纺织论文纺织论文纺织论文纺织论文

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论文摘要：农用纺织品以其优越的耐环境性、机械性质、易加工性与环境耐用性等特点，能够在提高农产品数量与质量安全、农业资源安全、农业生态环境安全、农产品市场竞争力方面发挥重要的作用，同时也作为纺织行业实现结构调整优先发展的专项的产品。本文介绍了农用纺织品发展现状以及开发农用纺织品的几点建议，以期对国内农用纺织品的研发能起到借鉴作用。　　一、前言　　近期纺织工业调整振兴规划的出台无疑对纺织行业的发展指出了未来方向。该规划重点提出要统筹国际国内两个市场。积极扩大国内消费，开发新产品，开拓农村市场，促进产业用纺织品的应用。产业用纺织品作为今后纺织业新的经济增长点，具有技术含量高、利润附加值高、产业链长的特点，因此扩大农村纺织品需求，发展农用纺织品将明显带动对产业用纺织品的巨大需求。纺织品在农业上的应用不仅表现为产品品种和数量方面的逐年增长，也体现在产品最终用途和市场需求的细分上，其应用范围从被覆材料、生长基材、包装材料和绳缆渔网，到各类功能性产业纺织品如过滤布、防水材料、防护服、以及农田水土保护用的土工布和园艺纺织品等。农用纺织品以其优越的机械性、加工性、垂挺性、亲和性及其他独特的功能，正成为改变传统农业落后、粗放经营方式的重要材料。目前，我国农业的发展已步入现代化的进程，在这个过程中，农用纺织品将发挥重要的作用。在农业和园艺业，因为土壤使用率提高，种植效率和产能也在提升，使产量增长，因而可耕作面积持续减少。产业纺织品在这一发展进程中发挥着重要作用，目前农用纺织品仅是产业用纺织品中一个相对较小的分支，基于成本原因，全球农用纺织品巿场年产约为200万吨，价值达50亿美元，但据英国DavidRigbyAssociates咨询机构研究显示，该领域年均增长率为3.5%，增长潜力巨大。随着对农业基础地位的进一步认识和纺织业振兴规划的实施，农用纺织品的开发、生产与应用将日益受到人们关注。　　二、农用纺织品的开发价值和应用范围　　长期以来，我国农业一直在走高投入、高消耗、低效益、低产出，追求数量（产量）增长而忽视质量提高的道路，已出现许多农业环境问题，如水资源供需失调及利用不当的过度使用化肥与农药导致环境破坏，以及大规模使用塑料薄膜对农业生态的影响[5][6]。我国农业经济在快速发展的同时，始终面临着人口多、土地少、能源缺、生态脆弱、环境污染严重、基础脆弱、综合生产能力低等诸多突出问题。造就一种环境不退化、技术上应用适当、经济上能生存下去以及社会能够接受的农业，需要通过先进科学技术的开发、应用实现物质的多层次循环利用，即在生产、加工和转化过程中，以促进农产品安全、生态安全、资源安全和提高农业综合效益为目标，通过技术革新和管理水平的提高实现人与自然的和谐发展。 　　农用非织造布和农用化纤网作为重要的产业用纺织品，在实现农业生态、生产、经济三者协调统一方面起着重要作用。农用纺织品农用纺织品强力高、空间稳定性好，优良的产品强力、韧性、抗冲击性、恶劣环境耐受性及易加工特点，使其特别适用于在自然条件下对作物进行强制性保护，另一方面它可以帮助人们预防因为环境污染等原因而引起的各种各样的危害，在育种、农药、化肥、农用新工艺等方面都有应用，已作为设施农业的重要组成部分。　　全球农用纺织品消耗(单位：千吨)种类           年份199520002005纤维与纱7418951021机织222306373无纺192640其他纺织499536608总量148117902042 　　全球农用纺织品消耗(单位：百万美元)种类           年份199520002005纤维与纱192723362700机织181523552841无纺89123181其他纺织156217761922总量340642554944种类           年份199520002005西欧642675722东欧6373106北美590624663南美8397117亚洲191325663070其他175220266合计346642554944　　农用纺织品的演化是随着绳、带和袋类产品的发展而来，最初由天然纤维，如黄麻等来制造，20世纪下半叶开始采用合成纤维作为原料生产。