在離子液中采用分散聚合工藝制備聚丙烯酸顆粒

在離子液中采用分散聚合工藝制備聚丙烯酸顆粒HidetoMinami等(日本神戶大學工程研究所)摘要在離子液體N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)銨與雙(三氟甲磺基)胺([DEME][TFSA])中，采用分散聚合工藝成功制得了聚丙烯酸(PAA)顆粒，聚合溫度為70℃，聚合體系采用低水解度(35.4%)的聚乙烯醇作穩(wěn)定劑。有趣的是，PAA顆粒很容易被水所萃取。在無交聯(lián)劑時，PAA顆粒卻呈現(xiàn)交聯(lián)結構。還發(fā)現(xiàn)PAA顆粒的交聯(lián)密度可以通過熱處理來控制，不同的處理溫度得到不同的交聯(lián)密度，而離子液體[DEME][TFSA]的優(yōu)點是其不揮發(fā)性及其很高的熱穩(wěn)定性。一、前言離子液體是一種新的溶劑，用于現(xiàn)代綠色化學合成工藝。離子液體是一種電解質，完全以離子狀態(tài)存在，且在常溫時呈液體狀態(tài)。離子液體有很多極具吸引力的優(yōu)良性能，如它的離子導電性、熱穩(wěn)定性、不可燃性和非揮發(fā)性等，是一種環(huán)保型溶劑[1-4]。人們對離子液體的物理性質已經(jīng)有廣泛的研究[5-7]。在聚合物研究領域，有越來越多的離子液體用作聚合過程的溶劑，并且日益受到人們的關注[8-32]。已有很多關于離子液體中均相聚合的研究報道。據(jù)研究報道，與本體聚合或有機溶劑中的均相聚合比較，在離子液體溶劑中所進行的自由基聚合工藝有許多優(yōu)點：有較高的聚合反應速率和較高的分子量。這是由于離子液體具有較高的粘度而使鏈終止反應速率下降的10,14,19,22,26]，在有些聚合實例中還由于聚合鏈增長速率系數(shù)的提高[14,30]。Pringil等人[24]在離子液體中采用化學氧化聚合法合成了導電聚合物納米粒子，這是一個采用離子液體作溶劑的非均相聚合體系的例子。Kim等人[33]報道稱在磁性離子液體中成功合成了聚吡咯顆粒，體系中含有納米粒子、納米棒和納米管等納米結構體，制備過程很簡單，只是將單體加入到磁性離子液體中即可。Zheng等人[29]在離子液體微乳液中進行了3,4-亞乙二氧基噻吩的直接陽極氧化電聚合。Landfester等人[34]在離子液體中進行了非均相縮聚而制得了聚酰胺納米顆粒。最近，我們第一次在N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧基乙基)銨與雙(三氟甲磺基)胺([DEME][TFSA])離子液體中，采用分散聚合的方法成功制備了聚苯乙烯(PS)顆粒[35]。在離子液體中，聚合物的顆粒大小及其分布的控制與在普通有機溶劑中進行的聚合過程一樣。此外，我們還在[DEME][TFSA]離子液體中、用普通反應器(而不是高壓釜)在不用自由基引發(fā)劑的情況下、在130℃溫度條件下采用熱聚合方法成功合成了PS顆粒，所使用的離子液體的優(yōu)點是其不揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性。再者，我們還在[DEME][TFSA]離子液體中制得了復合聚合物顆粒[36]和尼龍-6顆粒[37]。聚丙烯酸(PAA)目前在工業(yè)領域已經(jīng)大量生產(chǎn)，主要用作分散劑、增稠劑和超吸水聚合物等。特別是交聯(lián)的PAA可吸收大量的水，廣泛應用于濕度調節(jié)控制以及嬰兒紙尿褲的生產(chǎn)中。PAA通常采用自由基聚合方法來合成，可以用非均相聚合(反相懸浮聚合[38,39]及微乳液聚合[40])，也可用均相聚合(溶液聚合)，其中非均相聚合直接得到顆粒狀產(chǎn)物。然而，在非均相聚合體系中，由于PAA是水溶性的，因此需使用大量揮發(fā)性有機溶劑，這對環(huán)保是不利的。本研究的目的是，擴大離子液體的應用范圍，將它用作PAA顆粒合成的介質。我們在離子液體[DEME][TFSA]中，采用分散聚合工藝進行了丙烯酸(AA)單體的聚合研究，在離子液體[DEME][TFSA]中AA是可溶的，而PAA則不溶。二、實驗部分AA(日本京都NacalaiTesque有限公司生產(chǎn))，在氮氣保護下減壓精餾進行提純。