最新联合研究表明，汉麻废料可提高全植株利用收入

随着汉麻纤维种植者和加工商寻求通过全植株利用来获取多元化的收益，一项新近通过同行评审的研究指出，一些汉麻废料可以转化为高附加值制成品的原料。

这项研究利用工业大麻（ Cannabis sativa L.）的茎秆、淀粉和纤维素纳米纤维制备并表征了一种全生物基模塑纤维复合材料，可应用于可持续的一次性包装。所有研究材料均为天然来源的多糖，可在土壤和堆肥环境中通过微生物活动进行分解。汉麻茎秆是一种低价值的农业副产品，通过改变其添加量，可将其直接升级再造成高附加值的模塑纤维复合材料。

该项研究由美国弗吉尼亚理工大学大分子创新研究所和可持续生物材料系，以及韩国庆熙大学学者组成联合研究团队开展。结果表明，那些未得到充分利用的汉麻副产品，可以转化为“完全由生物衍生成分构成的高性能模塑纤维包装材料”。相关研究成果发表在《国际生物大分子杂志》上，该杂志是由总部位于荷兰的科学出版公司爱思唯尔（Elsevier）出版的同行评审期刊。

众所周知，在包装行业中，食品包装往往扮演着至关重要的角色，与人们的日常生活息息相关。数据表明，包装材料占据了全球塑料垃圾的最大比例，其中有超过40%的垃圾来自食品包装。外卖盒、打包盒和食品托盘是现代生活便利的必需品，这些产品主要由石油基塑料制成。为减少塑料垃圾，模塑纸浆包装因其轻便、低成本和可回收性而被引入作为一种环保替代方案。然而，近期有研究表明，传统的模塑纸浆包装并不像人们普遍认为的那样具有可持续性，并且存在诸多环境挑战。

模塑纸浆通常由原生或再生木纤维制成。虽然使用再生纤维可以降低能耗，但其回收过程不可避免地会用到松香、石蜡乳液、施胶蜡树脂和铝土矿等化学添加剂，这些添加剂会导致水体和土壤被污染。同时，制浆过程，无论是机械制浆还是化学制浆，都需要消耗大量能源，而且化学制浆还会向空气和水中释放大量污染物，加剧环境酸化。此外，为提高耐油性，市售模塑纸浆产品通常含都有全氟和多氟烷基物质（PFAS），但PFAS不可降解，会在环境中持久存在，并且与严重的人类健康风险相关。

模压模型

美韩联合研究团队利用工业大麻废料经反复试验制造出了一种“全生物基模压纤维复合材料”，并对这些材料在受压、弯曲及冲击测试中的性能表现进行了评估。测试结果表明，汉麻废料有望用于开发新一代强度更高、基于植物材料的模压包装及工业材料。

这项研究指明了一种全新的加工模式：原本常被低估价值甚至直接废弃的汉麻次级产物，如细屑、粉尘及其他残渣将不再是累赘，而是能为企业贡献可观收益的宝贵资源。这种模式与玉米等成熟的农业产业如出一辙——玉米可通过生产燃料、饲料、淀粉及甜味剂等产品实现价值增值。同时，也借鉴了木材产业的成功经验，通过生产板材、纸浆、颗粒燃料及化工产品等，构建了多元化的收益层级。

如今，这种“全植株综合利用”的理念在汉麻加工领域正变得日益重要。从业者们正积极探索，力求突破仅依赖单一核心产品创收的局限，从而实现更优越的经济效益。

包装领域的转变

尽管精制汉麻韧皮纤维早已在环保复合材料领域经过测试并获得了有限应用，但这项最新研究表明，那些价值相对较低的剩余废料也可以在模塑制品领域找到更广阔、更大规模生产为主导的应用出路，此类制品非常丰富，包括防护性包装、托盘、轻质板材、家具基材、汽车内饰部件以及一次性用品等。

需要强调的事，这一发展方向将是对此前专注于将韧皮纤维应用于汽车及工业复合材料领域的各项研究工作的有力补充，而非取而代之。该研究作者表示：“利用非木材类农业副产品开发全生物衍生模塑纤维体系的工作目前仍处于起步阶段，且相关探索尚不充分。”这一论断突显的正是汉麻废料有望填补的市场空白。

研究报告进一步指出：“目前大多数现有的模塑纤维体系依然主要依赖于木浆，并且在许多情况下还会添加合成添加剂。因此，开发新一代模塑纤维包装体系已势在必行，新的体系必须真正具备可持续性，且不含任何有毒化学物质。”

这种着眼于更广阔包装应用领域的视角，恰好契合了当前市场对于汉麻纤维日益高涨的关注热度。无论是用于造纸、模塑包装，还是作为其他替代材料，汉麻纤维的应用前景正日益明朗——在这些领域中，实现规模化生产往往比追求高昂的溢价更为重要。

成果显著

在对该材料进行研究时，研究人员还发现，在此类模塑配方中添加适量汉麻材料存在一个“最佳配比比例”。纤维含量过少会导致其结构强度降低，而过多则会造成材料内部机构的不均匀。研究结果显示，经过优化的中等配比配方所达到的抗压强度，超越了此前研究中提到的许多传统模塑纸浆材料，其抗弯强度更是比低载荷版本的材料提升了近一倍。

该研究完整展示了通过定制的热压成型工艺，制备由水、淀粉、纤维素纳米纤维（CNF）和工业大麻秸秆组成的全生物基模塑纤维复合材料。通过流变学、力学和形态学分析共同表明，工业大麻秸秆的含量对复合材料的结构均匀性和力学性能起着至关重要的作用。较高的秸秆含量会破坏淀粉和CNF基体的连续性，并降低自由能。

总结

这些研究发现进一步佐证了越来越多的科研成果，即表明汉麻产业的商业前景可能不仅取决于优质长纤维市场，而且也高度依赖对副产品和次级原料流的巧妙利用。