近期以来，由于开发出多种处理技术，因而获得新功能，如抗紫外线、防腐和抗侵蚀防护等。在农用纺织品应用领域中，天然纤维，如亚麻、棉、黄麻、剑麻和椰麻，以及人造纤维，如聚丙烯和聚乙烯，两者的使用都很广泛。在发达国家，趋势朝着使用合成纤维方向发展，特别用于生产无纺布和针织织物或挤出膜。在发展中国家，具有生物降解功能的天然纤维应用于更多传统领域。目前，农用纺织品巿场表现不一。渔用方面，因鱼类资源和渔船队的减少，全球巿场出现转折拐点；但渔农水产业的发展，引发了新的巿场需求，如今已发展成为包括梭织、针织和无纺织物在内的产业用纺织品，用于农业、森林、园艺、渔农业和园林等领域。 　　以农用非织造布和厚型无纺布制成的被覆材料已涵盖了防寒防冻材料、遮阳防旱材料、防鸟防虫材科、防草膜、保温保湿材料、果树保护材料、育苗播种基材等，在农田水土保护、植物生长基质、温室遮覆、以及园艺栽培产业得到大量使用，有逐步取代农用薄膜、塑料等材料的趋势，尤其是某些能够集防虫、防草、施肥、播种为一体的多功能农用覆盖材料，不仅具有传统的塑料薄膜保护土壤地表温度、提高种子发芽率的作用，更具有良好的透气性、透水性及保湿性，此外还借助生物制剂或忌避剂的添加阻隔日光辐射，阻止杂草的生长，防治病虫害滋生。　　此外，还有蔬菜、园艺和畜牧业用遮光织物，避免使用对环境有害的化学品（如除草剂或杀虫剂）控制杂草生长的地被，这些天然纤维织物可以缓慢分解，使土壤能进行再栽培。特别是，农用纺织品能保持有效的土壤湿度并升高土壤温度，这样有助于延长植物生长周期，这在早春的温度气候条件下特别重要。助于增加产量，防止有害物侵袭和预防暴风雨伤害所带来的减产现象。特别值得一提的是，地被可以及早优化种植生产，提高作物质量。除了规模应用外，诸如绳、索和包装袋及果实包装防护网也是农用纺织品的广泛应用领域，拥有先进技术含量的农用纺织品也开发用于作物保护，包括蔬菜、鲜花、水果和爬藤植物的保护及培育，或防止家畜践踏。　　近年来，农用纺织品在工程排水方面的应用倍受关注，目前的农用纺织品排水营主要有机织管、针织管和非织造布复合管三种。机织管多为双层组织织物，针织管多为圆筒状织物，二者优点是灵活性大，便于篪工，但如用于地下灌溉还需配有支撑材料。新型的非织造布复合结掏的排水管则可用于多种场合，具有良好的过滤和排水性能，营体结构合理、牢固，加强了非织造布过滤层的保护。　　在育种方面，可采用高强丙纶纤维和麻纤维来编织成小网格制成培育垫，将植物种子有规律的加入，既能帮助植物发芽生根，又能防止土壤流失。为提高纤维材料的可降解性，美国已制造出多种生物可降解的土壤毯，该材科由椰子皮纤维、稻草、麦秸等混合制成。非降解聚丙烯类纤维也可适用，但要经过特殊处理，加入降解剂，即可随时间长短进行不同程度分解。　　在草坪种植方面，以可降解的麻纤维为原料采用经编或纬编工艺制作的植物培育基材，既解决了传统的草皮移植时铺设草坪既缓慢又繁琐的问题，还清洁卫生．无病、无虫、无菌、无味、无臭，是理想的培育草坪的材料。　　在水稻育秧方面，传统本土水稻育秧方法已被淘汰，目前大都采用塑料软盘育苗，其缺点是透水及保水性差、成本较高，难于推广，而新型纺粘法聚丙烯非织造布水稻育秧盘，隔离性好、强度高、质轻、效果好，可实现农副产品的早熟、高产、稳产、无公害、天污染种植，完全可以取代农用薄膜、塑料等材料，而且性能优越，性价比高。非织造布因其对空气和水良好的渗透性，以及疏松的结构具有良好的微气候调节与营养储存功能，多用作覆盖材料，起到隔热、保温和防紫外线的作用，由于其良好的透湿、透光性，既能达到改善作物生长环境的作用，又能起到保护作物的作用。运输用袋、饲料用袋及特殊用袋对强度要求高，则多由经编织物与梭织物织成网状物储存水果和谷类，而结合了织物与复合材料加工技术所制成的玻璃纤维梭织物强化制品也可用于农作物与食物的储存。 　　高档复合非织造布的加工技术及其农业领域的应用发展十分迅速，其中纺粘、熔喷、水刺、针刺、浆粕气流成网发展速度非常快。单一工艺的非织造布已不能完全满足使用要求，各种新型的非织造布产品不断产生。