Chap1 天然纤维素纤维,第一节 棉纤维 第二节 麻纤维,第一节 棉纤维,一、棉纤维的分类 二、主要产棉区 三、棉纤维的生长发育与形态结构 四、棉纤维的主要性能 五、棉纤维的品质评定,一、棉纤维的分类★,1.按长度和细度分,2.按纤维色泽分类 白棉：正常成熟，为纺用棉 黄棉：受霜冻或其它原因，使纤维大部分呈黄色，正常成熟，为纺用棉 灰棉：受雨淋、日照少、霉变等影响，很少用 彩色棉 天然生长的非白色棉花，主要属粗绒棉品种 纺织品不用染色，但产量低，长度偏短（20~25mm），强度偏低，可纺性差，色素不稳定棕色棉截面和纵向形态,,绿色棉截面和纵向形态,3.按棉花的初加工分类 锯齿棉：用锯齿式轧棉机加工的皮棉细绒棉 皮辊棉：用皮辊式轧棉机加工的皮棉长绒棉、留种棉,皮辊棉和锯齿棉的比较,二、主要产棉区,主要产棉国：美国、中国、俄罗斯、印度、巴基斯坦、巴西、埃及、苏丹等 我国主要产地是：黄河流域，长江流域，北部特早熟棉区，西北内陆棉区（以新疆为主），华南棉区,,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 1.棉纤维正常生长发育分三个阶段★ 伸长期 →加厚期 →干涸期（扭曲期） 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 干涸期：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成天然转曲。
三、棉纤维的生长发育与形态结构,2.棉纤维的形态结构★,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（细绒棉的转曲数39-65个/cm）,3.棉纤维的断面结构★,初生层: 蜡质与果胶 次生层：纤维素，决定性质 中腔：少数原生质和细胞核残余,棉纤维的断面结构,4.棉纤维化学组成与性质★,组成物质：主要组成为纤维素，94% 化学性质： 水的作用：不溶于水，但会膨胀，纵：1-2%，横40-45% 酸的作用：不耐酸 碱的作用：较耐碱，可在碱液中进行丝光处理，丝光棉 氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解破坏 微生物的作用：在潮湿条件下，易霉变 有机溶剂的作用：不溶于一般溶剂 耐光性：较不耐光,四、棉纤维的主要性能★,(一)长度 影响长度的因素：棉花的种类与品种（决定因素）、生长条件、初加工 长度与成纱质量的关系：强度、细度、条干、毛羽 长度检验：手扯法、排图法、罗拉法、光电法,,（1）手扯法（手扯尺量法） 指标：手扯长度,（2）排图法： （拜氏图）将一束试样从长到短依次排列，使各根纤维的一端位于一直线上3）罗拉法：一端整齐试样，等距分组称重（由短到长，长度依次相距2mm，扭力天平称重）,得到的指标：,主体长度（众数长度）——棉纤维长度分布中，占重量最多的一组长度。
手扯长度接近于主体长度 品质长度（右半部平均长度）——主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度（纺纱工艺中确定工艺参数时用到） 重量加权平均长度——各组纤维的质量加权平均长度 短绒率——长度短于一定长度界限的短绒质量占纤维总质量的百分率细绒棉16mm，长绒棉20mm 长度标准差与变异系数——表示纤维长度的整齐程度，其值越大，表示整齐程度越差50％跨距长度（50％SL）： 以起始测量点纤维量作为100％，在50％纤维量处所对应的纤维伸出夹持线的长度 2.5％跨距长度（2.5％SL）： 以起始测量点纤维量作为100％，在2.5％纤维量处所对应的纤维伸出夹持线的长度与纤维手扯长度和主体长度有良好相关4）光电法：采用梳子随机取样，测量纤维量与伸出夹持线长度之间关系，得到照影机曲线HVI（System of High Volume Instruments）棉纤维大容量测试系统,XJ128快速棉纤维测试仪——长岭纺电,XJ129棉结和短绒率测试仪——长岭纺电,AFIS单纤维测试系统：瑞士Uster公司，可测试纤维长度、细度、棉结、杂质等试样可以是棉花、棉条或粗纱二)成熟度,定义—棉纤维细胞壁加厚的程度和纤维中纤维素充满的程度，胞壁越厚，成熟度越好 影响因素：棉花的种类与品种、生长条件(决定因素) 棉纤维成熟度与纤维性能、成品生产的关系：棉纤维的各项性能几乎都与成熟度有关，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，可产生较大的抱合力，成纱强度高。
