第五节 麻类纤维
第五节 麻类纤维
麻纤维是从各种麻类植物的茎、叶片、叶鞘中获得的可供纺织用的纤维。麻纤维包括韧皮纤维和叶纤维，麻纤维的主要成分是纤维素，并含有一定数量的半纤维素、木质素和果胶等。
一、蕉麻
（一）概述
蕉麻是一种芭蕉科植物，为多年生高大草本植物。它与香蕉同属一类，由于茎和叶子与芭蕉树相似，故名蕉麻。不过蕉麻的果实并不能吃，蕉麻产于热带和亚热带，菲律宾的吕宋岛和棉兰老岛是主要产地。在马尼拉港出口，所以又被称为马尼拉麻。
在菲律宾，蕉麻种植面积估计为 13 万公顷，主要产区在比科尔、东维萨亚和达沃。第二次世界大战期间，美国人由于战争的需要，将蕉麻植物引种到了中美洲的厄瓜多尔等国。目前，中美洲厄瓜多尔和危地马拉两国成为了蕉麻的另一大出口地。2015 年，菲律宾生产了 42.8 万吨蕉麻纤维，而厄瓜多尔的产量为 1 万吨。菲律宾主要出口纸浆产品，而不是原料纤维。世界蕉麻产量约 90% 产自菲律宾。
（二）制作方法
蕉麻纤维从叶鞘中抽取。将蕉麻的每根茎秆切削成条，然后（通常用手工）进行刮浆。随后将白色长纤维用水清洗、晾干，最后打捆。
（三）结构与性能
蕉麻束纤维长 1～3m，最长可达 5m，纤维单细胞长 3～12mm，宽 16～32μm，细胞中腔较大，胞壁较厚，横断面呈多角形，与剑麻细胞形状类似。单细胞由胶质聚合成束状。蕉麻纤维含纤维素约 63.2%，半纤维素约 19.6%，木质素约 5.1%，果胶 0.5%，水溶物 1.4%，脂蜡质 0.2%，含水率 10%。蕉麻纤维粗硬，非常坚韧，为硬质纤维麻类中强度最大的，断裂伸长率为 2%～4%，纤维呈乳黄色或淡黄白色，有光泽，相对密度 1.45。蕉麻纤维因植株品种和叶鞘位置的不同，其纤维性能有一定的差异。
（四）应用
蕉麻纤维细长、坚韧、质轻，在海水中浸泡不易腐烂，是做渔网和船用缆绳、钓鱼线、吊车绳索的优质原料，还可编织席子、地毯、桌垫，内层纤维可不经纺纱而制造成耐穿的优质麻织衣料。
二、大麻
（一）概述
大麻为大麻科大麻属草本植物，有火麻、线麻、寒麻、露麻、汉麻、北麻、花麻、魁麻等 30 多个不同的俗称。一些国家根据四氢大麻酚（THC）的含量不同将其分为纤维大麻和毒品大麻，纤维大麻也被称为「工业大麻」，纤维大麻的 THC 含量在 0.05%～1.00%，毒品大麻的 THC 在 3%～20%。
我国是纤维大麻的主要生产国，栽培历史悠久，范围广泛。史书载，麻起源于中国，是人类最早用于织物的天然纤维，有「国纺源头，万年衣祖」的美誉，其种植历史至少有 8000 多年。早在 2000 多年前的西汉，我国麻纺织技术就已成熟。马王堆汉墓出土的「素色蝉衣」等大量麻纺精品，已成为麻纺工艺发展史的里程碑。西汉时期，麻纺精品与丝织精品沿着「丝绸之路」进入中东、地中海、欧洲，继而走向世界。
大麻制成的面料具有吸湿、透气、舒爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射、防紫外线、吸音等多种功能，既可军用又可民用。目前我国 28 个省市都有种植，近年全国大麻种植面积约 3.3 万公顷，纤维单产 1700 千克/公顷。纤维大麻的大面积推广种植，既可有效缓解中国纤维紧缺的现状，也为解决「三农」问题闯出一条高附加值的新路。
（二）制作方法
1.鲜茎皮秆分离 由于麻纤维的湿强度高，湿态下韧性强，在湿态下利用机械进行皮秆分离，以减少纤维损伤，保持大麻纤维较好的长度和强度。
