自始至終,學(xué)生的情感都很投入,活動(dòng)表現(xiàn)也很積極,回答問題的正確率也是較高的,更為難得的是有學(xué)生主動(dòng)提出問題了。這一切充分表明化學(xué)課程的“三維”目標(biāo)均得到了有效落實(shí)。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】建筑工程;消防設(shè)施;維護(hù)
一、現(xiàn)代建筑工程消防設(shè)施維護(hù)現(xiàn)狀以及存在的問題
(1)工程消防設(shè)施管理方面存在的問題。一是消防控制室人員數(shù)量不夠,人員的綜合素質(zhì)水平普遍不高。消防控制室是建筑工程消防的樞紐所在,里面的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)終端設(shè)備和自動(dòng)滅火系統(tǒng)啟動(dòng)裝置等等都需要有人手進(jìn)行全天候的管理與控制,但在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中往往由于重視程度不夠,致使值班人員缺少,不能保障在火災(zāi)發(fā)生時(shí)第一時(shí)間實(shí)施控制。此外,控制室值班人員往往不懂火災(zāi)消防設(shè)施的操作原理、維護(hù)規(guī)范以及日常的功能測(cè)試,對(duì)于設(shè)備發(fā)生的故障、漏洞或者是反應(yīng)不靈敏不能及時(shí)地做出調(diào)整,不能保障各種消防設(shè)施始終處于最佳的工作狀態(tài)。二是消防栓泵、噴淋泵、穩(wěn)壓泵等等消防設(shè)施的電控柜多數(shù)打到手動(dòng)的位置,在控制室不能進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作和控制,在火災(zāi)發(fā)生的時(shí)候,這些設(shè)施不能夠第一時(shí)間進(jìn)行有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)存在的常見性問題。一是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由于缺少定期的維護(hù)經(jīng)常出現(xiàn)帶病作業(yè)或者停止作業(yè)的狀態(tài)。二是報(bào)警系統(tǒng)由于缺少清洗、檢測(cè)、除塵等等維護(hù)作業(yè),致使經(jīng)常性出現(xiàn)反應(yīng)不靈敏的現(xiàn)象。三是在設(shè)計(jì)和施工的過程中由于不合理的作業(yè),使得報(bào)警系統(tǒng)與其他滅火設(shè)備不能聯(lián)動(dòng)作業(yè),消防功能還有待于進(jìn)一步提高。四是報(bào)警系統(tǒng)電源沒有經(jīng)過專門的處理,在火災(zāi)發(fā)生出現(xiàn)停電的情況下,無法保證運(yùn)用備用電源持續(xù)作業(yè)。(3)自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)存在的問題。一是沒有經(jīng)常性的進(jìn)行末端放水檢測(cè),在火災(zāi)發(fā)生時(shí)無法切實(shí)保障末端放水能夠流暢、高效地進(jìn)行。二是消防系統(tǒng)的給水壓力不足,不能滿足消防系統(tǒng)整體有效的運(yùn)轉(zhuǎn),在一些較高的樓層,無法保障消防水能夠及時(shí)地供應(yīng)。三是噴水頭、閥門以及供水管道常年因?yàn)殇P蝕以及維修檢測(cè)不及時(shí),常出現(xiàn)滲漏水的現(xiàn)象,嚴(yán)重的還會(huì)影響自動(dòng)噴水系統(tǒng)在火災(zāi)發(fā)生時(shí)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。四是擅自關(guān)閉自動(dòng)噴水閥、濕式報(bào)警閥以及其他閥門,在火災(zāi)報(bào)警時(shí)不能做出第一時(shí)間反應(yīng)。(4)氣體滅火系統(tǒng)常見性的問題。在當(dāng)前建筑工程消防系統(tǒng)中,一般存在兩套消防滅火系統(tǒng),即自動(dòng)噴水滅火裝置以及氣體滅火系統(tǒng)。