試劑級的2,2’-偶氮二異丁腈(AIBN)在甲醇中進行重結晶法提純。試劑級的1-芘基甲基甲基丙烯酸酯(1-pyrenylmethylmethacrylate，縮寫為PM，日本東京Funakoshi公司產(chǎn)品)，不經(jīng)任何處理而直接用作PAA的熒光部分。聚乙烯醇(PVA，皂化度35.4%，重均分子量1.9×105g/mol)由日本合成化學工業(yè)有限公司(日本大阪)提供。聚吡咯烷酮乙烯(PVP，K-30，重均分子量3.6×105g/mol)由日本京都NacalaiTesque有限公司提供，使用前不作任何處理。離子液體[DEME][TFSA]由日本東京Nisshinbo工業(yè)有限公司生產(chǎn)，使用前不作任何處理，其結構式如下：1.離子液體[DEME][TFSA]中的分散聚合丙烯酸(0.25g)在[DEME][TFSA](2.5g)中的分散聚合過程是在10mL玻璃容器中、在氮氣保護下進行的，反應溫度70℃，電磁攪拌器轉速400rpm，反應時間24小時。AIBN(2.5mg)用作引發(fā)劑，PVA(12.5mg)用作穩(wěn)定劑。我們同時做了對比實驗，即AA在己烷介質中進行沉淀聚合，不用PVA，其他條件相同。2.PAA分散體的熱處理將PAA分散體溶解于含低水解度(35.4%)PVA的[DEME][TFSA]中，所得溶液PAA的固含量大約為1%。熱處理是在一玻璃容器中進行的，時間為1小時，熱處理溫度分別為100℃、125℃、150℃、175℃和200℃。其中200℃時的熱處理時間又分別為5分鐘、15分鐘、30分鐘、3小時、5小時和10小時等幾種情況。3.性能表征我們分別采用普通光顯微鏡(ECLIPSE80i,Nikon)、同焦激光掃描顯微鏡(CLSM,LSM-GB200,Olympus)和掃描電子顯微鏡(SEM,S-2460,HitachiScienceSystemsLtd.Japan)對PAA顆粒進行了觀察研究。PAA顆粒尺寸分布則采用動態(tài)光散射儀(DLS,FPAR-1000,OtsukaElectronics,Japan)進行測定，光散射角度為90℃，溫度為室溫(20℃左右)。[DEME][TFSA]的折光指數(shù)為1.419(20℃)，該參數(shù)是溫控條件下用Abbe3L折光儀(Baush&LombCo.,Ltd)測得的。20℃時，[DEME][TFSA]的粘度為120mPa(KantoRegents’sCatalog)。用以上數(shù)值采用Marquadt分析路徑可以得到數(shù)均(Dn)和重均(Dw)顆粒直徑。單體的轉化率采用氣相色譜法進行測定(ShimadzuCorporation,GC-18A)，載氣為氦氣，采用N,N-二甲基甲酰胺作溶劑，對二甲苯作內(nèi)標物。使用JASCO光譜儀FT/IR-6200、應用KBr小球法進行了傅立葉變換紅外光譜測定。當PAA進行甲酯化反應后[41]，其分子量及分子量分布采用凝膠滲透色譜儀(GPC)進行測定，采用兩根聚(苯乙烯-二乙烯基苯)凝膠柱子(TOSOHCorporation,TSKgelGMHHR-H7.8mmi.d.×30cm)，THF用作洗脫液，流量為1.0mL/min。三、結果與討論分散聚合開始于一個均相體系，在此體系中，單體、引發(fā)劑和空間穩(wěn)定劑均溶解于介質中，但反應生成的聚合物卻是不溶于介質的。由于AA溶于[DEME][TFSA]，而PAA卻不溶于[DEME][TFSA]，因此分散聚合應該是在離子液中進行的。我們以前在[DEME][TFSA]中制備PS顆粒的實驗研究中，PVP作為空間穩(wěn)定劑作用非常有效[35]。但是，當PVP用于本研究中，發(fā)現(xiàn)體系并不能達到膠體穩(wěn)定狀態(tài)，體系中形成了大量的凝塊。即使將PVP的用量加倍，體系也不能達到膠體穩(wěn)定狀態(tài)。分散聚合過程中所使用的穩(wěn)定劑，應該同時對聚合介質和聚合物顆粒具有親和性，這一點通常是很重要的。PVP溶于[DEME][TFSA]，但其不能被吸附到親水性的PAA顆粒表面。因此，我們使用低水解度(35.4%)PVA以代替PVP作為空間穩(wěn)定劑。因為PVA中的聚醋酸乙烯鏈段溶于[DEME][TFSA]，但聚乙烯醇鏈段卻不溶于[DEME][TFSA]，所以PVA是本分散聚合體系的理想穩(wěn)定劑。