漢麻纖維及其發(fā)展前景

漢麻纖維及其發(fā)展前景【摘要】文章介紹了漢麻纖維的物理結(jié)構(gòu)及主要性能,闡述了漢麻的應(yīng)用,提出綜合開發(fā)漢麻產(chǎn)業(yè)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要意義。例舉了漢麻纖維的應(yīng)用領(lǐng)域等。【關(guān)鍵詞】漢麻纖維，性能，應(yīng)用，發(fā)展前景引言近年來，隨著人們對服裝個(gè)性化、高檔次和多樣化的要求自已強(qiáng)烈，使得柔軟、舒適、功能性織物越來越受到重視。漢麻纖維是各種纖維中較細(xì)軟的一種，細(xì)度僅為苧麻的三分之一，與棉麻相當(dāng)，纖維頂端呈鈍圓形，沒有苧麻、亞麻那樣尖銳的頂端，故成品特別柔軟舒適[]。漢麻種植簡單、省時(shí)省功；漢麻在我國各地都能種植，特別適合山坡地、荒地和鹽堿地等[]。由于合成纖維是以石油、煤、天然氣等為原料，其資源是不可再生，能源消耗嚴(yán)重，因此可再生、可循環(huán)的生物資源，日益成為人類關(guān)注的焦點(diǎn)。漢麻纖維早為新資源，市場前景廣闊[]。漢麻纖維漢麻屬于木蘭綱大麻科大麻種的一年生草本植物，通常為雌雄異株，雄花開花不結(jié)籽，俗稱“花麻”；雌株授粉后結(jié)籽，俗稱“籽麻”。一般雌株較多，而雄株較少。精選育也有雌雄同株的[]。漢麻是人類最早的培育作物之一，漢麻纖維是人類最早使用的紡織纖維原料之一，而中國是世界上最早種植漢麻的國家，近年來中國漢麻產(chǎn)量已占世界漢麻產(chǎn)量的居世界第一[]。漢麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)漢麻最外層是表皮,順次為皮層、次生皮層、韌皮部、形成層、木質(zhì)部和髓。纖維束大多存在于次生皮層,一般纖維束層最外一層為初生纖維,次生纖維位于韌皮部[]。漢麻韌皮纖維主要由細(xì)胞壁和細(xì)胞空腔組成,細(xì)胞壁又分為細(xì)胞膜和初生壁及次生壁,次生壁又可以細(xì)分為3層,其中胞間物質(zhì)木質(zhì)化嚴(yán)重[]。漢麻與亞麻、苧麻相比，雖然都屬韌皮纖維，但又各具特點(diǎn)，漢麻韌皮中單纖維截面由個(gè)纖維細(xì)胞成束分布，由薄壁細(xì)胞間隔，單纖維百分率為；亞麻韌皮中單纖維截面由10-20個(gè)纖維細(xì)胞聚集成一個(gè)纖維束，由環(huán)繞的薄壁細(xì)胞間隔，單纖維百分率為20%；苧麻韌皮中單纖維截面由20-80個(gè)纖維細(xì)胞聚集成束，由薄壁細(xì)胞間隔，易分解成單細(xì)胞，單纖維百分率為90%[]。漢麻纖維的化學(xué)纖維漢麻纖維中主要含有纖維素和部分非纖維素物質(zhì)，包括半纖維素、木質(zhì)素、果膠、水溶物、脂蠟質(zhì)和灰分等成分。從含量上看，漢麻纖維的纖維素含量相對較高，但是木質(zhì)素和果膠的含量也都偏高，這就給漢麻的工藝帶來了很大的困難，想要獲得適于紡紗的纖維，擁有良好的纖維剛度、手感等性能，就必須合理去除纖維間的半纖維素、木質(zhì)素和果膠等。至今人們已清楚漢麻植株中含有400多種化學(xué)物質(zhì),其中60多種漢麻酚類物質(zhì)是漢麻植物所特有的。在這60多種漢麻酚類物質(zhì)中,最主要的有四氫大麻酚(THC)、大麻二酚(CBD)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚(CBG)、大麻環(huán)萜酚(CBC),與此同時(shí),漢麻纖維中含有多種微量元素,這些成份以各種方式與纖維素結(jié)合在一起,其存在對纖維的性能造成一定的影響。漢麻纖維中結(jié)合了Cu、Zn等多種微量元素[]。