大麻纖維在衛生用品領域的應用

一" " 背景

近幾年以來，越來越多人意識到循環經濟的必要性，之前大連工業大學的張鑫博士也闡述過大麻纖維在循環經濟中的重要作用。陽光（和土壤）促進大麻類植物生長，這類植物中可提取并加工成高質量的纖維，使用這種纖維能夠制成紡織品。紡織品磨損或破損后，纖維可以回收利用，或轉化為生物肥料和堆肥，重新成為培育植物的土壤。

二" " 大麻纖維的優勢

如何才能創造出這樣的循環經濟？這種循環產業長久發展的關鍵在哪里？要驅動消費者對大麻纖維的需求，就要建立并維護消費者對產品的信任，關注消費者對產品真實性與透明性的需求。首先，使用科學方法——生命周期評估（LCA）。其次，為大麻纖維質量檢測設置統一評定標準。

選擇大麻來建立循環經濟的原因是，北美、歐洲、澳洲再次將大麻種植合法化，且種植大麻更為環保；相比石化纖維，人們對天然纖維的需求在增長。全球范圍內適宜種植大麻的土地面積是棉花種植面積的3倍，而且種植大麻類植物消耗資源更少，但是目前幾乎沒有國家種植。

相比棉花，大麻具有如下優勢：相同種植面積下，從大麻中提取到的纖維是棉花的4倍；大麻是所有植物中吸收二氧化碳極多的植物；大麻能增加土壤濕度和生物多樣性，改善土壤狀況；種植大麻需要的肥料較少，而且基本不需要殺蟲劑；大麻纖維堅韌耐用，由大麻纖維制成的襯衫比棉制襯衫更耐穿；大麻纖維的用途比棉花廣泛得多，包括用于制造汽車和航空工業的復合材料。

棉花纖維只生長在植物頂部棉花開花的地方，即棉鈴。而大麻纖維在大麻的莖中，以纖維束的形式生長，纖維束必須進行精加工和拆分，脫膠洗滌完成后才能提取出單根纖維。為提取紡織品和衛生用品所需的纖維，棉花的加工過程更為簡單，大麻纖維則技術難度更高。

大麻纖維和棉花纖維都必須經過脫膠處理，再拆分為單根纖維后，才能用于生產吸收性衛生用品。然而，大麻纖維只有在用于生產高端紡織品和衛生用品時才需要經過脫膠和開松加工過程，每一步加工后得到的纖維都有廣泛用途。脫膠和開松大麻纖維的生產設備仍在不斷開發和創新中，許多科學刊物也在刊登深入研究更具創新性、更好的方法。但重點是大麻纖維更復雜，需要不斷創新來建立大型的全球性大麻纖維產業。

三" " 大麻纖維產業和供應鏈面臨的問題

大規模大麻纖維產業和供應鏈的形成主要面臨三個問題。第一，人們對工業大麻有誤解，認為其與毒品大麻相同，都有致幻作用。因此，需要加強宣傳教育工作，并為種植和加工大麻制定明確的法律和規定，避免農民和加工者受到執法部門的阻撓；在科研方面，需要進一步證明工業大麻不含THC（四氫大麻酚，即大麻素）和CBD（大麻二酚）。第二，自19世紀以來，紡織和非織造布生產設備已針對棉纖維進行了優化，目前則需要創新大麻纖維加工設備。第三，優質大麻纖維價格遠高于棉纖維。研究表明，大麻纖維的實際成本約是棉花纖維的一半甚至更低。因此，需要創新大麻種植方式，并使大麻種植透明化。

如何判定大麻纖維是更好的選擇呢？生命周期評估提供了一種驗證途徑。張鑫博士在2021年的研究中提出必須詳細分析循環過程中的每一個階段，包括能源消耗量、二氧化碳或氮氧化合物的排放量、耗水量、如何重新凈化水等。循環經濟中的產品的每一個階段需要做生命周期評估，包括原材料/纖維提取、紗線/織物和紙尿褲等成品的生產、材料和產品等的運輸和分銷、顧客和消費者在使用產品時消耗了什么資源、清潔產品需要多少能源，以及循環利用產品會產生什么能量和排放物。

四" " 大麻纖維的生命周期評估

生命周期評估將所需的資源和正負面影響分成幾類，包括能量、排放（如化肥生產或田間分解）、大麻脫膠的用水量、對人體有毒的化學物質，每個類別下還包括更具體的內容，如實際所需能源量、生產能源所排放的二氧化碳量等。最后，通過分析得出具體的測量單位，以便在不同的材料和工藝之間進行對比。此外，這些生命周期評估經過同行評審，互相監督并做好分析。

不同纖維和工藝會產生不同影響。比利時魯汶大學的Van Eynde對大麻纖維和棉纖維的生產進行了對比分析，包括產生的溫室氣體量，硫和氮的排放造成的土壤酸化，地下水、河水和湖水受污染程度。結果如圖3所示。

為了進行大麻纖維貿易，從農民到加工商以及紡紗廠、非織造布生產商等，都需要一個通用標準來測定大麻纖維的質量。目前幾乎沒有相關研究，也缺乏國家或國際標準。因此，需要開發一個測定工具，可以參考棉花分級系統，來提供一個分級標準。通過標準化的分級系統、測試方法和儀器，如HVI高容量測試儀器，來用于測試纖維的特性——纖維長度、細度、顏色等。

美國材料試驗學會的工作組正在尋找大麻纖維的評估標準，從去皮后的原始階段，一直到脫膠階段（通常也稱為“棉化”）。大麻纖維在從原材料到脫膠的過程中會發生非常大的變化。例如，原纖維束可以長達2m，但在脫膠和開松后，可以短至2～20mm，這一系列特性的檢測需要通過不同儀器或多功能儀器來完成。

目前我們已經定義了大麻纖維質量相關特性，以物理特性為主，有些特性需要新儀器或改造過的儀器來進行檢測。同時，一直在查找不同領域的檢測方法及標準。我們已就一系列大麻纖維特性和檢測方法與專家進行了深入探討，大多數方法都需手工完成，這些方法有助于開展研究工作，而大麻纖維產業發展過程中亟需類似棉花分類系統的檢測方法，使用掃描儀和圖像分析檢測長度和細度，替代手工；改進馬克隆法檢測細度，例如用于檢測羊毛的OFDA儀器；調整分析纖維中灰塵和雜質的儀器，以便更好地測定大麻纖維的清潔度和髓（hurd）含量。

大麻纖維特性優良，精加工的大麻纖維質量可與棉纖維不相上下，且種植工業大麻更經濟環保。真正的循環經濟對材料和纖維的需求正在增長，建立并繼續贏得消費者的信任，關鍵是使用科學方法做好纖維生命周期評估和影響分析，以及工藝對比，用新方法高效可靠地測定大麻纖維的質量，促進貿易、商業蓬勃發展，同時保護環境，促進循環經濟發展。