在聚合反應開始前，體系是均相的，即AA、PVA和AIBN完全溶于離子液中。隨著聚合反應的進行，體系變混濁，表明已經(jīng)有膠體穩(wěn)定的PAA顆粒生成。圖1所示為AA在離子液中的分散聚合轉化率-時間曲線，還有AA在己烷中的沉淀聚合轉化率-時間曲線，以作對比。兩個聚合反應速度均很快，而在離子液中進行的分散聚合比己烷介質中所進行的沉淀聚合更快一些。這種轉化率-時間變化趨勢在[DEME][TFSA]介質中合成PS顆粒的非均相體系過程中[35,36]以及均相體系過程中[10,14,22]也可看到。聚合反應速度快，是由于離子液粘度大導致鏈終止反應速度下降而鏈增長反應速度上升。甲酯化反應后通過GPC法測定的結果顯示，離子液中制得PAA的重均分子量(Mw)和多分散性(Mw/Mn)分別為5.3×105和4.01，分子量分布呈單分散性。此重均分子量較己烷介質中合成的聚合物大(己烷介質中Mw=2.7×105，Mw/Mn=4.71)。圖1丙烯酸在[DEME][TFSA]中的分散聚合(o)和在己烷中的沉淀聚合(·)轉化率-時間變化關系(70℃)圖2[DEME][TFSA]介質中采用分散聚合工藝制得PAA顆粒的SEM圖像(70℃條件下以400rpm攪拌速度攪拌24小時制得)圖2所示為在[DEME][TFSA]離子液中采用分散聚合制得的PAA顆粒的SEM圖像，聚合反應溫度70℃，反應時間24小時。圖像中我們觀察到尺寸約100納米的PAA顆粒在存在，這是首次在離子液中采用分散聚合法成功合成出PAA顆粒。由于100納米大小的顆粒產(chǎn)物傾向于聚集起來，因此PAA顆粒的直徑是采用DLS法在離子液中進行測定的，如此可以識得PAA顆粒在離子液中的狀態(tài)。然后PAA顆粒將用乙酸異戊酯進行清洗，以制成SEM測試樣品。PAA顆粒在[DEME][TFSA]中的數(shù)均直徑和Cv(變動系數(shù))分別為約115納米和26%(圖3)。這一結果顯示，100納米大小的PAA顆粒在離子液中通過聚合而生成的時候，其聚合物分子是單個分散于離子液介質中的，并未產(chǎn)生大量的凝聚。圖3[DEME][TFSA]中PAA顆粒的尺寸分布圖(數(shù)量分數(shù)，室溫下采用DLS法合成，Dn=115納米，Cv=26%)在完成聚合反應過程之后，為了從[DEME][TFSA]介質的分散體系中分離出PAA顆粒(或PS顆粒)，以制成SEM測試樣品，我們只須在體系中加入諸如乙酸異戊酯或甲醇之類的有機溶劑即可；這類有機溶劑與離子液互溶，但不能溶解PAA或PS顆粒。在本研究工作中，只要往體系中加入水即可將PAA產(chǎn)品萃取出來(如圖4所示)。在水剛剛加入之后(圖4a)，上層的水層是清澈的；但是，經(jīng)24小時之后，上層的水層變成混濁，而相反地，下層的離子液變得清澈了(圖4b)。這說明幾乎所有PAA顆粒均被萃取至水層中，萃取過程完成后，對離子液進行的FT-IR分析證明了這一推斷。圖4聚合混合物的外觀變化：(a)水剛加入混合物，(b)水加入后24小時(無混合動作)，(c)PAA顆粒從[DEME][TFSA]萃取至pH=2.2的水中的顯微鏡圖片Lodge等人已有報道稱，當溫度發(fā)生變化時，由聚(1,2-丁二烯-b-環(huán)氧乙烷)嵌段共聚物組成的膠束可以在疏水的離子液與水相之間來回轉移，這一過程被稱作“膠束穿梭”[42,43]。研究表明，是由于熵驅動才發(fā)生膠束穿梭現(xiàn)象的，人們還提出了其中的轉移過程機理。PAA顆粒的轉移機理即類似上述情況。但是，在本研究中，聚合物顆粒尺寸顯著不同，轉移過程是不可逆的，這一點將在以后的論文中再詳細討論。在本實驗中，萃取之后PAA顆粒出乎預料并不溶于水相。在顯微鏡中我們觀察到在水相中存在尺寸在微米級的高度溶脹的顆粒(圖4c)。由于PAA是水溶性的，因此在聚合過程中，PAA顆粒似乎發(fā)生了某種交聯(lián)反應(盡管無交聯(lián)劑的存在)。在己烷中進行的沉淀聚合反應中，所得到的PAA溶于水，此處的PAA是沒有交聯(lián)結構的。DeSimon等人報道稱，在超臨界二氧化碳中進行沉淀聚合得到的PAA顆粒沒有交聯(lián)結構[44,45]。上述結果證明[DEME][TFSA]離子液對交聯(lián)結構的形成具有很大的影響。這一點在后面還將討論。萃取后的PAA顆粒分布明顯比分散于離子液中的PAA顆粒分布寬，這表明PAA顆粒交聯(lián)密度的不均勻性。