漢麻纖維的性能漢麻纖維的物理性能漢麻纖維是一種優(yōu)異的服用纖維,它纖維細(xì)、強(qiáng)度高、吸濕排汗性好,既具良好的服用舒適性,又有一定的保健性。漢麻纖維強(qiáng)度高,斷裂伸長小,適合于作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)纖維應(yīng)用,但其紡織加工難度大,因此纖維處理時(shí)需要采用各種工藝對其進(jìn)行改性,以適應(yīng)于服用的需要。漢麻纖維的吸濕性能漢麻纖維本身屬于纖維素纖維,纖維中含有大量的極性親水基團(tuán),纖維的吸濕性非常好,并且從漢麻纖維的結(jié)構(gòu)可以看出,由于巨原纖縱向分裂縫和孔洞的存在,表面形成的天然毛細(xì)通道和中腔連通,使汗液或濕氣能及時(shí)疏導(dǎo)到織物表面,提高了服裝穿著的舒適性。漢麻纖維屬于纖維素纖維，纖維分子中含有大量的極性親水基團(tuán)，與水接觸時(shí)易與水分子結(jié)合吸附水分子，暴露在空氣中的漢麻產(chǎn)品一般含水率達(dá)到12%左右，在空氣濕度達(dá)95%時(shí)，含水率達(dá)到30%[]。另外由于漢麻纖維的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，纖維中心有較大的空腔，縱向有許多與之相連的裂隙和孔洞，使纖維具有較多的毛細(xì)管道，能夠迅速轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散織物內(nèi)的水分和水汽，當(dāng)人體出汗時(shí)，能將汗液或濕氣及時(shí)疏導(dǎo)到織物表面散失到空氣中，據(jù)測算，漢麻吸汗速率是棉的兩倍，穿著漢麻織物與棉織物相比，可使人體感覺溫度低5℃左右[]。漢麻纖維的抗菌保健性麻纖維織物對白色念珠菌、大腸桿菌、綠濃桿菌、金黃色葡萄球菌有顯著的抑制效果,其中對大腸桿菌的效果最好,抑菌圈直徑達(dá)100mm(抑菌圈直徑大于6mm即有抑菌效果),說明漢麻纖維具有天然的抑菌功效[]。分析漢麻纖維天然抗菌抑菌的原因,認(rèn)為主要是兩種機(jī)理:一是結(jié)構(gòu)抗菌。漢麻具有多孔的結(jié)構(gòu)和很強(qiáng)的吸附能力,在自然狀態(tài)下,漢麻纖維內(nèi)將吸附較多的氧氣,使厭氧菌的生存環(huán)境受到破壞,這是漢麻具有較強(qiáng)的抑菌性的原因之一。同時(shí),由漢麻纖維制成的織物,能使人體的汗液較快的排出,使細(xì)菌賴以生存的潮濕環(huán)境受到破壞,宏觀上表現(xiàn)為抑菌性;二是化學(xué)成分抗菌。漢麻植株中含有多種活性酚類物質(zhì)(四氫大麻酚THC、大麻二酚CBD、大麻酚CBN)、有機(jī)酸(齊墩果酸、熊果酸、十六烷酸)和無機(jī)鹽(NaCl),這些物質(zhì)對多種細(xì)菌有明顯的殺滅和抑制作用。通過前面的EDS和ICP-AES分析得知,漢麻纖維中還含有多種微量元素,其中就有具有抑菌特性的Ag、Cu、Zn、Cr等元素存在[]。漢麻纖維的耐熱耐曬性能漢麻纖維的耐熱耐曬性能也十分優(yōu)異,耐海水腐蝕性能好,堅(jiān)牢耐用。漢麻精干麻纖維在300℃高溫時(shí)基本不失重,實(shí)際中發(fā)現(xiàn)其顏色不變,因此具有極佳的耐熱耐曬性能。漢麻纖維的耐熱耐曬性能十分優(yōu)異，漢麻纖維主要成分是纖維素，以及半纖維素、果膠、木質(zhì)素等，而纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的綜合分解溫度約為300-400℃，果膠的分解溫度為225-275℃，在240℃以內(nèi)或在240℃受熱時(shí)間小于5分鐘時(shí)，纖維相對斷裂強(qiáng)度基本可保持在80%以上[]。