天然纤维素纤维(棉、麻).

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1、,第二章 植物纤维,棉纤维 麻纤维,2,第一节 棉纤维,本节主要内容： 一、棉纺厂常用原棉分类与品质 二、棉纤维的形成与形态特征 三、棉纤维的化学组成与化学性质 四、我国棉花生产与品质评定 五、原棉性能与检验 六、天然彩色棉 七、木棉,3,棉的生长过程:,原棉（皮棉）,籽棉,采摘,棉铃或棉桃,吐絮,4,（一）按品种的分类 1. 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆，占总产量的90%，产量高。长度：23-32mm；细度：0.15-0.2tex；单纤强度：2.94-4.4cN/根。 2. 长绒棉（海岛棉）：原产于美洲西印度群岛，又细又长又结实的棉花，我国新疆盛产长绒棉。长度：33-64mm；细度：0.

2、12-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根。是高档棉纺产品的原料。 3. 粗绒棉（亚洲棉）：原产于印度，纤维粗短只能纺粗特纱，产量低，纺织价值低，以趋淘汰。长度：15-24mm；细度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根。,一、棉纺厂常用原棉分类与品质,(1N=100cN),5,（二）按初加工方法分类 初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程，亦称轧棉（y min）。 经过轧花加工后去除棉籽的棉纤维称皮棉（原棉）。籽棉经轧棉加工后，得到的皮棉重量占籽棉重量的百分率，称为衣分率。 1. 锯齿棉：用锯齿式轧花机加工的皮棉。 2. 皮辊棉：用皮辊式轧花机加工的皮棉。,6,锯齿棉

3、和皮辊棉的特点：,7,（三）按色泽分类 有白色棉和彩色棉。 彩色棉：是纤维细胞发育过程中色素沉淀的结果，是白色棉纤维色素基因变异的类型。,8,白色棉： 1. 白棉：正常成熟，正常吐絮的棉花，不管原棉的色泽如何都称白棉。主要纺织原料。 2. 黄棉：棉铃受霜冻影响，原棉色泽发黄。棉纺厂少量使用。 3. 灰棉：棉纤维发育中或吐絮后，日照少、温度低，颜色呈灰白色。棉纺厂很少使用。,9,二、棉纤维的生长发育与形态特征,（一）棉纤维的生长发育 整个棉纤维的形成过程可分为三个时期:伸长期、加厚期、转曲期。 1. 伸长期：主要增长长度而胞壁极薄，形成有中腔的细长薄壁管状物。（16-25天） 2. 加厚期：细胞

4、壁由外向里逐日螺旋淀积纤维素，最后留有中腔，与成熟度有关。（35-55天） 3. 转曲期：棉纤维干涸后，胞壁产生扭转，形成不规则的螺旋形，称为天然转曲。 影响棉纤维长度的因素：,品种、生长条件、后加工。,10,（二）棉纤维的形状特征,整个纤维为细长的扁平带子状，中间粗两端细。 1. 纵向形态： 具有天然转曲的扁平带状。,纵向形态（正常成熟）,12,“天然转曲”的成因：纤维素以螺旋状原纤形态一层一层沉积，螺旋方向有左也有右，在纤维的长度方向反复改变，当纤维干涸后，胞壁产生扭转，形成“天然转曲”。 天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力，有利于纺纱工艺的进行和成纱质量的提高。,薄带状、没有或很少转曲,呈

5、棒状，转曲少见,成熟度低的棉:,过成熟的棉:,13,2. 横向形态 腰圆形有中腔。,棉纤维的横向形态,正常成熟,14,截面形态极扁、中腔较大,截面呈圆形、中腔很小的,未成熟的棉：,过成熟的棉：,16,3. 截面结构,棉纤维的截面由外至内主要由初生层、次生层和中腔三个部分组成。,棉纤维结构示意图,初生层：影响表面性质,（1）伸长期形成的初生细胞壁，它的外皮是极薄的棉蜡、果胶，纤维素含量少。 （2）棉蜡具有润滑作用，使棉纤维具有良好的适宜于纺纱的表面性能，但棉腊会影响染整加工，应在染整加工前将其去除。 对棉纤维整体起约束和保护作用,次生层：决定主要的物理机械性质,（1）棉纤维在加厚期淀积而成的部分