从工艺的角度，非织造布之间的复合方式有很多，例如纺粘-熔喷-纺粘(sms)、梳理成网-纺丝成网-梳理成网(csc)、梳理成网-熔喷-梳理成网(cmc)、梳理成网与浆粕气流成网用水刺复合、纺粘与木浆纤维复合等。我国在非织造布复合技术方面起步较晚，因此要加快推进该技术的研究开发。膜结构材料及新型蓬盖材料是近年来国外发展极为迅速的新型材料，该材料具有良好的透光性，可以很好地解决采光问题。国内应对膜结构材料基材、涂层及整理工艺设备以及建筑设计应用技术等方面进行研究，满足国内需求，替代进口。表2 部分农用纺织品的生产厂家和产品国别供应商商品类别品牌商标产品原料性质与用途英DanMow覆盖膜Gro-Shleld丙纶纺粘非织造布重量轻、强度高；可防紫外线、防湿、保护庄稼免受过热过冷、冰雹、风暴灾害影响、以及免受飞鸟和害虫侵袭英Don＆Low防护网Lobone丙纶机织网用作防风墙、池塘罩防风、鸟和其它猛禽侵对作物的侵害美Reemay农用土工布Biobarrier聚烯烃纺粘纤维网阻碍树根生长，以防破坏土建基础日Sohi种子基质Bemlle100%纤维素纤维长丝纺粘非织造布可生物降解，用作种子袋美Amoco覆盖材料GFR丙纶纺粘非织造布重量轻、强度高，可用于种子覆盖美Amoco覆盖材料Mypex丙纶纺粘非织造布多孔、透气、透水、透光性好，用于露天作物和盐栽植物覆盖可抗紫外线美Amoco覆盖材料RFX丙纶纺粘非织造布重量轻、均匀性好，可用于农作物覆盖德Freudenberg覆盖材料LutvasilThermoselect丙纶纺粘非织造布高强度、遮光性好，用作覆盖材料可使作物不产生过热德Freudenberg覆盖材料Photoselect丙纶纺粘非织造布具有透光选择性，可用于葛苣类植物覆盖，使之变白，减少苦味德Sodoca覆盖材料AgrylP17丙纶热粘长丝非织造布透光性好，化学稳定好，用于固艺和植物培育德Sodoca覆盖材料AgrylP30丙纶热粘长丝非织造布用于冬季作物防霜冻和苗床保护德TechTex-BremenGmbH农用土工布Evergreen天然纤维或合成纤维网用于斜坡堤岸的绿化和保护，提供作物种子发芽生长的条件，可防止或减少承土流失　　三、环境无害农用纺织品的应用前景 　　传统的农用织物多由整合织物与被附加工技术制成，其主要优势在于产品的耐气候性、悬垂性、机械性质、易加工性与耐用性等均较塑料制品为优，但产品技术指标中并未关注生物可降解性[11]。欧洲国家根据农用纺织产品大致的生命过程，从纤维生产、纺纱织造、针织、漂白、染色和后整理等环节对某些农用纺织产品给出了指定的检测项目和检测方法，在纺织品贸易中推行的诸多生态指标并未体现在农用纺织品的产品标准中。如荷兰政府对农业喷洒用织物设定的实验室稽查员职务所应测试的项目仅包括强力、耐渗透、耐水压、抗皱、抗变形、穿透性和化学性等项目(表3)，对产品的生物降解性和生物兼容性尚未考虑。转表３　荷兰农用织物的部分测试项目测试项目技术规范织物强力(50mm条状)经、纬向：490N(50kgf)抗撕裂强力经纬向：19.6N(2kgf)耐渗透织物应可密闭在100mm水柱压力(0.981Kpa)耐水压织物应可抗水穿透度在1m水柱压(9.81Kpa)抗皱性能织物在以Schopper叠合设备折叠100000次，不应该有任何损伤抗变形织物在－20℃下24hr不可有何之变形7.织物在＋70℃下7天不可有任何之变形化学性织物显示有任何的孔洞，撕裂处及其它开孔且必须防水，且不可经下列化学药品的处理，H2SO4(2N)，HCl(2N)，HNO3(2N)，冰醋酸，NaOH(50﹪)，KOH(50﹪)，氨水，煤油等穿透性缝合处与织物间应该满足不可穿透之相同要求 　　现在市场上大多数农用纺织品为聚酯、聚丙烯短纤热熔和长丝纺粘制成非织造布，也有选用强度较高的纤维机织、针织的网状织物(表4)。为避免农用纺织品重蹈塑料地膜造成的“白色污染”，应在其常规性能所要求的防紫外线、防静电、防绒、防绉、防水、防泼水、防污、防霉、抗菌、消臭、防臭、难燃防火等功能之外，关注农用纺织品的生物可降解性和生物相容性，避免纺织品生产加工过程存在的诸多污染源引入具有环境风险的化学物质[12]。