棉纤维性能与检测

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1、任务一 棉纤维的性能与检测,棉纤维,棉纤维是由胚珠(即将来的棉籽)表皮壁上的细胞伸长加厚而成的。一个细胞长成一根纤维.,棉纤维的生长发育,棉纤维正常生长发育分三个阶段： 伸长期 加厚期 转曲期 伸长期：纤维加长，形成胞壁 加厚期：长度基本长足，主要是胞壁加厚 转曲期：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成天然转曲。,棉纤维的生长发育,主要产棉区,国 际 国 内,棉纤维在全球纤维和纺织业加工纤维中所占比重,本章所学内容,1.棉纤维分类 2.棉纤维形态结构 3.棉纤维的组成 4.棉纤维的性能 5.棉纤维的质量检验,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 （1）陆地棉 (细绒棉）,原产于南美和中美洲墨西哥 一

2、带高原地区，又称高原棉。 生长期长，适应性强，结铃性强，铃大，衣分高（单铃子籽棉重5g左右，衣分一般达37以上。） 又称细绒棉，纤维长细，色洁白或乳白，带有丝光。目前我国主要栽种的棉种。 产量约占世界棉花产量的85%以上。,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 (2)海岛棉(长绒棉),原产南美洲，中美洲和加勒比地区，后传入北美洲的东南岛屿种植。 生长期长，植株高，喜高温强光，铃小，衣分低。单玲籽棉重约3g左右，衣分为3035% 又称长绒棉，纤维长而细，品质优，色乳白或淡黄，富有丝光。产量低，适用于高档棉纺织品。 含糖偏高,易产生“三缠”现象(缠罗拉,皮辊,皮圈和堵通道。 产量约占世界棉花产量的58

3、%。,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 (3)亚洲棉（粗绒棉）,原产印度大陆，又称亚洲棉。 生长期短，抗旱、抗病、抗虫能力强，结铃性中等，铃小，衣分低。 纤维粗短，少丝光，又称短绒棉，弹性足，产量不高但稳定，适合绒织品和保暖品制作。 产量约占世界棉花产量的25.,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 (4)草棉(非洲棉）,原产于非洲南部. 生长期短，植株矮小，结铃性较弱，铃小，衣分低。 品质与亚洲棉接近，因纤维粗短，已逐渐淘汰。 可作为早熟和抗旱品种资源加以利用。,棉花的初加工,棉花的初加工也叫轧棉或轧花，目的是使棉纤维和棉籽分离,除去棉籽和部分杂质。,2. 按棉花的初加工分类 （1）皮辊棉 （2

4、）锯齿棉,一、棉纤维的分类,皮辊棉和锯齿棉的比较,一、棉纤维的分类,一、棉纤维的分类,3. 按纤维色泽分类 （1）白棉 （2）黄棉 (Y) ：低级棉，少使用。 （3）灰棉 (G) ：品质低，纺制低级棉纱中配用。 （4）彩色棉,什么是天然彩色棉？,棕、绿色彩棉种子,天然彩色棉是采用现代生物工程技术培育出来的一种在棉花吐絮时纤维就具有天然色彩的新 型纺织原料。,我国于1994年开始彩棉育种研究和开发，现已育出了棕、绿、黄、红、紫等色泽的彩棉。 新疆中国彩棉股份有限公司目前已有可供大面积种植的棕色、绿色、驼色3个定型品种和90余份优良选系材料。其中棕色、绿色、驼色3个定型品系在新疆大面积种植获得成功

5、。,什么是天然彩色棉？,彩色棉与白棉相比有什么优点？,彩色棉制品有利于人体健康； 在纺织过程中减少印染工序； 迎合了人类提出的“绿色革命”口号，减少了对环境污染； 有利于国家继续保持纺织品出口大国的地位，打破了国际“绿色贸易壁垒”。,二、棉纤维的形态结构,1、正常生长的棉纤维形态结构 截面：腰圆形，有中腔 纵向：天然转曲,天然转曲增加纤维的抱合 力 ，提高成纱质量。,2、棉纤维的断面结构,0.1微米,0.1微米,0.10.4微米,棉纤维的截面,初生层 次生层 中腔,纤维素,外皮蜡质、果胶质,二、棉纤维的形态结构,三、棉纤维的组成,组成物质：纤维素（C6H10O5） 约占94% 还有：糖分、蜡质