溶脹顆粒的粒徑主要在約10微米左右，這相當于100納米的PAA顆粒吸收了一百萬倍體積的水。從超吸水性聚合物應用的觀點來看，這一結果當然是很理想的。然而，在光學顯微鏡下溶脹顆粒與介質的對比反差太大，以至于看不出其是水中高度溶脹的顆粒。如果PAA顆粒被一百萬倍體積的水溶脹，則溶脹顆粒的折光指數(shù)將幾乎等于介質(水)的折光指數(shù)，這意味著我們將觀察不出溶脹顆粒的邊界。因此，微米級尺寸的溶脹顆粒不是被介質高度溶脹的，它們是在萃取操作過程中，由次微米級尺寸的顆粒凝聚而形成的聚集體。圖5用DLS法測得pH=3.8的水中PAA顆粒(數(shù)量分數(shù))尺寸分布圖圖5所示為萃取至水相中的PAA顆粒的顆粒尺寸分布圖(數(shù)量分數(shù))。DLS分析結果顯示，體系中不僅有微米級的顆粒，而且還有次微米級的顆粒，盡管次微米顆粒的重量比例極低。如上所述，微米尺寸溶脹顆粒可以被看作是萃取操作過程中形成的次微米尺寸顆粒的凝聚體。另一方面，次微米尺寸顆?？赡苁怯?00納米尺寸的顆粒溶脹而成的。我們研究了次微米尺寸PAA顆粒的溶脹比例變化與萃取用水pH值變化的關系。溶脹比采用水相中測得的Dn值和離子液中DLS測定值所得到的體積比進行估算。由于PAA分子中羧基的離子化，使水相pH值上升(從3.8上升至4.8)，對應的溶脹比也上升(從7上升至12)。此外，當pH=11時，隨著溶脹比的上升，分散體系變成透明體。為了確認這一現(xiàn)象的出現(xiàn)是由于溶脹顆粒的折光指數(shù)與介質的折光指數(shù)相接近，還是由于顆粒的溶解，我們進行了下面的實驗。取少量(0.52mg)熒光單體甲基丙烯酸1-芘基甲酯(PM)加入到AA的分散聚合體系中，聚合反應結束后，同樣用水萃取體系中的聚合物顆粒，然后用熒光顯微鏡進行觀測。圖6用水萃取的P(AA-PM)顆粒的光學顯微鏡(a,b)和熒光顯微鏡(a′,b′)圖像(pH分別為3和11)圖6所示為P(AA-PM)顆粒的光學顯微鏡和熒光顯微鏡圖像。當pH值較低(pH=3)時，在與光學顯微圖像對應的地方(圖6a)，通過熒光顯微鏡可以看到很亮的顆粒(圖6a′)。另一方面，當pH值較高(pH=11)時，則兩種顯微鏡均看不到上述顆粒。這表明當pH=11時，聚合過程中所形成的交聯(lián)結構可以很容易地被破壞掉。以前有報道稱，通過熱處理過程可以使PAA中的羧基形成酸酐結構[46]。這一酸酐鏈結結構在堿性水溶液中很容易發(fā)生斷裂并在溫度稍高時可釋放出二氧化碳(示意圖1)。如果酸酐鏈結形成于不同分子之間的反應，則將形成交聯(lián)結構。在本研究中，在70℃溫度下，在離子液中聚合反應完成之后即可通過酸酐基團形成交聯(lián)結構。為證明體系中PAA顆粒發(fā)生的是后面一種交聯(lián)結構(并有二氧化碳釋放)，我們對PAA顆粒進行了更高溫度的處理，在離子液中、在200℃溫度持續(xù)1小時，這主要得益于離子液的非揮發(fā)性和高熱穩(wěn)定性的優(yōu)點。示意圖1由羧基基團形成酸酐基團并釋放了二氧化碳的過程示意圖圖7PAA顆粒的光學(a)和熒光(b)顯微鏡圖片(在200℃的[DEME][TFSA]離子液中持續(xù)1小時，再分散于pH=12的水中)圖7所示為熱處理后P(AA-PM)顆粒分散于堿性水溶液(pH=12)中光學顯微和熒光顯微圖片。結果顯示，次微米尺寸顆粒甚至在pH=12時也可觀察到(無論是光學顯微鏡還是在熒光顯微鏡下)，經(jīng)熱處理的P(AA-PM)顆粒并未產(chǎn)生凝聚、在堿水溶液中也不溶解。這說明通過酸酐結構的生成并釋出二氧化碳，這一過程所形成的交聯(lián)結構是不可逆的。圖8熱處理前(a)以及在各種不同溫度下進行1小時熱處理后PAA顆粒的FT-IR譜圖[(b)100℃、(c)125℃、(d)150℃、(e)175℃、(f)200℃]以及在200℃下不同熱處理時間的FT-IR譜圖[(g)15分鐘、(h)30分鐘、(i)60分鐘、(j)180分鐘、(k)600分鐘]圖8所示的是PAA顆粒在各種不同溫度下處理1小時以及在200℃下各種不同處理時間情況下的FT-IR譜圖。我們看到了在高溫處理時PAA結構的變化，其中1050cm-1和1800cm-1頻率處的振動峰是酸酐基團的特征峰，這兩處振動峰的強度均隨溫度的上升而增強，表明酸酐鏈結構的增多或者說是聚合物的交聯(lián)密度的增大。