大麻和棉花作为纤维和粮食作物已经种植了数千年。它们在哪里种植,哪种作物更环保,哪种纤维更强韧,这些都在下面得到解答。
麻
大麻是指为工业和商业目的而种植的大麻植物品种,例如服装和保健食品。它类似于亚麻、黄麻或苎麻。
大麻植物又高又瘦,高度为 5 至 15 英尺。它主要种植在中国以及欧洲、南美和朝鲜。就在过去的几年里,在美国种植大麻已经合法化。
棉布
棉花是一种纤维、饲料和粮食作物,原产于世界各地的热带和亚热带地区。它用于制造各种产品,包括服装、床单、毛巾、绳索、防水布、帐篷、食用油、起酥油和沙拉酱。粗粉和外壳用作牲畜、家禽和鱼类的饲料以及肥料。与大麻一样,棉花是一种用途广泛的植物。
中国目前是世界上最大的棉花种植国,印度排名第二,美国排名第三。棉花在 17 个州种植,主要在南部。德克萨斯州是主要的棉花生产州。棉是最广泛用于服装的天然纤维布料。由于分布广泛,棉花往往比大麻便宜。
大麻与棉纤维特性
大麻织物比棉织物更坚固、更吸水、更耐用且绝缘性更好。此外,它们不会拉伸变形。这种特性使大麻成为完美的室内装饰面料,因为它可以拉紧并在家具的整个使用寿命期间保持拉紧状态。另一方面,棉质材料非常适合制作 T 恤、牛仔裤和其他需要一定弹性的服装。
棉织物比麻织物更柔软,对皮肤更舒适。大麻纤维在自然纺成的状态下手感粗糙,并且容易磨损。大麻还具有明显的自然气味,有些人不喜欢这种气味。
大麻纤维具有较大的表面积并且吸水性很强。这使得纤维比任何其他织物(包括棉或亚麻)具有更好的染色性和更好的保留颜色。
棉麻混纺
棉与麻混纺效果很好。大麻增加了棉的稳定性和强度,使织物更坚固,并略微降低了其收缩率。它还可以增强染料保留率。请注意,棉和麻在第一次洗涤时都会缩水。
大麻纤维的历史
历史上,大麻(Cannabis sativa)在西方广泛种植,作为纺织品和许多其他纤维产品的纤维来源。 1936 年美国政府禁止其精神活性物质大麻后,大麻几乎从西方市场消失,其市场份额被棉花和石油衍生的合成材料夺走。从那时起,人们对大麻的态度变得更加宽容,立法也发生了变化以适应大麻的种植。此外,随着气候变化的威胁迫在眉睫,棉花和石油衍生合成材料的环境负担重的生产过程也面临着更严格的公众监督。与棉花相比,大麻产量更高、更可持续、更环保,而且不会牺牲材料性能。凭借这些优势,大麻显示出作为纺织品中领先的天然纤维回归的巨大潜力。
肯塔基州大麻收获,- 大众科学月刊第 54 卷
大麻的历史和生产
大麻的使用可以追溯到公元前 8000 年的中东和中国,纤维被用于纺织品、绳索和鱼网,石油被用于生产
大麻纤维是从大麻植物的韧皮中获得的(有时称为“工业大麻”),大麻是一种用于纤维生产的特定品种。根据地块大小,大麻可以手工或机器收获。收获后,大麻秆被留在田间干燥,然后进行脱皮——分离韧皮纤维并转化为成品纤维的过程。剥皮从沤制开始,用水和微生物分解将韧皮纤维和果皮粘合在一起的有机化合物。沤制后进行打浆,将韧皮纤维与草皮机械分离。所得的韧皮纤维束通过称为脱胶的过程以酶法去除任何不需要的残留物(果胶、蜡等)。最后,将脱胶的纤维干燥并穿过开松机,以进一步分离和平行化纤维,为纺丝做准备。
大麻成分和性能
大麻的纤维成分和形态使其在许多方面成为棉花和合成纤维的理想替代品。大麻相对于棉最显着的功能优势是其卓越的韧性。与所有纤维素纤维一样,大麻纤维主要由纤维素 (60-70%) 组成,但也含有 15-20% 半纤维素(以及 5% 的木质素、果胶、脂肪和蜡)。相对于其他天然纤维,大麻纤维特别长。支化半纤维素纤维散布在纤维素纤维之间形成交织的纤维素-半纤维素纤维网络。由这些长纤维形成的网络对麻纺纱起到了额外的增强作用,而这在棉纺纱中是看不到的。这一特性有助于提高 Ravenox 天然大麻混纺绳索的强度。