漢麻纖維的抗紫外輻射性能漢麻纖維的橫截面非常復(fù)雜,有三角形、四邊形、五邊形、六邊形、扁圓形等,中腔形狀與外截面形狀不一,其巨原纖的排列取向不同,分成多層。由于漢麻纖維結(jié)構(gòu)的特殊性,使?jié)h麻織物無需特殊整理,即可屏蔽95%以上的紫外線。這對減少紫外線對人體的危害具有很大的保護(hù)作用[]。漢麻纖維的抗靜電性漢麻纖維分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,分子排列的取向度好,產(chǎn)生靜電能力極低。干燥的漢麻纖維是電的不良導(dǎo)體,其抗電擊穿能力比棉纖維高30%左右,是良好的絕緣材料。通常情況下,由于漢麻纖維吸濕性能特別好,暴露在空氣中的漢麻紡織品一般含水達(dá)12%左右,故漢麻紡織品能避免靜電聚集,不會因摩擦而起球和吸附灰塵。因此,漢麻服裝能夠避免靜電給人體造成的危害,比如皮膚過敏、皮疹、針剌感等[]。漢麻纖維的可紡性漢麻纖維長度不勻率較高，毛羽多、硬、長，再加上漢麻纖維中的果膠和木質(zhì)素等雜質(zhì)，都使得漢麻纖維彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度大，纖維不易抱合，影響了漢麻的可紡性能。因此需要通過各種工藝手段或柔軟整理，改善其可紡性能。目前較常用的方法是采用柔韌性較好的纖維與漢麻纖維混紡，達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)，提高其可紡性能及其產(chǎn)品的服用性能[]。漢麻纖維的開發(fā)應(yīng)用漢麻纖維制成的紗線、服裝及各類飾品具有拉伸強(qiáng)度高、保形性好、吸濕性好、抗菌和抗靜電能力強(qiáng)、防紫外線輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn),因此漢麻纖維有著廣泛的用途。下面就列舉一些應(yīng)用。1.4.1、漢麻纖維襪子漢麻織物對白色念球菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等常見菌種具有優(yōu)異的抗菌抑菌效果,很大程度上能抑制腳部真菌的滋生,減少皮膚病的傳播。漢麻纖維的中空多孔結(jié)構(gòu)使其比表面積大,同時(shí)多角形中腔和表面裂紋使其具有很好的透氣性,導(dǎo)致內(nèi)部含氧量高,吸濕快干,破壞了細(xì)菌賴以生存的潮濕環(huán)境。同時(shí)很好的吸濕透氣性也增加了穿著的舒適性。根據(jù)襪子的一般標(biāo)準(zhǔn),襪口采用1/1羅紋組織,襪筒采用2/2羅紋組織,襪底用平紋組織,用氨綸和漢麻混紡織造得到的漢麻襪普遍反映良好,在大量的運(yùn)動(dòng)后漢麻襪的抑菌除臭效果明顯,并吸附鞋內(nèi)濕氣,大大降低了使用者患腳氣的比例[]。1.4.2、漢麻纖維服裝利用漢麻紗與滌綸長絲交織制成的漢麻襯衣，具有吸濕排汗、抗菌防臭等功能。利用色紡紗與抗菌錦綸交織制成的漢麻內(nèi)褲，具有抗菌防臭、吸濕快干等功能。像Calvia、Klein、BOGGI、DRUMOHR、AUSTRALIAN等知名服裝品牌也在自己的流行服裝中加入漢麻纖維[]。2010年1月8日，雅戈?duì)枴皾h麻生活館”正式亮相寧波，隨后又在北京、杭州、長沙等地相繼亮相，成為了雅戈?duì)柸碌奈磥砥放?。紹興華通色紡有限公司也在2011年以其全新品牌——“吉瑪良斯”進(jìn)軍漢麻服裝領(lǐng)域，其精致的漢麻服飾得到了中國國家女子排球隊(duì)的高度認(rèn)可，成為中國國家女子排球隊(duì)的指定產(chǎn)品。