Пенька

Пенька — это грубое лубяное волокно, получаемое из стеблей конопли (Cannabis sativa L.). Пенька является одним из старейших растительных волокон, используемых человеком, и исторически применялась для изготовления канатов, верёвок, парусины, мешковины и других технических тканей. По своим физико-механическим свойствам пенька отличается высокой прочностью, устойчивостью к гниению в солёной воде и низкой электропроводностью.

История

Древний мир и Средневековье

Использование конопли для получения волокна известно с неолита. Археологические находки на территории современного Китая и Тайваня датируются IV тысячелетием до н. э. В Древней Греции и Риме из пеньки изготавливали корабельные снасти и паруса. Геродот в V веке до н. э. упоминал о том, что фракийцы шили одежду из конопляного волокна, напоминающую льняную.

В Средние века пенька стала важнейшим стратегическим сырьём для мореплавания. Венецианская республика, а затем и другие морские державы (Португалия, Испания, Англия, Голландия) активно закупали пеньку для оснащения флота. В России конопля (в основном в центральных и южных губерниях) культивировалась с X–XI веков, а к XVII–XVIII векам стала одной из главных экспортных культур. Пётр I активно развивал коноплеводство, считая его необходимым для строительства российского флота.

XIX — начало XX века

В XIX веке пенька оставалась основным материалом для такелажа (снаряжения кораблей) и верёвочно-канатных изделий. В России крупнейшими центрами переработки конопли были Калужская, Орловская, Курская, Тульская и Черниговская губернии. В 1860-х годах Россия занимала первое место в мире по экспорту пеньки.

Однако с развитием стального судостроения и внедрением стальных тросов, а также с появлением синтетических волокон (капрон, нейлон) в XX веке, спрос на пеньку резко сократился. В СССР в 1930-х годах посевы конопли занимали около 1,5 млн гектаров, но к 1960-м годам площади сократились в несколько раз из-за конкуренции с химическими волокнами.

Современный период

В конце XX — начале XXI века интерес к пеньке возродился в связи с развитием «зелёных» технологий и поиском экологически чистых материалов. Пенька используется в производстве биоразлагаемых композитов, теплоизоляционных плит, строительных блоков (пенькобетон), а также в автомобильной промышленности (для изготовления панелей салона). В России с 2007 года разрешено промышленное возделывание безнаркотических сортов конопли (содержание тетрагидроканнабинола менее 0,1 %), что стимулирует развитие отрасли.

Технология получения

Выращивание и сбор

Конопля — однолетнее растение, которое выращивают в умеренном климате. Для получения волокна используют специальные технические сорта, отличающиеся высоким содержанием лубяных волокон (до 30 % от массы стебля) и низким содержанием психоактивных веществ. Сбор урожая проводят в период цветения мужских растений (посконь) или в начале созревания семян у женских (матерка). Стебли срезают на высоте 10–15 см от земли.

Первичная обработка

1. Мочка (росяная или водная) — стебли выдерживают на поле или в воде для размягчения покровных тканей и отделения волокна от древесины (костры). Длится от 2 до 6 недель.
2. Мятьё — высушенные стебли пропускают через вальцы (мялки), которые раздавливают древесную часть.
3. Трепание — отделение волокна от костры с помощью трепальных машин или вручную.
4. Чесание — очистка волокна от остатков костры и разделение на длинные (прядильные) и короткие (пакля) фракции.

Прядение и ткачество

Из очищенного волокна получают пеньковую пряжу, из которой на ткацких станках изготавливают ткани (парусину, брезент, мешковину) или вьют верёвки и канаты. Для повышения прочности и водостойкости пеньку иногда пропитывают дёгтем или другими составами.

Свойства и характеристики

Физико-механические

• Прочность на разрыв: 550–700 МПа (уступает льну, но превосходит джут и сизаль).
• Удлинение при разрыве: 1,5–2,5 % (низкая эластичность).
• Гигроскопичность: высокая (впитывает до 12–15 % влаги без ощущения влажности).
• Плотность: 1,48–1,52 г/см³.
• Устойчивость к гниению: высокая, особенно в солёной воде, благодаря содержанию лигнина.