由于纤维素-半纤维素纤维网络内的空间,大麻比棉花更具吸水性和透气性,尤其是比石油衍生的合成材料更吸水和透气。这种品质也更好地支持大麻的染色,相对于其他天然纤维需要更少的预处理和后处理。半纤维素支化确实使大麻绳的耐磨性降低,但这种品质也使大麻随着时间的推移呈现出柔软、拉绒纤维的感觉,这是许多纺织应用中理想的特性。大麻的另一个独特好处是其天然丰富的大麻素(非精神活性)和萜烯,其抗菌活性已得到充分证明。
大麻的低延伸性(伸长率)使得加捻大麻纱线即使对于最有经验的绳索工程师来说也是一个挑战。然而,这种品质使得大麻非常适合用于“拉伸”阻碍产品性能的应用,例如船帆和室内装饰。 Ravenox 通过对大麻纤维进行特定修改以及与一种或多种其他纤维类型的专有混合物配方,掌握了加捻大麻的艺术。
大麻的可持续性和成本
大麻被认为是一种负碳作物,因为它吸收的二氧化碳比每个收获周期产生的二氧化碳还要多。此外,与棉花相比,大麻每英亩可在更短的时间内、用更少的水产生更多的纤维。大麻明显不如棉花那么挑剔,可以在更广泛的气候和土壤类型中生长。大麻植物的快速生长和茂密的树冠可以作为其自身的杂草抑制剂,从而无需使用除草剂。简而言之,工业大麻生产被认为是比棉花更有利可图的纤维作物。
与棉花不同,大麻植物生产许多对纺织以外的其他行业有价值的原材料。例如,草秆和丝束纤维可用于建筑材料和生物复合材料。大众汽车、马自达、梅赛德斯等汽车行业巨头使用大麻生物复合材料来制造汽车的内饰部件和/或车身面板。事实上,一辆典型的 C 级梅赛德斯奔驰包含 30 多个由大麻和其他天然纤维制成的部件。与土工织物和石油衍生的前身相比,大麻生物复合材料表现出更高的拉伸强度和耐刮擦性以及更环保的生命周期。此外,大麻生物复合材料重量更轻,这减少了由其制造的车辆的燃料使用和排放。
本文给出的例子证明大麻可以发挥与其棉花和石油衍生的对应物相同的许多作用。这带来了大麻可用材料产量的多样性,为所有大麻生产商提供了额外的创收渠道。
棉花厂
棉花是一种灌木植物,属于锦葵科。它的名字指的是围绕着称为棉铃的小棉籽的奶油色蓬松纤维。必须将小而粘的种子与羊毛分离,以便加工棉花用于纺纱和织布。去籽棉经过清洁、梳理(纤维排列)、纺纱并织成织物,也称为棉花。棉花很容易纺成纱线,因为棉纤维被压扁、加捻并自然交锁以供纺纱。仅棉织物就占了世界上所用纤维的一半。它很容易吸收皮肤水分,是温暖气候的舒适选择。美国种植的大部分棉花是生长在美国南部的短绒棉。每年使用绒毛中发现的种子种植棉花。主要种植棉花的州位于东西走向的“棉花带”,包括加利福尼亚州、阿拉巴马州、阿肯色州、佐治亚州、亚利桑那州、路易斯安那州、密西西比州、密苏里州、新墨西哥州、北卡罗来纳州、俄克拉荷马州、南卡罗来纳州的部分地区、田纳西州和德克萨斯州,仅这两个州就生产了近 500 万包。这些州每年生产约 1600 万包,仅次于中国。如今,棉花带来的商业收入约为 1,224 亿美元——是美国农作物中收入最高的。 Ravenox 总部所在的北卡罗来纳州主要产棉县包括北安普顿县、哈利法克斯县、埃奇科姆县、马丁县、伯蒂县、勒努瓦县、桑普森县、皮特县、威尔逊县和韦恩县。
棉花植物是除织物以外的许多重要产品的来源。其中最重要的是棉籽,它被压榨成棉籽油,用于商业产品,如色拉油和休闲食品、化妆品、肥皂、蜡烛、洗涤剂和油漆。壳和粉用于动物饲料。棉花也是纤维素产品、化肥、燃料、汽车轮胎帘线、压制纸和纸板的来源。
棉花 - 从田间到棉包
每年春天,棉籽都会在机械耕耘机清理过的土地上用机器机械播种。在棉带多尘、凉爽的地区,种子必须放置得更浅,而在温暖的地区则必须放置得更深。定植时土壤墒情良好,气温温暖,一般定植后5~7天即可出苗,约11天即可成棉花。
幼苗出现后大约六周,“方块”或花蕾开始形成。花蕾成熟三周,然后开出乳黄色的花朵,花朵变成粉红色,然后红色,然后在开花后三天就脱落。花朵凋谢后,棉株上留下一个微小的子房。子房成熟并长大成绿色豆荚,称为棉铃。
