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構及主要性能,闡述了漢麻的應用,提出綜合開發(fā)漢麻產(chǎn)業(yè)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要意義。例舉了漢麻纖維的應用領域等?！娟P鍵詞】漢麻纖維，性能，應用，發(fā)展前景引言近年來，隨著人們對服裝個性化、高檔次和多樣化的要求自已強烈，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軟的一種，細度僅為苧麻的三分之一，與棉麻相當，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，能源消耗嚴重，因此可再生、可循環(huán)的生物資源，日益成為人類關注的焦點。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，雄花開花不結籽，俗稱“花麻”；雌株授粉后結籽，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)結構漢麻最外層是表皮,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胞壁和細胞空腔組成,細胞壁又分為細胞膜和初生壁及次生壁,次生壁又可以細分為3層,其中胞間物質木質化嚴重[]。漢麻與亞麻、苧麻相比，雖然都屬韌皮纖維，但又各具特點，漢麻韌皮中單纖維截面由個纖維細胞成束分布，由薄壁細胞間隔，單纖維百分率為；亞麻韌皮中單纖維截面由10-20個纖維細胞聚集成一個纖維束，由環(huán)繞的薄壁細胞間隔，單纖維百分率為20%；苧麻韌皮中單纖維截面由20-80個纖維細胞聚集成束，由薄壁細胞間隔，易分解成單細胞，單纖維百分率為90%[]。漢麻纖維的化學纖維漢麻纖維中主要含有纖維素和部分非纖維素物質，包括半纖維素、木質素、果膠、水溶物、脂蠟質和灰分等成分。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、木質素和果膠等。至今人們已清楚漢麻植株中含有400多種化學物質,其中60多種漢麻酚類物質是漢麻植物所特有的。在這60多種漢麻酚類物質中,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,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、強度高、吸濕排汗性好,既具良好的服用舒適性,又有一定的保健性。漢麻纖維強度高,斷裂伸長小,適合于作為復合材料中的增強纖維應用,但其紡織加工難度大,因此纖維處理時需要采用各種工藝對其進行改性,以適應于服用的需要。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,纖維的吸濕性非常好,并且從漢麻纖維的結構可以看出,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通道和中腔連通,使汗液或濕氣能及時疏導到織物表面,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，與水接觸時易與水分子結合吸附水分子，暴露在空氣中的漢麻產(chǎn)品一般含水率達到12%左右，在空氣濕度達95%時，含水率達到30%[]。另外由于漢麻纖維的獨特結構，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管道，能夠迅速轉移和擴散織物內(nèi)的水分和水汽，當人體出汗時，能將汗液或濕氣及時疏導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,認為主要是兩種機理:一是結構抗菌。漢麻具有多孔的結構和很強的吸附能力,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,這是漢麻具有較強的抑菌性的原因之一。同時,由漢麻纖維制成的織物,能使人體的汗液較快的排出,使細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;二是化學成分抗菌。漢麻植株中含有多種活性酚類物質(四氫大麻酚THC、大麻二酚CBD、大麻酚CBN)、有機酸(齊墩果酸、熊果酸、十六烷酸)和無機鹽(NaCl),這些物質對多種細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,堅牢耐用。漢麻精干麻纖維在300℃高溫時基本不失重,實際中發(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、木質素等，而纖維素、半纖維素、木質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℃受熱時間小于5分鐘時，纖維相對斷裂強度基本可保持在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。由于漢麻纖維結構的特殊性,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作用[]。漢麻纖維的抗靜電性漢麻纖維分子結構穩(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素等雜質，都使得漢麻纖維彎曲和扭轉剛度大，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，達到優(yōu)勢互補，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)應用漢麻纖維制成的紗線、服裝及各類飾品具有拉伸強度高、保形性好、吸濕性好、抗菌和抗靜電能力強、防紫外線輻射能力強等特點,因此漢麻纖維有著廣泛的用途。下面就列舉一些應用。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構使其比表面積大,同時多角形中腔和表面裂紋使其具有很好的透氣性,導致內(nèi)部含氧量高,吸濕快干,破壞了細菌賴以生存的潮濕環(huán)境。同時很好的吸濕透氣性也增加了穿著的舒適性。根據(jù)襪子的一般標準,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,在大量的運動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，雅戈爾“漢麻生活館”正式亮相寧波，隨后又在北京、杭州、長沙等地相繼亮相，成為了雅戈爾全新的未來品牌。紹興華通色紡有限公司也在2011年以其全新品牌——“吉瑪良斯”進軍漢麻服裝領域，其精致的漢麻服飾得到了中國國家女子排球隊的高度認可，成為中國國家女子排球隊的指定產(chǎn)品。1.4.3、漢麻纖維在汽車工業(yè)中的應用在汽車內(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;羊毛價格昂貴;滌綸、塑料、橡膠來源石油,資源耗費大、不易分解和回收,因此這些原料在汽車工業(yè)中的應用逐漸被性能優(yōu)良的麻纖維取代。麻纖維具有強度高、伸長小、耐磨、吸濕、透氣、透濕性較好的優(yōu)點,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,這些特點使得漢麻纖維和漢麻類非織造制品在汽車用纖維和汽車纖維增強復合材料上有著廣闊的應用[]。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,被公認是繼棉、毛、絲之后新一代天然纖維。將其應用在紡織產(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,而這僅占整個消費市場的一小部分,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;開辟出新的生產(chǎn)領域,為企業(yè)增加收入,提高經(jīng)濟效益;保護生態(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[1]龔飛.漢麻纖維及其應用[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,2013,(1)[5]高志強,馬會英.大麻纖維的性能及其應用的研究[j].北京紡織,2004,25(6)[6]張建春,張華,漢麻纖維的結構性能與加工技術[j].高分子通報,2008[7]張建春,張華等.大麻綜合利用技術[j].北京:長城出版社.2006[8]張建春等.漢麻纖維的結構與性能[m].北京:化學工業(yè)出版社,2009[9]StarksMichael.MarijuanaChemistry.USA:Roninpublishing,Inc.1995[10]楊雪征,郭鳳芝.漢麻在個體防護裝備方面的應用展望[j].防護裝備技術研究,2009,(1)[11]張一平.大麻針織產(chǎn)品的導濕快干性能[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)[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