Химические

• Состоит в основном из целлюлозы (65–70 %), гемицеллюлозы (15–20 %) и лигнина (3–10 %).
• Устойчива к действию щелочей, но разрушается под воздействием концентрированных кислот.
• Не накапливает статическое электричество.

Экологические

• Биоразлагаема (разлагается в почве за 2–4 месяца в зависимости от условий).
• При выращивании конопли не требуется интенсивное применение пестицидов (растение подавляет сорняки).
• Поглощает CO₂ в процессе роста в 2–3 раза больше, чем лесные массивы на той же площади.

Применение

Традиционное

• Канаты и верёвки — морские, такелажные, бытовые.
• Парусина и брезент — для парусов, тентов, чехлов.
• Мешковина — для упаковки сыпучих грузов (зерно, цемент, удобрения).
• Пакля — для конопачения срубов, уплотнения резьбовых соединений в сантехнике.
• Одежда и обувь — в прошлом из пеньки шили рабочую одежду, портянки, лапти.

Современное

• Композитные материалы — пеньковое волокно используется как армирующий наполнитель в биопластиках (например, в автомобильных панелях, корпусах электроники).
• Строительство — пенькобетон (смесь пеньковой костры с известью) для теплоизоляции стен и полов; пеньковые маты для звукоизоляции.
• Целлюлозно-бумажная промышленность — производство технической бумаги, фильтров, денежных знаков (в некоторых странах).
• Медицина — из пеньковой пакли изготавливают перевязочные материалы (гигроскопическая вата) и тампоны.
• Автомобильная промышленность — в качестве наполнителя для дверных панелей, багажников, потолков (например, в моделях BMW, Mercedes-Benz, Audi).

Классификация

По качеству и длине волокна пеньку делят на сорта (в России по ГОСТ 10379-76):

Пенька в культуре и быту

В русской деревне пенька была одним из основных материалов для изготовления верёвок, мешков, половиков и даже грубой одежды. Из пеньковой пакли делали фитили для керосиновых ламп. В народной медицине пеньковое масло (из семян) использовали как ранозаживляющее средство. Выражение «конопляное масло» в русском языке стало нарицательным для обозначения чего-то дешёвого и низкокачественного.

В морской терминологии пеньковые канаты называли «пеньковыми концами», а матросов, занимавшихся их ремонтом, — «пеньковщиками». В английском языке слово «hemp» (пенька) дало название конопляному маслу (hemp oil) и конопляному волокну (hemp fiber).

Критика и ограничения

Несмотря на возрождение интереса к пеньке, её промышленное использование сталкивается с рядом ограничений:

• Юридические барьеры — в ряде стран (в том числе в России до 2007 года) культивирование конопли было запрещено или ограничено из-за её родства с наркотическими сортами. Требуется получение лицензии на выращивание технических сортов.
• Экономические факторы — производство пеньки более трудоёмко по сравнению с синтетическими волокнами, что делает её дороже (на 20–40 %).
• Технологические сложности — пеньковое волокно менее эластично, чем лён, и требует специальной обработки для использования в текстильной промышленности.

Источники

1. ГОСТ 10379-76 «Пенька. Технические условия».
2. «Конопля: история, биология, технология» / под ред. В. А. Вишнякова. — М.: Колос, 2003.
3. «Растительные волокна: свойства, переработка, применение» / А. Н. Белов, И. А. Петров. — М.: Легпромбытиздат, 1990.
4. «Технические культуры мира» / В. И. Бурлаков. — М.: Агропромиздат, 1988.
5. «Hemp: Industrial Production and Uses» / edited by P. Bouloc, S. Allegret, P. Arnaud. — CABI, 2013.
6. Материалы Министерства сельского хозяйства РФ о развитии коноплеводства (2010–2020).