另一方面，在200℃時，這些振動峰開始時隨加熱時間的延長而增強，而后當加熱時間達到3小時，又隨加熱時間的延長而減弱。這表明開始時隨加熱時間延長酸酐結構增多，隨后這些酸酐基團便轉變?yōu)轷；鶊F，并且這一形成交聯(lián)結構的轉變過程是不可逆的。這一結果與PAA顆粒隨加熱溫度升高和時間延長其在水中的溶脹比下降的結果是一致的。此外，為了研究離子液循環(huán)使用的可能性，我們進行了第二組相同條件的聚合反應研究，使用下層離子液相(圖4b)作為反應介質，這一下層的離子液中殘留了少量的溶解水、未分解的引發(fā)劑和PVA。在第二組實驗開始前，我們將[DEME][TFSA]加熱至100℃、維持10小時的熱處理過程，以蒸發(fā)出水分并使引發(fā)劑分解。在第二組實驗中，仍然可以觀察到未產(chǎn)生凝聚的PAA顆粒，只是其數(shù)均直徑(270納米)較第一組實驗(115納米)大。所得PAA顆粒同樣可以從離子液中用水進行萃取，離子液相可以再次恢復至清澈狀態(tài)。這一結果表明[DEME][TFSA]離子液可以在分散聚合制得的PAA顆粒被萃取之后很方便地被重復使用。四、結論我們已經(jīng)展示了在[DEME][TFSA]離子液中采用聚合工藝制備PAA顆粒的過程。有趣的是，PAA顆?？梢院苋菀椎貜碾x子液中萃取至水中，而且在無外加交聯(lián)劑的情況下可得到交聯(lián)結構的PAA顆粒。離子液的優(yōu)點是非揮發(fā)性和很好的熱穩(wěn)定性，因此可以在[DEME][TFSA]離子液中對聚合物進行熱處理，聚合物PAA顆粒的交聯(lián)密度可以通過溫度變化進行調節(jié)。本研究的結果拓展了離子液的應用領域，將離子液用作非均相聚合工藝的介質，以制備性能獨特的聚合物顆粒。此外，PAA顆粒被萃取后，離子液[DEME][TFSA]可重復使用。

附錄資料:不需要的可以自行刪除目視管理的定義目視管理就是通過視覺導致人的意識變化的一種管理方法。在日?；顒又?，我們是通過“五感”（視覺、嗅覺、聽覺、觸覺、味覺）來感知事物的。其中，最常用的是“視覺”。據(jù)統(tǒng)計，人的行動的60%是從“視覺”的感知開始的。因此，在企業(yè)管理中，強調各種管理狀態(tài)、管理方法清楚明了，達到“一目了然”，從而容易明白、易于遵守，讓員工自主性地完全理解、接受、執(zhí)行各項工作，這將會給管理帶來極大的好處?，F(xiàn)場里，每天都會發(fā)生各種不同的異常問題?，F(xiàn)場里有兩種可能的情況存在：流程在控制狀態(tài)下或是在控制狀態(tài)之外。前者意味著生產(chǎn)順利，后者表示出了問題?？梢暪芾淼倪\作包含以現(xiàn)物、圖例、表單及績效記錄，清楚地展示出來，以便管理人員及作業(yè)人員，能經(jīng)常記住那些影響質量、成本及交期（QCD）成功與否的要素。這些要素包括了企業(yè)整體策略的展現(xiàn)，乃至生產(chǎn)績效數(shù)字、最近的員工提案建議一覽表。所以，可視管理為現(xiàn)場管理不可或缺的基礎之一?，F(xiàn)場的問題要讓它能看得出來。假使無法檢測出異常的話，就無法管理好整個流程了。所以可視管理的第一個原則，就是要使問題曝光。如果沖床上的模具壞了，生產(chǎn)出不合格品又無人知道的話，那不久就會生產(chǎn)出堆積如山的不合格品；然而，附有“自動化”裝置的機器，只要一有不合格品發(fā)生，即能自動停止生產(chǎn)。當機器自動停止，問題即能看得出來。大部分從現(xiàn)場產(chǎn)生的信息，經(jīng)過許多管理階層的傳達，最后才送到最高管理人員，因此在往上級呈報途中，信息就愈來愈抽象且還遠離了事實。然而，在實施可視管理的場所，管理人員只要一走入現(xiàn)場，一眼即可看出問題的所在。而且可以在當時、當場下達指示?？梢暪芾淼募挤?，使得現(xiàn)場的員工得以解決這些問題。制造業(yè)的現(xiàn)場，最好要做成：一旦檢測到異常之處，生產(chǎn)線即能停止生產(chǎn)。大野耐一曾說過，一條絕不會停止的生產(chǎn)線，不是太完美了（當然，這是不可能的），就是極端地差勁。當生產(chǎn)線一旦停止，每一個人都能意識到發(fā)生了問題，然后會追究以確保此生產(chǎn)線不會再因相同的原因停止下來。