6、，几乎都是纤维素。 （2）纤维素逐日淀积一层形成了棉纤维的日轮。温度越高，淀积速度越快。 （3）与棉纤维的成熟度、天然转曲有关。（纤维素以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形,在纤维长度方向上有左有右，使得棉纤维有天然转曲。）,日轮,次生层：决定主要的物理机械性质,S1结构紧密 S2由同心环状排列的许多层纤维素巨原纤组成，微原纤与原纤之间形成空隙，使棉纤维具有多孔性。 S3具有与S2层相近的结构特征，但淀积有细胞原生质、细胞核干涸后的物质。,日轮,20,中腔：影响颜色、保暖性等,（1）纤维停止生长后，胞壁内遗留下来的空隙。同一品种的棉纤维，外周长大致相等，次生层厚时中腔就小，次生层薄时中腔就大

7、。 （2）中腔内含有少量原生质和细胞核残余，对棉纤维的颜色有影响。,21,4. 棉纤维的双边结构,棉纤维干涸后压扁扭转成为转曲，截面呈腰圆形，次生胞壁的各个部位在断面结构上有显著不同，这种现象称为棉纤维的双边结构。 主要表现为堆砌密度的差异，如下图所示。,A区最密，B区比C区密,22,三、棉纤维的组成及化学性质,（一）组成 主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以甙键反转180相连），约95%。 X射线衍射法可测得棉纤维结晶度为65%72% 伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右,纤维素分子式：,纤维素的化学结构：,n：6000-15000,23,（二）化学性质,1.水的作用：不溶于水，但会膨胀。纵

8、向：1%-2%； 横向：40%-45%（织物变厚导致缩水）。 2.碱的作用：在碱中较稳定，不会被破坏。 丝光：通常是指棉织品（纱、布）在张紧状态下经浓碱液(NaOH或液氨)处理，以获得持久的光泽，并提高对染料吸附能力的加工过程。,24,丝光后的结构变化：天然转曲消失成为棒状；无定形区有所增加，结晶区有所下降；取向度提高。 丝光后性能变化：光泽、染色性改善；强力增大，尺寸稳定性增加；化学性能活泼。,25,3.酸的作用：不耐酸（遇强酸水解或发生酯化反应）,利用该性质可生产涤棉烂花布。 涤棉包芯纱织物通过与有花纹的酸滚筒接触后制得的半透明织物。,26,4.氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解破坏，

9、特别在碱性条件下更严重。 5.微生物的作用：不耐霉菌。 6.有机溶剂的作用：不溶于一般溶剂，但会与有些有机酸发生酯化，醚化反应。,27,（三）棉制品的特性 1. 具有较好的吸湿透气性； 2. 不是很怕阳光，但过度暴晒会使棉制品产生氧化现象； 3. 耐虫蛀不耐霉菌，最怕潮湿； 4. 虽然穿着舒适，但容易起皱，所以大多数洗后需要熨烫。,28,品质评定，即业务检验或商业检验。 检验项目有品级、（手扯）长度、含水、含杂。 1. 品级 品级评定依据： 成熟度、色泽特征、轧工质量 细绒棉1-7级，3级为标准级，1-5级为纺用棉，7级以下为级外棉。 长绒棉1-5级 评定方法：实物标准结合文字标准（品级条件）

10、,四、棉花品质评定,文字标准,细绒棉的品级条件,30,2.（手扯）长度 用手扯法来测定：按照规定的工作法，反复拉扯棉束，把梳理好的棉纤维放在黑绒板上，用钢板尺测量。 以1mm分档：25mm, 26,31mm 各长度值均为保证长度， 即：25毫米表示棉花纤维长度为25.0-25.9毫米，26毫米表示棉花纤维长度为26.0-26.9毫米，以此类推。同时国标还规定，28毫米为长度标准级；五级棉花长度大于27毫米，按27毫米计；六、七级棉花长度均按25毫米计。,31,3. 含水 棉花收购中用电阻测湿仪快速测定。 4. 含杂 棉花中夹杂的非纤维性物质，如泥沙，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等。用目光估计，或用纤

11、维杂质分析机测定。,32,唛头代号（原棉质量标识）,唛头代号按类型、品级、长度、马克隆值的顺序标示（六、七级原棉不标马克隆值级）。 类型：黄棉 “Y” ，灰棉 “G”，白棉不作标示； 品级：“1”、“7”； 长度： “25”、“31”； 马克隆值：用A、B、C标示； 轧工：皮辊棉在质量标识下加 “_”，锯齿棉不标。 例：229A 2表示2级棉，29表示手扯长度为29mm，马克隆值A级，该棉为锯齿棉白棉。,33,五、棉纤维的性能检验,用专门的仪器进行检验，在实验室内进行。对纺织厂来说，是为了充分掌握原棉的性能，以合理使用原料。包括以下几方面： （一）长度 （二）细度 （三）成熟度 （四）强度 （