氣體滅火系統(tǒng)常見性的問題有以下幾個(gè)方面:一是防護(hù)區(qū)的耐火、耐壓能力不夠,在火災(zāi)發(fā)生時(shí),不能有效保障氣體滅火系統(tǒng)的安全。同時(shí),防護(hù)區(qū)缺少必要的指示燈和疏散指示標(biāo)示。二是沒有科學(xué)地配置空氣呼吸器和氧氣呼吸器。三是氣體滅火系統(tǒng)一般不能與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行連接,在控制室無法進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制,在火災(zāi)發(fā)生時(shí)也不能第一時(shí)間投入到滅火作業(yè)中來。四是對(duì)氣體鋼瓶的保護(hù)措施不夠嚴(yán)謹(jǐn),防火能力不高,有的甚至還會(huì)處于陽光直接照射的情況之下。(5)室內(nèi)消火栓存在的問題。一是沒有設(shè)置消火栓,運(yùn)用的是市政供水系統(tǒng)供水或者是深潛泵自行供水。二是供水壓力不足,消防栓無法正常供水或者是供水不足。三是消火栓缺少水槍、水帶、接口等等配套設(shè)施或者接口、水槍維護(hù)不力出現(xiàn)銹蝕而無法正常工作的現(xiàn)象。
二、加強(qiáng)建筑工程消防設(shè)施維護(hù)的措施
通過我們對(duì)建筑工程消防設(shè)施現(xiàn)狀以及存在問題進(jìn)行的分析與探討,我們可以針對(duì)性的制定一些加強(qiáng)性的措施和建議,以提高消防設(shè)施的維護(hù)水平。主要的內(nèi)容有:首先,強(qiáng)化企事業(yè)單位的消防責(zé)任意識(shí)。通過加強(qiáng)消防安全責(zé)任的宣傳工作,提高企事業(yè)單位的消防安全責(zé)任意識(shí),認(rèn)識(shí)到消防安全意識(shí)的重要性,從而嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的消防安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施消防設(shè)施的維護(hù)工作。其次,強(qiáng)化消防監(jiān)督安全管理單位的消防安全責(zé)任。通過提高監(jiān)督管理單位的人員素質(zhì)以及加強(qiáng)對(duì)監(jiān)督單位的管理力度,并嚴(yán)厲追求他們的連帶責(zé)任和失職責(zé)任,從而提高他們監(jiān)督管理的意識(shí)和能力,嚴(yán)格審核建筑工程的消防安全審批并定期實(shí)施詳盡的檢查,以此提高建筑工程的消防設(shè)施維護(hù)力度。再次,加強(qiáng)對(duì)建筑消防設(shè)施維保、檢測(cè)企業(yè)的管理。通過提高建筑消防設(shè)施維保、檢測(cè)企業(yè)的入行門檻和審核標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)對(duì)他們的監(jiān)督和管理、嚴(yán)加追究火災(zāi)發(fā)生時(shí)建筑消防設(shè)施維保和檢測(cè)企業(yè)的連帶責(zé)任等等一系列有效措施,以提高他們的服務(wù)水平和責(zé)任意識(shí)。最后,給建筑工程消防安全引入保險(xiǎn)機(jī)制,理順保險(xiǎn)機(jī)制、建筑工程單位以及消防檢測(cè)部門三者之間的關(guān)系,通過保險(xiǎn)來制衡消防安全設(shè)施的不合理現(xiàn)象,以提高消防設(shè)施的維護(hù)水平。
綜上,關(guān)于建筑工程消防設(shè)施維護(hù)現(xiàn)狀與問題的探析,本文主要從以上幾個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的論述,具體的加強(qiáng)性措施還應(yīng)該根據(jù)工程消防設(shè)施的客觀情況來綜合性的制定。在此也希望有更多的相關(guān)人士參與到這項(xiàng)工作的研究中來,為保障工程消防安全事業(yè)的科學(xué)發(fā)展而共同努力。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]陳剛.建筑消防施工之現(xiàn)狀及解決措施[J].科協(xié)論壇(下半月).2011(3)