指标：（1）成熟系数：根据棉纤维中腔宽度与胞壁厚度的比值定出的 相应数值数值越大→越成熟，分为18组，从0～5 （2）成熟度比：纤维胞壁的增厚度（指棉纤维细胞壁的实际横 截面积对相同周长的圆面积之比）与选定为0.577的标准增厚度之比数 值越大，纤维越成熟，低于0.8的纤维未成熟 （3）成熟纤维百分率：成熟纤维根数占纤维总根数的百分率5、测量方法 ①中腔胞壁对比法：最基本 ②偏光仪法：利用棉纤维的双折射性质 a.偏光显微镜法：观察棉纤维的干涉色 b.偏光成熟度仪：测量偏振光透过棉纤维和检偏振片后的光强度 ③气流仪法： ④显微镜法：18%NaOH膨胀法,(三)细度,细度指标： 线密度Nt（法定计量单位，公定回潮率下，1000米长纤维的质量克数 ） （特克斯，tex）， 毫特(mtex)，分特(dtex)，千特(ktex) 公制支数Nm公定回潮率下，每克纤维所具有的长度米数 （公支） 细度与成纱的关系：强度，细度，条干 细度的检验：中段称重法，气流仪法,,,,（1）中段称重法,苛仁纳公式,当试样体积、压力差、试样重量、空气温湿度一定（μ稳定）时，Q值与 成反比式中：H－纤维的线密度； M－纤维的成熟度比，定义为纤维的线密度H与标准成熟纤维线密度Hs之比。
2）气流仪法：棉纤维试样在一定压力差下的气流仪流量读数，与纤维成熟度比和线密度的乘积成正比，该量值称为马克隆值马克隆值（Micronair）:一定量棉纤维在规定条件下的空气流量综合表达棉纤维细度与成熟度无计量单位，值↑→纤维越粗，成熟度较高29,(四)强度,1.强度指标： 断裂强力：N，cN，细绒棉单纤维强力约为3.0～4.5cN，长绒棉约为4～5cN 断裂比强度：拉断单位细度纤维所需的外力（cN/tex） 断裂伸长率：3% ～7％ 断裂长度：纤维自身重力等于纤维断裂强力时所具有的长度细绒棉约为20～25km，长绒棉33～40km,2.测量：束纤维，单纤维 （1）束纤维检验：测得束纤维强力，换算成单纤维强力，并修正（断裂不同时性修正系数0.675） K为相对湿度修正系数 （2）单纤维检验：信息全面，但费时费力,,(五)天然转曲,转曲数：单位长度（1cm）中扭转180°的个数 测量方法：显微镜或投影仪,五、棉纤维的品质评定,细绒棉现行标准： GB 1103.1－2012 《棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉》 GB 1103.2－2012 《棉花 第2部分：皮辊加工细绒棉》,（一）抽样（GB 1103.1－2012 《棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉》） ★,抽样的原则：随机抽取，具有代表性 方法：分阶段抽样：批样（10%），实验室样品，试验样品（试样）,(二)品质检验 1. 颜色级★ 划分依据和级别：依据棉花黄色深度将棉花划分为白棉、淡点污棉、淡黄染棉、黄染棉4种类型。
依据棉花明暗程度（反射率）将白棉分5个级别，淡点污棉分3个级别，淡黄染棉分3个级别，黄染棉分2个级别，共13个级 白棉3级即31级为颜色级标准级 颜色级用两位数字表示，第一位是级别，第二位是类型颜色级代号见表1 主体颜色级：80%，相邻，类型不超过2个级别不超过3个,表1 颜色级代号,,颜色分级图,,评定方法：仪器和感官（实物标准结合文字描述） 实物标准， 制作白棉4个级、淡点污棉2个级、淡黄染棉2个级和黄染棉1个级的颜色级实物标准，期限一年,2. 轧工质量,轧工质量划分 根据皮棉外观形态粗糙程度、所含疵点种 类及数量的多少，轧工质量分好、中、差 三档分别用P1、P2、P3表示 轧工质量分档条件 评定： 根据轧工质量分档条件和轧工质量参考指标制作轧工质量实物标准轧工质量实物标准是评定棉花轧工质量的依据使用期限为一年,轧工质量分档条件,轧工质量参考指标,3.长度★,采用手扯尺量法和HVI检验，以HVI为准 分级情况：以1mm为级距，分成25、26、…、32mm八级，28mm为长度标准级（25mm包括25.9mm及以下，26mm包括26.0～26.9mm，32mm包括32.0mm及以上） 棉花手扯长度实物标准根据HVI测定的棉花上半部平均长度结果定值。