1.4.3、漢麻纖維在汽車工業(yè)中的應(yīng)用在汽車內(nèi)飾材料中傳統(tǒng)使用的原料有棉、羊毛、滌綸、塑料、橡膠等,但是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們環(huán)保意識的提高,這些原料的應(yīng)用受到越來越多的限制,例如棉纖維的耐磨性和抗菌性差;羊毛價(jià)格昂貴;滌綸、塑料、橡膠來源石油,資源耗費(fèi)大、不易分解和回收,因此這些原料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用逐漸被性能優(yōu)良的麻纖維取代。麻纖維具有強(qiáng)度高、伸長小、耐磨、吸濕、透氣、透濕性較好的優(yōu)點(diǎn),特別是漢麻紡織品具有吸放濕性好、抗菌防霉、防紫外線的特性,這些特點(diǎn)使得漢麻纖維和漢麻類非織造制品在汽車用纖維和汽車?yán)w維增強(qiáng)復(fù)合材料上有著廣闊的應(yīng)用[]。展望漢麻纖維產(chǎn)品具有吸濕、透氣、抗紫外線、抗菌、抗異味等多種特性,被公認(rèn)是繼棉、毛、絲之后新一代天然纖維。將其應(yīng)用在紡織產(chǎn)品的開發(fā)中,使其產(chǎn)業(yè)化,具有廣闊的前景。歐美專家把漢麻纖維稱為人類至今以來發(fā)現(xiàn)的最完美纖維、又稱人類第二層皮膚。國際對漢麻產(chǎn)品的需求是一種潮流,但國內(nèi)市場,求最多的只有部隊(duì),而這僅占整個(gè)消費(fèi)市場的一小部分,因此,讓漢麻產(chǎn)品從軍用走向民用,開發(fā)潛力和空間巨大。漢麻產(chǎn)業(yè)的綜合開發(fā),對于我國綜合開發(fā)和利用無毒工業(yè)漢麻再生資源,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì);開辟出新的生產(chǎn)領(lǐng)域,為企業(yè)增加收入,提高經(jīng)濟(jì)效益;保護(hù)生態(tài)環(huán)境,走新型工業(yè)化道路具有十分重要的戰(zhàn)略意義。參考文獻(xiàn)[1]龔飛.漢麻纖維及其應(yīng)用[j].山東紡織科技,2010,(3)[2]郝文敏.漢麻紡織與漢麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展[j].中國纖檢,2011[3]季節(jié).這是中國的漢麻時(shí)刻[j].中國纖檢,2009,(6)[4]倪燕.漢麻纖維及其發(fā)展前景[j].輕紡工業(yè)與技術(shù),2013,(1)[5]高志強(qiáng),馬會英.大麻纖維的性能及其應(yīng)用的研究[j].北京紡織,2004,25(6)[6]張建春,張華,漢麻纖維的結(jié)構(gòu)性能與加工技術(shù)[j].高分子通報(bào),2008[7]張建春,張華等.大麻綜合利用技術(shù)[j].北京:長城出版社.2006[8]張建春等.漢麻纖維的結(jié)構(gòu)與性能[m].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009[9]StarksMichael.MarijuanaChemistry.USA:Roninpublishing,Inc.1995[10]楊雪征,郭鳳芝.漢麻在個(gè)體防護(hù)裝備方面的應(yīng)用展望[j].防護(hù)裝備技術(shù)研究,2009,(1)[11]張一平.大麻針織產(chǎn)品的導(dǎo)濕快干性能[j].針織工業(yè),2006,(5)[12]楊雪征,郭鳳芝.功能性漢麻纖維針織產(chǎn)品的開發(fā)[j],針織工業(yè),2009,(12)[13]蔣挺大,木質(zhì)素,北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001[14]劉曉東,張華.工業(yè)用大麻纖維的熱學(xué)性能研究[j].中國麻業(yè),2005,(6)[15]張建