6、、蛋白质、 脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物（影响加工使用性能）。,四、棉纤维的基本特性,长度 细绒棉：平均手扯长度为253lmm 长绒棉：平均手扯长度为3245mm,线密度(细度） 细绒棉：1.432.22dtex 长绒棉：1.111.43dtex,吸湿性 回潮率为8%13%，公定回潮率为8.5%,强伸性 断裂长度为2030km（细绒棉） 断裂伸长率为3%7% (弹性差）,化学稳定性 较耐碱而不耐酸。利用此性质可对棉织物进行丝光处理。,成熟度 成熟度为1.52.0,四、棉纤维的基本特性,P20,丝 光 棉,棉纺织品浸没在碱性溶液中，并施加张力，经过这样的处理会使棉纺织品的表面产生绢丝般的光泽。

7、 丝光棉较一般棉织物轻薄，手感柔软，穿着舒适，不刺激皮肤，吸湿性、透气性良好，染色性能好，强度略微提高 。,五、棉纤维性能检验,（一）品级 （二）长度 （三）成熟度 （四）细度 （五）马克隆值 （六）强伸度 （七）疵点 （八）含杂与异性纤维 （九）吸湿性 （十）糖分,四级二类标准（强制性、推荐性）： 国家标准代号：GB、GB/T 行业标准代号： FZ、FZ/T 地方标准代号： DB、 DB/T 企业标准代号： Q/ GB 11032007棉花 细绒棉 GB 1103.32005棉花 天然彩色细绒棉 GB 196352005棉花 长绒棉,五、棉纤维性能检验,五、棉纤维性能检验,五、棉纤维性能检验

8、,按批检验抽样：数量按包数10%抽样。每包抽取约300g，形成批样。回潮率批样（100 g/包）要密闭。,逐包检验抽样（针对大包型）：用专用取样装置在每个棉包两侧中部切取两个切割样品260105(或124)mm，重量不少于125g。,(一)品级,品级是原棉品质优劣的一个综合性指标，反映棉纤维的内在质量。品是品质，级是级别。 品级划分依据： 成熟程度、色泽特征、轧工质量 分级情况： 细绒棉分七级，一级至七级（无级外棉）。三级为标准级，一级至五级为纺用棉。 长绒棉分为一至五级，三级为品级标准级，五级以下为级外棉。 彩棉分为一至三级，二级为品级标准级，三级以下为级外棉。 品级标准分为文字标准和实物标

9、准 评级方法：在分级室内人工模拟昼光光线或北窗射入的正常光线下，手持棉样，在实物标准旁逐样对照，决定棉样品级。,P22,(二)长度,1、长度及不均一性 细绒棉纤维长度一般为: 2333mm 长绒棉纤维长度一般为: 3345 mm,长度-重量分布曲线图（右偏） 自然长度排列曲线图 图 棉纤维长度分布曲线,(二)长度,2、影响长度的因素 （1）棉花的种类与品种（决定因素） （2）生长条件 （3）初加工,(二)长度,皮辊棉约短0.20.5mm；锯齿棉约短0.5mm,可相差约24mm,3、长度与成纱质量与纺纱工艺的关系 （1）棉纤维长度与成纱强度 （2）棉纤维长度与成纱细度 （3）棉纤维长度与成纱条干

10、均匀度 （4）棉纤维长度与成纱毛羽 （5）纤维长度与纺纱工艺的关系十分密切（棉纺设备的结构与尺寸、各道工序的工艺参数，因棉纤维的长短不同而不同）,(二)长度,4、棉纤维长度的指标与检验,(二)长度,主体长度：棉纤维长度分布中占重量或根数最多的一组长度。,用于工商交易。细绒棉25-31mm，长绒棉33mm以上。,（手扯长度）,品质长度：主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度。 确定棉纺织工艺参数用。,短绒率：棉纤维中长度短于一定界限长度的纤维重量（或根 数）占纤维总量（或根数）的百分率。,细绒棉界限：16mm；长绒棉界限20mm。,（1）长度指标：,4、棉纤维长度的指标与检验 （2）测试方法：

11、罗拉式分组测定法 手扯尺量法 梳片式分组测定法 纤维照影仪和HVI法,(二)长度, 罗拉式分组测定法 仪器： Y111型或Y111A型罗拉式长度分析仪 测到的指标：主体长度、品质长度、 短绒率、质量平均长度、长度标准差、长度变异系数 、基数、均匀度。,(二)长度,P25,罗拉式长度分析仪,(二)长度,罗拉式长度分析仪,(二)长度,真实重量计算式：Gj0.17gj-1 0.46gj 0.37gj+1 Gj第j组纤维的真实重量；mg； gj 第j组纤维的称见重量；mg； gj-1第j-1组纤维的称见重量；mg； gj+1第j+1组纤维的称见重量；mg；,修正原因：棉束厚薄不匀、纤维排列不可能完全伸