棉铃成熟期为 55 至 80 天。在此期间,足球形的棉铃生长,潮湿的纤维将新形成的种子向外推。当棉铃成熟时,它仍然是绿色的。在温暖的阳光下,纤维继续膨胀,每根纤维在三周内长至其完整长度,约 2.5 英寸(6.4 厘米)。在近六周的时间里,纤维变得更厚,纤维素层形成细胞壁。花朵首次出现十周后,纤维将棉铃分开,米色棉花向前推进。潮湿的纤维在阳光下干燥,纤维塌陷并扭曲在一起,看起来像丝带。每个棉铃含有三到五个“细胞”,每个细胞的纤维中嵌入了大约七颗种子。
如果要进行机器采收,此时棉株就会落叶。落叶(去除叶子)通常是通过向植物喷洒化学物质来完成的。重要的是,叶子不要与纤维一起收获,因为它们被认为是“垃圾”,必须在某个时候除去。此外,去除叶子可以最大限度地减少纤维的染色并消除多余水分的来源。美国的一些作物会因霜冻而自然落叶,但至少有一半的作物必须用化学物质来落叶。在没有落叶的情况下,棉花必须手工采摘,工人们在工作时清理树叶。
在美国,收割是通过机器完成的,一台机器取代了 50 名手工采摘机。使用两个机械系统来收获棉花。采摘系统利用风和导向装置将棉花从植物中拉出,通常会留下叶子和植物的其余部分。剥离器系统将植物切碎,并使用空气将垃圾与棉花分离。大多数美国棉花是使用采摘机收获的。采摘机必须在早晨露水干燥后使用,并且必须在一天结束时露水再次开始形成时结束。使用测湿仪确保棉花含水量不高于12%,否则棉花可能无法成功采收和储存。并非所有棉花都会同时成熟,收获可能会分批进行,进行第二次和第三次采摘。
工厂如何加工棉花
使用采棉机收获棉花后,将其装入大型容器中,形成所谓的模块。这些模块充满了碎片,并被运往工厂或轧棉厂,在那里可以清洁棉花。所有的木棍、毛刺和残留的碎片都被清除,棉花在清洁过程中移动。棉花被干燥并继续清洁过程,直到皮棉与种子分离,然后包装运输到工厂,该工厂将继续加工原棉并将其转化为有用的棉纱。
棉花副产品和废物
关于棉花种植中化学品的使用量存在很多讨论。目前,估计种植者平均使用 5.3 盎司(151 克)化学品来生产一磅加工棉花。棉花种植占美国农作物使用化学农药总量的 25%。不幸的是,棉花会吸引许多害虫(最明显的是棉铃象甲虫),并且容易出现许多腐烂和斑点,并且使用化学物质来控制这些害虫。人们担心野生动物中毒,以及在棉花不再种植后很长一段时间内残留在土壤中的毒物(尽管化学物质中不使用重金属)。因此,一些农民转向种植有机棉。有机农业利用生物控制来消除棉花害虫,并以特定方式改变种植模式以减少杀菌剂的使用。虽然这种种植方法是可行的,但有机种植的作物通常产出的可用棉花较少。这意味着有机农民必须购买、种植和收获更多的土地,以生产足够的加工棉花,从而使作物利润丰厚,或者以其他方式降低成本以实现盈利。州立大学推广服务机构越来越多地与棉农合作,通过采用生物控制的某些方面来减少化学品的使用,以减少残留在土地中和流入水系统的毒素。
环境影响
棉花是一种需要大量水和农药种植的植物。它的环境成本比大麻高得多,大麻需要的农药或化肥更少,而且不需要除草剂。大麻需要的水少得多,生长速度非常快(70 至 110 天),并且使用土壤中的养分最少。大麻植物的根使土壤通气,为未来的农作物提供肥沃的土壤。大麻每英亩可生产 1500 磅纤维,而棉花每英亩仅生产 500 磅!
大麻和纺织品的未来
大麻是环境可持续性的更强大、更耐用、有益且重要的组成部分,也是治愈我们星球的关键部分,因为大麻提高了其生长土壤中的微生物含量。大麻还可以阻止杂草在其附近发芽。它粗壮的根可以防止土壤腐烂。
这种超级植物可以用我们日常所需的许多材料来维持我们的星球,同时比棉花更能保护我们星球的福祉。
评论
Hi, I’m wanting a slip lead for my dog and wondering which is softest, hemp or cotton?
Thanks,
Julie