农业废弃物的无害化处理与资源化利用正成为农业生态系统健康评价指标，根据纤维材料的最终用途和基本特性，开发适合农业生产需要的多功能环境无害的纺织品，实现农业环境资源高效利用与生态安全，将成为未来高科技纺织品的主流。随着织造技术的不断发展，农用纺织品研究的方向越来越集中在高科技的基础材料领域，相信会有越来越多的新型纤维原科用作农用纺织品。表４ 农用纺织品应用材质类型材 质外张型a.玻璃室,玻璃含普通玻璃,型板玻璃,热线吸收玻璃b.塑料屋(Plastichouse)含软质薄膜(PE,PVC,EVA),中硬质薄膜(PET或其它),硬质薄膜(Acrylic,GFRP,Polycarbonate,氯化乙烯)c.地下道(Tunnel)d.软质薄膜(PE),无纺织物(PET或其它),寒冷纱(Vinylon,Polyester,Polyethylene) 内张型软质薄膜(PE,PVC,EVA),硬质薄膜(PET),可动型,软质薄膜(PE,PVC,EVA),不织布(PET,PVC,PP),反射型薄膜(PE,PVC,EVA)遮光型寒冷纱、针织物(Vinylon,Polyester,Polyethylene),不织布(Polyester,Polyuiylalcohal,Polypropylene),软质薄膜(PE,PVC,EVA)其它不织布(PET,PVC,PP),外面保温用发泡体,硬质薄膜(PVC,PE,EVA),补光反射薄膜(PVC,PE,EVA),防虫用寒冷纱(Vinylon,Polyester,Polyethylene),反射薄膜(PVC,PE,EVA),防风用针织物(Vinylon,Polyester,Polyethylene)　　四、农用纺织品产业化进程中的对策　　尽管农用纺织品具有保温性、遮光性、透气性和耐用性等特点，由于成本原因和技术推广不够，加之没有政策优惠，制约了产业化的进程。而作为农业大国，中国的农用纺织品应该有较大的市场。据了解，我国农用纺织品的潜在市场高达50亿平方米，但目前的农业非织造布用量仅占理想市场的1％~2％，足见农用纺织品有广泛的市场空间。　　从农业部门得到的资料也显示，我国超时令、反季节生产的设施农业发展已有了较好的势头，且发展迅猛。农民也开始认识到，发展设施农业、实现无公害、无污染种植的重要性，并开始向这一方向发展,可以预见在不久的将来，在各种农业栽培技术的积极推广之下，而这方面将会有较大的发展。　　在农用纺织品产业化的实施过程中，应充分发挥市场配置资源的基础性作用，通过政府引导实现纺织品产业化经营和标准化生产。农用纺织品不同于穿着用纺织品和装饰用纺织品，它需要根据使用单位的订货而生产。要使绝大部分农民能够接受和使用这种材料，首先应做好示范、宣传和教育工作，结合目前国际上大量应用农用纺织品的三大农业栽培技术，即地膜栽培技术、高效节能日光温室栽培技术和温室无土栽培技术，实施科技兴农，提高农民素质，让农民真正了解这种材料的优越性和保护环境的重要性，自觉地依靠科技进步发展农业；其次，产品制造商要与应用部门要进行联合开发，针对植物的不同特性，将科研、生产和使用相结合，实现规模化发展，使农用纺织品的产品专业化、系列化，实现大批量生产，以降低产品成本，减轻农民的投入负担。两者有机结合，将会促进农业和纺织业的良性发展。当然，开发农用纺织品，加快设施农业建设，也有技术不断进步的问题，大力研发适用于当地气候条件、水土特征的农用纺织品，同时现有农用纺织在实际应用中也有许多不足需要尽快解决，而生物降解性和生物兼容性农用纺织品的开发尤具现实性。对此，政府部门可从利益分配机制和运转约束机制两方面对农用纺织品市场主体的行为加以指导，鼓励使用环境友好型和再生型原料加工产品，提倡加工过程中的清洁生产，实现农用纺织品的产品安全性和可持续消费。　　五、结论　　农用纺织品在整个设施农业中的比重并不是太大，但它所起的作用和意义十分显著，通过适宜的品种选择和相应的栽培技术，农用纺织品使作物生长在一定程度上摆脱了对自然 环境的依赖。推进农用纺织品的产业化进程和应用领域，是建设资源节约型、环境友好型农业的重要手段，也将成为实施科技兴农、开创生态农业的一个重要组成部分。开发适合农业生产需要的多功能环境无害的纺织品，不仅是传统纺织产业结构调整期新的利润增长点，也是是当前和今后一段时间发展设施农业的重要标志。