12、五）天然转曲 （六）原棉的水分、杂质与疵点 （七）综合检验,34,（一）长度 1.长度分布 随机取出一束纤维试样，其中各根纤维的长度都是不相等的、长短不齐的。可用棉纤维的自然长度排列图和长度-重量分布曲线直观地表达。 如果将一束试样从长到短逐根排列，并使各根纤维的一端在一条直线上，就可得到棉纤维的自然长度排列图。,自然长度排列图（拜氏图 ）,35,将不同长度的纤维称重，可作出纤维长度-重量分布曲线，其一般为右偏曲线。,36,2.纤维长度与纱线质量的关系,（1）与成纱强度：在一定范围内，长，成纱强度大；整齐度高，强度大； （2）与成纱细度：长，极限细度细（保证强度 ）； （3）与成纱毛羽：长，毛

13、羽少； （4）与成纱条干：长、整齐度高，条干好。,37,3.长度指标与检验（单位mm）（P.36-38） （1）手扯长度Lh：按一定手法，整理而得的纤维束的长度。工商交接中按该长度进行结算。 （2）主体长度Lm：一批棉样中含量最多的纤维的长度， Lm Lh。 根数Lm：纤维中根数最多的那部分纤维的长度 重量Lm：纤维中重量最重的那部分纤维的长度（即主体长度落在重量最大的一组中）。常采用重量主体长度。,38,（3）平均长度：纤维长度的平均值。有计重加权平均长度Lg 和计数加权平均长度 Ln。 （4）品质长度Lp ：又称右半部平均长度，比主体长度长的那部分纤维的重量加权平均长度。（用于确定工艺参数

14、） （5）短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率（表示长度整齐度的指标） 。界限：细绒棉16mm ，长绒棉20mm。,39,（二）细度 （P.25-26）,分直接指标和间接指标。 1.直接指标：用直径、截面积及宽度等来表达。 截面接近圆形时，常用这些指标，常用直径，单位（m）。 非圆形的面纤维，可用理论直径来表示。,D：理论直径；周长；d中腔直径,测量方法：显微镜切片法。,40,2. 间接指标 1）特克斯（定长制 ）：1000米长的纺织材料在公定回潮率时所具有的质量克数 公式： 长绒棉：0.12-0.14tex； 细绒棉：0.15-0.2tex,41,2）公制支数（定重制）：在公定回潮率

15、时1g的纺织材料所具有的长度m数。 公式： 长绒棉：6500公支以上； 细绒棉：5000公支左右 特克斯和公制支数的换算：,42,3）马克隆值 M（Micronaire） 用马克隆气流仪测得的综合表达棉纤维细度与成熟度的指标。本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克）。值越大，纤维越粗。,43,M在3.5-4.9范围内的棉花具有正常 的纺纱价值（优质马克隆值），过高的马 克隆值，纺纱时的落棉量较少、棉纱条干 均匀、纱疵少、棉纱外观等级高，但棉纱 抱合力下降、断头率增加，棉纱强力和可 纺支数下降；过低的马克隆值，可纺支数较高，但纺纱时的落棉量较多、棉纱外观等级低。,44,美国农业部1966

16、年做为分级指标，目前是欧美棉花市场的品质指标。 我国2000年新棉花标准中增设了马克隆值，按马克隆值的大小分A、B、C三级（A级最好）。 马克隆值A级（3.7-4.2）、B级（3.5-3.6,4.3-4.9）、C级（3.4级以下，5.0级以上）。,45,（1）中段切断称重法 步骤：梳理切断(Lc =10mm)称重(Gc, mg)数根数(nc)计算纤维细度(公制支数) 细度公式：,NmL / G =10nc/ Gc,3. 测试方法,46,（2）气流仪法 比表面积S0：单位体积的表面积。 原理：在一定容积的容器内放置一定重量的纤维，容器两端有网眼板，可以通过空气，当两端有一定压力差的空气流过时，则空气流量与纤维的比表面积平方成反比。 读数标定：结合中断称重法。,47,4. 细度与成纱质量、纺纱工艺的关系 （1）成纱强度及极限细度 其它条件相同时，纤维越细，成纱强度越高；可纺纱的极限细度愈细。 （2）成纱条干 纤维越细，成纱条干越均匀。 （3）纺纱工艺 纤维