2.切断分离 同一株大麻植株不同部位的化学组成不同，根部木质素含量高，中部纤维素含量高，梢部半纤维素含量高。因此，对大麻纤维的不同部位进行切断分级可以有效地将不同品质的大麻纤维分离，切断后的纤维采用不同的脱胶工艺加以处理，以得到品质优良的纤维。
3.脱胶 大麻的脱胶有化学脱胶、物理脱胶、生物脱胶等方法。
（1）化学脱胶。利用化学药剂在一定温度、压力和时间下对纤维进行蒸煮处理，以去除纤维中的果胶质、木质素等杂质。
（2）物理脱胶。物理脱胶有机械脱胶和闪爆脱胶两种。
① 机械脱胶：用机械模拟手工揉搓动作，使大麻韧皮表面角质化层和纤维间的果胶质、木质素与纤维部分分离并脱除。
② 闪爆脱胶：高温高压条件的闪爆可分为两个阶段。首先是高压条件下，高温蒸汽渗入物料内部，水溶物质溶解，半纤维素降解成水溶性糖，同时木质素软化和部分降解，产生酸性物质。其次是瞬间释压时，高温、高压蒸汽和膨胀气体共同作用于软化并疏解了的原麻聚合体，膨胀的气体以冲击波的形式作用于原麻聚合体，产生剪切作用，使纤维分离。
（3）生物脱胶。生物脱胶是利用生物菌或生物酶作用的选择性（或称专一性），使其只与麻纤维中的某一组分作用，而保留其他有效成分，从而达到脱胶的目的。
4.液氨处理 大麻纤维刚性强、延伸度小、纤维粗硬且脆、弹性差等缺点阻碍大麻织物在服用上的应用，而利用液氨处理大麻纤维，可以有效改善这些不足。液氨处理对大麻纤维的作用比较均匀，使纤维的微孔径趋于均匀，且使天然的麻节、纤维表面凹凸不平及纤维粗细不均匀等缺陷得到改善，能够增加大麻纤维的弹性和延伸性能，并在后面的柔软整理中让整理剂均匀地渗透到纤维中，使其手感和弹性得到较大的改善。
5.其他加工方法 大麻纤维除以上加工方法外，还有碱处理、染色、柔软整理、超临界二氧化碳萃取处理、抗皱整理、精细化加工等。
（三）大麻纤维的结构与性能
1.形态结构 大麻纤维的单纤长度为 15～25mm，细度为 15～30μm，细度仅为苎麻的 1/3，接近棉纤维。
从电镜照片可以清晰地看到，大麻纤维的端部呈圆弧形，而非苎麻的尖刺状，这样即使纤维较粗，也不会出现苎麻那样的刺痒感。
大麻的横截面为不规则多边形。纤维截面呈现中空，纤维中腔大（占截面积的 1/3～1/2，比苎麻、亚麻、棉都大得多），并有大量微孔，纤维胞壁具有裂纹与小孔；纵向较平直，具有横节，并通过毛细管与中腔连通，这种结构使大麻纤维具有较多的毛细管道，从而使大麻织物具有良好的吸湿透气性能。
2.性能
（1）优异的吸湿透气性能。大麻纤维本身属于纤维素纤维，纤维中含有大量的极性亲水基团，纤维的吸湿性非常好。由于巨原纤纵向分裂而呈现许多裂缝和孔洞，并且通过毛细管道与中腔连通，此种结构使大麻纤维具有优异的吸湿透气性能。经国家纺织品质量监督检验测试中心测试，大麻帆布在一定温、湿度空气中的吸湿速率为 7.431mg/min，散湿速率为 12.6mg/min，是其他纺织品所望尘莫及的。与棉织物相比，穿着大麻服装可使人体感觉温度低 5℃ 左右。
（2）天然的抗菌保健功能。大麻纤维及其制品还具有很好的抗霉抑菌功能。大麻作物在种植和生长过程中几乎不施用任何化学农药，大麻纤维中还含有十多种对人体健康十分有益的化学物质和微量元素。大麻植株中含有 Ag、Cu、Zn、Cr 等多种抑菌性金属元素。抗菌金属元素接触到细菌时，破坏其细胞壁或穿过细胞壁进入细菌内破坏其传导组织，从而使细菌死亡，起到抗菌作用。