“能停止的生產(chǎn)線”，是現(xiàn)場可視管理最好的例子之一。如果可視管理存在的第一個理由，是要使問題能看得出來的話，那么第二個理由，就是要使作業(yè)人員及督導人員能當場直接地接觸到現(xiàn)場的事實?？梢暪芾硎且环N很可行的方法，用以判定每件事是否在控制狀態(tài)之下，以及異常發(fā)生的時刻，即能發(fā)送警告的信息。當可視管理發(fā)揮功能時，現(xiàn)場每個人就能做好流程管理及改善現(xiàn)場，實現(xiàn)QCD的目標。對管理者來說，管理本身也許會帶來優(yōu)越感，但對被管理者來說并不是件愉快的事情?！氨M管減少管理、盡量自主管理”這一符合人性要求的管理法則，只有在目視管理中才能發(fā)揮得淋漓盡致。實施目視管理，即使部門之間、全員之間并不相互了解，但通過眼睛觀察就能正確地把握企業(yè)的現(xiàn)場運行狀況，判斷工作的正常與異常，這就能夠實現(xiàn)“自主管理”目的。省卻許多無謂的請求、命令、詢問，使得管理系統(tǒng)能高效率地運作?？梢暪芾淼?M現(xiàn)場里，管理人員必須管理5個M：人員（Manpower）、機器（Machines）、材料（Materials）、方法（Methods）及測量（Measurements）。任何與5M有關的異常問題，都必須視察使之可視化。1人員方面（作業(yè)員）?作業(yè)員的士氣如何呢？可由提案建議件數(shù)、質量圈參與率及缺勤次數(shù)來衡量。你如何知道生產(chǎn)線上，今天誰缺席，由誰替代他的工作？這些事項要在現(xiàn)場做成“可視化”。?你如何知道作業(yè)員的技能？現(xiàn)場里的公布欄，可以張?zhí)稣l已接受過何種工作訓練，誰還需要再施以其他的訓練。?你如何知道作業(yè)員的工作方法是正確的呢？“標準化”即是用來規(guī)定正確的工作方法之用，例如：作業(yè)要領書及作業(yè)標準書都必須陳列出來。2機器方面你如何知道機器正在制造良好質量的產(chǎn)品？是否附有自動化及防錯裝置：一有錯誤發(fā)生時，機器就能立即自動停止下來。當管理人員看到一部停下來的機器時，我們必須知道為什么：是否是計劃性停機？因換模設置而停機？因質量問題而停機？因機器故障而停機？因預防保養(yǎng)而停機？?潤滑油的液位、更換的頻率和潤滑的類別，都要必須標示出來。?金屬蓋應改為透明外蓋，當機器內(nèi)部發(fā)生故障時，才能使作業(yè)員能夠看得見。3材料方面?你如何知道物料的流動是否順暢？你如何知道材料是否超出所能掌握的數(shù)量，以及是否生產(chǎn)過多的數(shù)量。將附有證明最少庫存數(shù)量的看板附掛于在產(chǎn)品的數(shù)量上，作為前后流程之間生產(chǎn)指令的溝通工具，就可使異常現(xiàn)象看得見。?物料儲存的位置要標示出來，并且要標明庫存數(shù)量水準及料號?？梢杂貌煌伾鰠^(qū)分，用以防止失誤?？梢岳眯盘枱艋蚍澍Q器，突出地顯示異?，F(xiàn)象，例如供料短缺。方法?督導人員如何知道作業(yè)員的工作方式是否正確？將作業(yè)標準書張貼在每一個工作站上就清楚了。這些標準書上要注明工作的順序、周期時間、安全注意事項、質量查核點，以及變異發(fā)生時要如何處置。5測量*你如何檢查流程是否正常運轉？量規(guī)上必須清楚標示出正常的作業(yè)范圍。感溫貼紙要貼在發(fā)動機上，以感測出是否產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象。*你如何知道改善是否完成了，以及是否未達成目標而仍在改善進行中？你如何發(fā)覺精密的設計是否已經(jīng)正確地被校正過了？*現(xiàn)場里要掛出趨勢圖、提案建議件數(shù)、生產(chǎn)進度、質量改善目標、生產(chǎn)力改進、換模時間縮短，以及工業(yè)意外事故的降低。公布標準當我們走入現(xiàn)場，可視管理即能顯現(xiàn)出現(xiàn)場績效的成果。我們看到生產(chǎn)線旁，有多余供應物料的箱子；裝載物料的臺車沒有放在指定的格位內(nèi)；通道上放滿了箱子、繩子、不合格品及地毯時，就知道發(fā)生異常了（通道就其意是供通行之用，不是一個儲存場所）。