4. 马克隆值★,马克隆值（Micronaire）:综合表达棉纤维细度与成熟度的指标无计量单位，值越大，纤维越粗，成熟度较高优质马克隆值范围：3.5-4.9 检验：气流仪 本标准根据马克隆值的取值范围将马克隆值分为三级五档，见表B级为马克隆值标准级 5. 断裂比强度,断裂比强度分档及代号见下表,6. 长度整齐度指数,长度整齐度指数分档及代号见下表,7. 危害性杂物,采摘、交售、收购和加工棉花中的要求 在棉花采摘、交售、收购和加工中严禁混入危害性杂物 采摘、交售棉花，禁止使用易产生异性纤维的非棉布口袋，禁止用有色的或非棉线、绳扎口 收购、加工棉花时，发现混有金属、砖石、异性纤维及其它危害性杂物的，必须挑拣干净后方可收购、加工为了有效地降低棉花中的异性纤维含量 （非棉和非本色棉纤维） ，本标准在GB 1103-2007的基础上，对成包皮棉中异性纤维含量分档提出更严格要求 本标准规定，棉花加工单位在棉包刷唛时要刷上异性纤维含量代号三)公量检验★ 1.回潮率： 公定，标准，实际 棉花公定回潮率为8.5%，棉花回潮率最高限度为10.0% 测试：烘箱法,2.含杂率,杂质——夹杂的非纤维性物质，如：泥纱，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等。
棉花标准含杂率，皮辊棉为3.0%，锯齿棉为2.5% 检验：杂质（原棉杂质分析机）,3.棉纤维的公量计算,公定重量：净重按棉花实际回潮率和实际含杂率折算成公定回潮率和标准含杂率后的重量四)棉花质量标识★,棉花质量标识按棉花主体颜色级、长度级、主体马克隆值级顺序标示 棉花质量标识的标示方法及代号: 颜色级代号：按照颜色级代号标示； 长度级代号：25毫米至32毫米，用“25” ……“32”标示； 马克隆值级代号：A、B、C级分别用A、B、C标示； 例如：白棉三级，长度28毫米，主体马克隆值级B级，质量标识为：3128B； 淡点污棉二级，长度27毫米，主体马克隆值级B级，质量标识为：2227BGB 1103.2－2012 《棉花 第2部分：皮辊加工细绒棉》,1.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 评定依据：成熟程度、色泽特征、轧工质量 分级情况：细绒棉分为七级，一级最好，三级为品级标准级，一至五级为纺用棉（五级为转杯纺用棉） 品级标准分为文字标准和实物标准 评定方法：品级条件和实物标准相结合,2.棉花质量标识,棉花质量标识按棉花类型、主体品级、长度级，主体马克隆值顺序标识 黄棉以字母“Y”标示，灰棉以字母“G”标示，白棉不作标示；皮辊棉在质量标示符号下方加横线“—”表示 品级代号：一级至七级，用“1”…… “7”标示； 长度级代号：25毫米至32毫米，用“25” ……“32”标示； 马克隆值级代号：A、B、C级分别用A、B、C标示； 四级皮辊白棉，长度30毫米，主体马克隆值级B级，质量标识为：430B 五级皮辊灰棉，长度28毫米，主体马克隆值级C级，质量标识为： G528C,学生练习及作业,（1）名词解释：主体长度、品质长度、2.5％跨距长度、特克斯、公制支数、马克隆值、成熟度 （2）棉纤维按初加工方式分为哪几类？它们的特点如何？ （3）简述棉纤维的形态结构、化学组成与化学性质。
（4）简述棉花颜色级检验的依据和检验方法 （5）棉花如何进行质量标识？ （6）中段切断称重法测原棉细度，已知中段长度10mm，中段重量3.24mg，两端纤维重量6.54mg，中段根数1965根，分别计算公制支数、每毫克纤。