在正常情况下，大麻纤维细胞的中腔较大，含氧气量较多，使厌氧菌无法生存。按美国 AATCC90-2016 定性抑菌法测试结果为：纯大麻布对金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、白色念珠菌都有不同程度的抑菌效果，其中抑大肠杆菌效果最好，说明大麻纤维及其制品具有防菌、防霉、防臭、防腐的功能。
（3）良好的柔软舒适感觉。大麻纤维单纤维（细胞）中段线密度为 2.4～2.8dtex（宽 12～25μm，壁厚 3～6μm），且截面形状呈近椭圆形，抗弯刚度较低。因此，大麻纺织品能够避免其他麻制品的粗硬感和刺痒感，比较柔软适体。
（4）卓越的抗紫外线辐射功能。大麻纤维的横截面很复杂，有三角形、四边形、五边形、六边形、扁圆形、腰圆形等，中腔形状与外截面形状不一；从大麻纤维的分子结构分析，其分子结构中有螺旋线纹，多棱状，较松散。当光线照射到纤维上时，一部分形成多层折射被吸收，大部分形成漫反射，使大麻织物看上去光泽柔和，同时，大麻韧皮层中残存木质素也具有对紫外线的吸收功能。经中国科学院物理研究所研究表明，普通大麻织物，无须特殊整理，即可屏蔽 95% 以上的紫外线，大麻帆布能 100% 阻挡紫外线的辐射，具有极好的紫外线防护功能。
（5）优良的抗静电性能。大麻纤维结构稳定，大分子排列取向度高，产生静电能力极低。通常情况下，由于大麻纤维的吸湿性能很好，暴露在空气中的大麻纺织品，一般含水率达 10%～12%，当空气中的相对湿度达 95%，大麻的含水率可达 30%，但手感并不觉得潮湿，故大麻纺织品能避免静电聚积给人体造成的危害，如皮肤过敏、皮疹、针刺感等，同时也会避免因静电引起的起球和吸附灰尘。大麻与棉、丝、化纤等纤维相比，在空气中摩擦产生的静电最低。其抗静电能力比棉纤维高 30% 左右，是良好的绝缘材料。
（6）突出的耐热、耐晒、耐腐蚀性能。大麻纤维中的纤维素、半纤维素、木质素的分解温度在 300～400℃。纤维在 200℃ 受热时间小于 30min，强力仍然可以保持在 80% 以上。大麻精干麻纤维在 300℃ 高温时基本不失重，且不改变颜色，说明大麻纤维具有极佳的耐热、耐晒性能。耐晒牢度好，耐海水腐蚀性能好，坚牢耐用，因此，大麻纺织品特别适宜做防晒服装及各种特殊需要的工作服，也可做太阳伞、露营帐篷、渔网、绳索、汽车坐垫、各种特殊需要的工作服和室内装饰面料等。
（7）独特的消声吸波、吸附异味及有毒气体性能。由于大麻纤维的复杂横截面和纵向结构及其特殊的物化性能，大麻纤维具有优良的消声和吸波性能。
经权威部门认证，大麻织物对甲醛、苯、多环芳烃、挥发性有机物和醛类化合物有很强的吸附作用。
由此可见，以大麻作为家纺原料，如大麻地毯、大麻墙布等，真正意义上具有吸异味的功效，为空气的清新提供可靠保障。
（8）绿色环保。大麻生长过程中极少生病虫害，无须化肥与农药。种植实践表明，大麻种植无论从抗灾害能力、环保作用以及农民收入等各个方面，都具备其他农作物不可比拟的优势。大麻纤维中还富含多种微量元素，经高频等离子发射光谱仪分析测定，大麻纤维还含有十多种对人体健康有益的微量元素。从日常生活经验看，大麻作物在种植和生长过程中不施用任何化学农药即可免遭病虫害，用大麻布包肉可使保鲜期增加一倍，穿用大麻布做的鞋不长脚气并可有效避免脚臭，纸币和卷烟纸的首选用料是大麻纤维，最好的香肠绳是大麻绳等。