將作業(yè)標準張貼在工作站的正前方，就是可視管理。這些作業(yè)標準，不僅是用來提醒作業(yè)員工作的正確做法，而且更重要的是，使管理人員得以判定工作是否論據(jù)標準在進行。當作業(yè)員離開了他們的工作崗位時，我們就知道有了異?，F(xiàn)象，因為掛在工作站正前方的標準作業(yè)表，明確規(guī)定了在工作時間內(nèi)作業(yè)員應在哪兒工作。當作業(yè)員無法在周期時間內(nèi)完成他們的工作，我們就不能期望今天能達成生產(chǎn)目標。雖然“標準”記述了作業(yè)員該如何做好他們的工作，卻經(jīng)常沒有明確記錄在異常發(fā)生時該如何處置?！皹藴省笔紫葢斢浭鋈绾未_認異常，然后再列出應如何處置的步驟。每日的生產(chǎn)目標也應當要可視化。每小時及每天的目標，要陳列在公告欄上，其旁邊記錄實際產(chǎn)量數(shù)值。此項信息能給督導人員預警，以采取必要的對策達成目標。例如調動人員支援進度落后的生產(chǎn)線?，F(xiàn)場所有的墻壁，可以轉變?yōu)榭梢暪芾淼墓ぞ摺Ｏ铝械男畔獜堎N在墻上及工作本上，讓每一個人知道QCD的現(xiàn)狀：質量的信息：每日、每周及每月的不合格品數(shù)值和趨勢圖，以及改善的目標。不合格品的現(xiàn)物應當陳列出來，給所有的員工看（這些現(xiàn)物，有時稱之為“斬首示眾臺”。此詞是從中古時代，將罪犯斬首陳列于村中廣場而來）。這些不合格品，經(jīng)常被用來當做訓練之用。成本的信息：生產(chǎn)能力數(shù)值、趨勢圖及目標。工時。交期的信息：每日生產(chǎn)圖表。機器故障數(shù)值、趨勢圖及目標。設備總合效率（OverallEquipmentEfficiency,OEE）。提案建議件數(shù)。質量圈活動。對每一特定的流程，也許需要再公布其他的信息項目。設定目標可視管理的第三個目的，是使改善的目標能清晰化。假想有一家工廠，受到外界的要求必須在6個月內(nèi)降低某一特定沖床的換模時間。在此例中，我們就在機器旁邊，設立一塊布告欄。首先，將現(xiàn)在的換模時間（舉例來說，在1月份為6小時）畫在圖上。其次，再畫上目標直線值（在6月份為1.5小時）。然后在此兩點之間連接成一條直線，表示出每個月所需達成的目標值。每一次換模時，就測定時間，然后標在圖上。為協(xié)助作業(yè)人員達成目標，便必須給予他們特別的訓練。一段時間后，難以置信的事情發(fā)生了。圖上的實際換模時間，開始沿著目標直線走！此乃因為作業(yè)員對目標有了認識，而且了解到管理部門期望他們達成目標。無論何時，一旦換模時間數(shù)值跳到目標線之上，他們就知道有異常（工具遺失等）發(fā)生了，然后采取行動，以避免往后再次發(fā)生這樣的錯誤，這就是可視管理很有功效的作用之一。數(shù)字本身并不足以激勵員工。缺少了目標值，數(shù)字就是死的。改善的終極目標，就是要實現(xiàn)最高管理部門的方針。最高管理部門的職責之一，就是要設定公司的長期和中期方針，以及年度方針，并且要以可視化陳列給員工知道。通常這些方針，都是陳列在工廠的大門口處、餐廳以及現(xiàn)場。當這些方針逐層往下一個管理階層展開時，最后就會展開至現(xiàn)場的層級，每一個人就知道，為何必須要從事改善的活動。當現(xiàn)場的員工了解到，他們改善活動與公司的經(jīng)營策略相關時，以及存有執(zhí)行任務的感覺時，改善活動在現(xiàn)場員工的心目中，才能變得有意義了?？梢暪芾碛兄谡J定問題，突顯出目標與現(xiàn)狀之間的差異。換言之，它是一種穩(wěn)定流程（維持的功能）以及改進流程（改善的功能）的一種工具?？梢暪芾硎枪奈璎F(xiàn)場員工達成管理目標很有效的工具。將達成的目標及向目標前進的趨勢，以可視化的方式表現(xiàn)出來，可使作業(yè)人員發(fā)掘許多的改善機會，增強他們自己的工作績效。目視管理之對象及常用工具目視管理之對象。構成工廠的全部要素都是其管理對象。如：服務、產(chǎn)品、半成品、原材料、零配件、設備、工夾具、模具、計量具、搬運工具、貨架、通道、場所、方法、票據(jù)、標準、公告物、人、心情等等。目視管理之常用工具。在目視管理中，作為常用的工具一般有警識燈、顯示燈、圖表、管理板、樣本、熱壓標貼、標示牌、各種顏色紙/帶/油漆等等。