大麻植物对气候和土壤的要求并不苛刻,她生长迅速,抗虫害能力强。从大麻中获取的纤维是一种具有天然色泽的高品质的天然纤维素纤维。大麻纤维制成的纱线、服装及各类饰品具有拉伸强度高、保形性好、吸湿性好、抗菌和抗静电能力强、对染料的吸附性能好、防紫外线辐射能力强、整个产品生产安全环保等特点。作为一种纺织纤维,大麻纤维长度长,由于木质素含量高,手感粗硬,弹性差、但亲水性好同时具有较好的捣碎加工性能,这个性能使大麻还可以应用于生产产业纺织品。
近几年来,纺织行业中出现了许多具有优越性能的新型纤维,一方面,化学纤维在不断追求更加优良的仿天然纤维的舒适感,另一方面,为使天然纤维的性能在更多的领域中发挥出来,天然纤维的改性也已成为潮流。大麻纤维便是其中之一,其正在由表面粗糙的纤维向科技含量高的舒适性纤维转化。
大麻纤维的性能
吸湿透气性能:大麻纤维中心有一个细长的空腔与纤维表面分布着的许多裂纹和小孔相连,优异的毛细效应使大麻纤维吸湿排汗性能格外好,据测算,穿着大麻服装与棉织物相比,可是人体感觉温度低5℃左右。
抗静电性能:干燥的大麻纤维是电的不良导体,其抗电击穿能力比棉纤维高30%左右,是良好的绝缘材料。同常情况下,由于大麻纤维吸湿性能特别好,暴露在空气中的大麻纺织品一般含水达12%左右,在空气湿度达95%时,含水达30%,手感却不觉的潮湿,故大麻纺织品能避免静电聚集,不会因摩擦起球和吸附灰尘。
耐热性:大麻纤维的耐热性能是其他纤维望尘莫及的,在370℃时大麻纤维也不改变颜色,因此特别适宜做防晒服装和各种特殊需要的工作服、汽车座垫、装饰用布等。
防紫外线性能:大麻纤维的横截面表现为不规则的三角形、多边形等,其分子结构多棱状,较松散,有螺旋线纹,故其制品对音波、广播具有良好的消散作用,据检测,一般的大麻无需特别整理即可屏蔽95%以上的紫外线。
抑菌性能:大麻纤维具有抗霉抑菌作用,对金黄色葡萄球菌、绿浓杆菌、大肠杆菌、白色念珠菌有明显的抑菌效果。大麻植物再生长过程中可自身抵御病虫害,是典型的绿色环保作物。
大麻纤维的改性
现代纺织品的性能主要取决于三个因素:舒适性、服用性能和工艺性能。舒适性指标指的是热绝缘性、生物相容性(抗毒性、卫生性)、柔软性和机械性能等参数;服用性能包括纺织品的外观、起皱性和手感;而工艺性能与纤维的断裂性能等物理指标有关。仅从用来定义服装用纺织品的前两项功能进行初步分析,就能得出这样的结论:纤维细度是其"纺织性能"的最主要因素,但大麻恰恰不能算是细纤维,虽然大麻单纤是各种麻纤维中最细软的一种,但由于大麻是束纤维,分裂度比其他麻类差,因此纤维和纺纱的细度始终难以提高。大麻纤维的改性主要是获得能够满足纺织品性能要求的细纤维,来恢复大麻在舒适和生态方面与化纤及其他天然纤维竞争的优势。
目前大麻改性的原理同生产舒适性化纤的原理相近,在超细纤维的生产中,将两种不同的聚合物同时纺丝,就能使其后生产出来的长丝原纤化,从而制出超细纤维(即线密度低于1dtex的纤维),用以提高纺织品的舒适性能和服用性能。从植物的茎获取的韧皮纤维(如麻类植物)的横截面上,在被我们称为工艺纤维的纤维束中,许多原纤被粘合再一起,想要获得满足纺织品性能要求的细纤维,就需将工艺纤维分离程更细的原纤。者是大麻纤维改性的基础。分离后的单根大麻纤维,尺寸与天然纤维的棉和羊毛相似,能够用标准的纺织设备纺成纱线并可作为其他纺织用材料。
大麻改性的第一步--改良大麻的种植
通过选种、改变播种日期和播种速度、收割次数和氮肥用量对大麻种植进行改良,以获取更柔软的可分离的纤维。种植密度影响植物的成长空间以及植物和纤维的形态,不同的种植密度对纤维的产量和断裂性能有重要影响。
大麻改性的第二步--大麻纤维束的分离
大麻可以采用机械、化学和生物处理(酶脱胶)的方法从大麻茎中分离出纤维束,传统的方法是将割倒和割断的大麻留在田地里,露水沤麻,为获得更柔软的纤维,生麻茎需要留在田地里更长时间,直到它有点轻微地沤过头,然后将沤过的生麻茎加工成长度均匀的纤维。
还用一种方法是收割原麻(不沤),将原麻茎加工成被剥皮的纤维,为获取沤麻纤维相似的性能,这种纤维另外需要进行酶脱胶处理或所谓的"蒸汽爆炸"处理。通过这种方式或取得纤维性能可在混纺纱中得到进一步改良。
大麻纤维的纺织产品
随着生产出的大麻纤维越来越细,100%的纯大麻纤维织物的生产已经成为现实,然而,大多数的大麻纤维是与棉或粘胶、锦纶等化纤混纺,最成功的纺纱技术是气流纺,除传统的纺纱技术外,摩擦纺纱系统也能顺利地把大麻纤维纺成纱线,而且这种技术还能纺出不同类型的包芯纱,用Dref3摩擦纺纱方法能纺出花式纱线。
大麻具有抗紫外线的性能(这归功于高含量的木质素),在达到军用服装所需的耐磨性能要求时,大麻织物的重量大大低于传统织物,此外,大麻还能方便的用于生产耐用、舒适的斜纹服装等等。但由于多股单纱合股会大大降低大麻的抗弯刚度,使针织工艺中纱线的变性很困难,到目前为止生产大麻编织物、双面针织物的针织设备和针织工艺还比较少见,但开发高附加值的大麻针织产品前景依然被看好。