12、直平行等 。,(二)长度,分组称重（修正）、计算，求得主体长度、品质长度、平均长度、短绒率、均方差与变异系数等项指标。,(二)长度,细绒棉分7级： 25mm,包括25.9mm及以下； 26mm,包括26.026.9mm； 27mm,包括27.027.9mm； 28mm,包括28.028.9mm； 29mm,包括29.029.9mm； 30mm,包括30.030.9mm； 31mm,包括31.031.9mm； 32mm,包括32.0mm及以上。 六、七级棉花均按25mm计。 彩 棉：从2430分为七级，27mm为长度标准级 长绒棉：从3339mm分为七级，36mm为长度标级 四级棉花长度长于34

13、mm，按34mm计 五级棉花长度均按33mm计。 彩棉和长绒棉的长度以罗拉法主体长度为基准。, 手扯尺量法有一头齐法和两头齐法。,细绒棉手扯长度分级,品级 长度（mm）,Y146光电长度仪法,(二)长度,HVI（大容量棉花纤维测试仪）,（三）成熟度,1、棉纤维成熟度的概念与影响因素 定义 纤维胞壁加厚的程度和纤维中纤维素充满的程度，胞壁越厚，纤维素淀积的越多，成熟度越好。 影响因素：棉花的种类与品种、生长条件(影响大) 2、棉纤维成熟度与纤维性能、成品生产的关系 成熟度高，则中腔小、胞壁厚，腔宽与壁厚的比值小。正常成熟的棉纤维，截面粗、强度高、弹性好、有丝光，并有较多的天然转曲，可产生较大的抱

14、合力，成纱强度高。 成熟度是综合反映棉纤维的内在质量的一项指标。,3、棉纤维成熟度的指标与检验 检验方法：腔壁对比法、显微镜法、偏振光法（2种） 指标：成熟系数K 、成熟度比M 、成熟纤维百分率P （1）成熟系数K：根据棉纤维腔宽与壁厚的比值的大小所定出的相应数值。,（三）成熟度,（三）成熟度,成熟系数K,细绒棉成熟系数一般在1.52.0，低级棉在1.4以下，成熟系数为1.7 1.8时，较为理想；长绒棉在2.0左右，比细绒棉高。 腔壁对比法：显微镜下目测可见腔宽与壁厚的比值，查表确定。,（2）成熟度比M=实际增厚度/标准增厚度 成熟度比越大， 说明纤维越成熟。 低于0.8时未成熟, M=1时成

15、熟良好。 显微镜法：18%氢氧化钠溶液膨胀后，分正常、薄壁、死纤维 （3）成熟纤维百分率P：成熟纤维根数占纤维总根数的平均百分率。 显微镜法：18%氢氧化钠溶液膨胀后，分未成熟纤维、成熟纤维 相互折算式： P=(M-0.2)(1.5652-0.471M) ； M=0.169+0.4935K-0.039K2,（三）成熟度,N 正常纤维的平均百分数； D 死 纤 维 的平均百分数。,18%氢氧化钠溶液检测棉纤维成熟情况：,正常纤维：经18%氢氧化钠溶液膨胀后，中腔呈不连续或几乎没有任何中腔痕迹的棒状纤维，没有轮廓分明的转曲。 死纤维：从无转曲、很少转曲或几乎没有纤维胞壁的扁平带状到胞壁稍有发育、转曲较多等各种形态。纤维胞壁的厚度等于或小于纤维最大宽度的15。 薄壁纤维：经18%氢氧化钠溶液膨胀后，不能划为正常纤维或死纤维的纤维。 成熟纤维：发育良好而胞壁厚的纤维。经18%氢氧化钠溶液膨胀后，呈无转曲的棒状纤维。 不成熟纤维：发育不良而胞壁薄的纤维。经18%氢氧化钠溶液膨胀后，呈螺旋状或扁平状态，纤维胞壁薄且呈透明的纤维。纤维胞壁的厚度小于纤维最大宽度的14。,（四）细度,1. 棉纤维的细度指标 （1）线密度（Tt）： 在公定回潮率下，1000m长的纤维所具有的重量克数。 （2）公制支数（Nm) ：在公定回潮率，1g纤维所具有的长度米数。,2.棉纤维的细度与成纱质量