以下分別進行說明各種目視管理的具體應用。目視管理的物品管理日常工作中，需要對工夾具、計量儀器、設備的備用零件、消耗品、材料、在制品、完成品等各種各樣的物品進行管理。通常對這些物品管理有四種基本形式：隨身攜帶。伸手可及之處。較近的架子、抽屜內(nèi)。放于儲物室、貨架中。此時，“什么物品、在哪里、有多少”及“必要的時候、必要的物品、無論何時都能快速取出放入”成為物品管理目標。目視管理的物品管理要點要點1：明確物品的名稱及用途。方法：分類標識及用顏色區(qū)分。要點2：決定物品的放置場所，容易判斷。方法：采用有顏色的區(qū)域線及標識加以區(qū)分。要點3：物品的放置方法能保證順利地進行先入先出。目視管理的作業(yè)管理工廠中的工作是通過各種各樣的工序及人組合而成的。各工序的作業(yè)是否是按計劃進行？是否是按決定的那樣正確地實施呢？在作業(yè)管理中，能很容易地明白各作業(yè)及各工序的進行狀況及是否有異常發(fā)生等情況是非常重要的。目視管理的作業(yè)管理之要點要點1：明確作業(yè)計劃及事前需準備的內(nèi)容，且很容易核查實際進度與計劃是否一致。方法：保養(yǎng)用日歷、生產(chǎn)管理板、各類看板。要點2：作業(yè)能按要求的那樣正確地實施，及能夠清楚地判定是否在正確的實施。方法：ONEPOINT（重點）教材、欠缺品和誤用品警報燈。要點3：在能早期發(fā)現(xiàn)異常上下工夫。方法：安裝異常警報燈。如上所述，目視管理的作業(yè)管理就是檢查以下四點：是否按要求的那樣正確地實施著。是否按計劃在進行著。是否有異常發(fā)生。如果有異常發(fā)生，應如何對應簡單明了地表示出來。目視管理的設備管理近幾年來，隨著工廠機械化、自動化的進行，僅靠一些設備維護人員已很難保持設備的正常運作，現(xiàn)場的設備操作人員也被要求加入到設備的日常維護當中。因此，操作者的工作不僅僅只是操作設備，還要進行簡單的清掃、點檢、加油、緊固等日常保養(yǎng)工作。目視管理的設備管理是以能夠正確地、高效率地實施清掃、點檢、加油、緊固等日常保養(yǎng)工作為目的，以期達成設備的“0”故障目標。目視管理的設備管理要點要點1：清楚明了地表示應該進行維持保養(yǎng)的機能部位。方法：顏色別加油標貼，管道、閥門的顏色別管理。要點2：能迅速發(fā)現(xiàn)發(fā)熱異常。方法：在馬達、泵上使用溫度感應標貼或溫度感應油漆。要點3：是否正常供給、運轉清楚明了。方法：旁置玻璃、小飄帶、小風車。要點4：在各類蓋板的極小化、透明化上下工夫。方法：特別是驅動部分，下工夫使容易“看見”。要點5：標識出計量儀器類的正常范圍、異常范圍、管理限界。方法：用顏色表示出范圍（如：綠色表示正常范圍、紅色表示異常范圍）。要點6：設備是否按要求的性能、速度在運轉。方法：揭示應有的周期、速度。目視管理的品質管理目視管理能有效防止許多“人的失誤”的產(chǎn)生，從而減少品質問題的發(fā)生。目視管理的品質管理之要點要點1：防止因“人的失誤”導致的品質問題。方法：合格品與不合格品分開放置，用顏色加以區(qū)分，類似品采用顏色區(qū)分。要點2：設備異常的“顯露化”。方法：重要部位貼付“品質要點”標貼，明確點檢線路，防止點檢遺漏。要點3：能正確地實施點檢。方法：計量儀器按點檢表逐項實施定期點檢。目視管理的安全管理目視管理的安全管理是要將危險的事物予以“顯露化”，刺激人的“視覺”，喚醒人們的安全意識，防止事故、災難的發(fā)生。目視管理的安全管理要點要點1：注意有高低、突起之處。方法：使用油漆或熒光色，刺激視覺。要點2：設備的緊急停止按鈕設置。方法：設置在容易觸及的地方，且有醒目標識。要點3：注意車間、倉庫內(nèi)的交叉之處。方法：設置凸面鏡或“臨時停止腳印”圖案。要點4：危險物的保管、使用嚴格按照法律規(guī)定實施。方法：法律的有關規(guī)定醒目的揭示出來。以下是目視管理對效率、品質、人際關系、士氣的影響。目視管理對效率的影響每日花費許多時間左翻右翻找資料，到處問工具誰拿走了，這些不知不覺中損失效率的事情，在目視管理實施不好的企業(yè)里，經(jīng)常可見。如果能將所有文件物品分門別類擺放，在標識上用顏色加以區(qū)分，再在文件夾上斜貼帶用于明確擺放位置；如果能對工具進行形跡管理，再準備一些經(jīng)常使用者的姓名牌及使用