3第三章 天然纤维素纤维

（皮棉）
棉铃裂开后采得的棉花都是带籽的，称～
籽棉经初加工使棉纤维和棉籽分离，除 去棉籽和部分杂质后的棉花。 使籽棉上纤维与棉籽分离的棉花初加工过程
籽棉
轧棉
轧棉
（轧花）
原棉
衣分率 (1)皮辊棉 (2)锯齿棉
籽棉经轧花后,所得到的皮棉质量 占原来籽棉质量的百分率称为～ 用皮辊轧花机加工的皮棉 用锯齿轧花机加工的皮棉
成熟纤维根数 成熟度百分率 = ——————————————×100% 成熟纤维根数+未成熟纤维根数
此测定适用范围： 只能在品种性能差异不很大时适用 ａ.双折射率不同时不能用 ｂ.由于测定的只是胞壁厚，纤维品种不同，周长差异很 大时，相同壁厚，中腔不同，干涉色测定的成熟度相 同，而用中腔胞壁对比法测得的成熟度系数则不同， 无可比性。
五、成熟度
3、成熟度指标及测试方法 (3)气流仪测定棉纤维成熟度
工作原理： 固定流量测定同一试样在两种不同压缩条件（如改 变试样筒长度）下的压力差，成熟度小的纤维受压 缩时较成熟度大的容易压扁，比表面积及空隙率变 化大，由压力差测得成熟度大小。 (4)其他测定方法 不同成熟度棉纤维膨化后的截面形状、转曲、纤维重量 等的变化不同，测定其膨化后胞壁厚度与纤维最大宽度 之比以及纤维外形即可测得棉纤维成熟度。
世界种植最多的品种，占世界棉花总产量的85%以上， 品质优良，适宜纺制10号以下的高档棉纱或 我国98%以上棉田种植。 特种工业用纱。 我国种植数量少，种植面积不足2%。（新疆、 纤维粗短，只能纺28号以上的纱，且产量低，已趋淘汰 云南等地）
一、棉纤维的种类及其特点
2、按棉花的初步加工方法分
籽棉
原棉
三、棉纤维的化学组成与化学性质
2.主要化学性质
酸的作用 碱及液氨的作用 碱起氧化催化作用。 所以在棉纤维加工时，必须避免长时间带碱并与空气接 触，以免纤维素受损。浓碱还有降解作用。 稀碱液在常温下，破坏作用较小，可适当加以利用。 ——洗涤剂可偏碱性） 1)碱缩 棉织品在无张力下与浓碱作用，尤其是棉针织物经浓 碱处理，纱线膨胀，织物的线圈组织密度和弹性增 加，织物发生皱缩。 2)丝光处理 如果膨化的同时再给予拉伸，则在一定程度上可改变纤维的内 部结构，从而在丝光的同时 a)提高强度和强度均匀性 b)提高吸附能力 c)改善尺寸稳定性 应用 丝光；染色深色化；泡泡纱
一般测定200根纤维 平均成熟度系数 = 测定纤维成熟度系数之和 / 测定的总根数 成熟度系数在0.75以下的纤维根数 未成熟纤维百分率= ————————————法 （2）偏振光法测定棉纤维的成熟度
1）偏振光显微镜成熟度测定法
原理 ——利用棉纤维的双折射性质，在偏振光显微镜中 观察棉纤维的干涉色来确定纤维的成熟度。 双折射现象 当光线进入各向异性物质后，一束光线分成两束， 寻常光线（O光）——遵从通常的的折射定律 非常光线（e光）——不遵从通常的的折射定律而随入射 光的方向变化而变化，在一般情况下， 这束折射光不在入射面内 这种现象叫双折射现象
二、棉纤维的生长发育与形态特征
2.棉纤维的形态特征
截面形态 纵向形态 不规则腰圆形，有中腔 中间较粗，两端较细，顶端封闭。 螺旋形转曲带状，转曲在中部较多，梢 部较少。且沿纤维长度不断改变转向。
初生层 次生层 中腔
棉纤维生长停止后，胞壁内遗留下来的空隙。棉铃未 棉纤维的外层,即纤维细胞的初生部分。 裂开时，占1/2～1/3，干涸压扁后，中腔仅占截面积的 外皮：极薄的蜡质与果胶。 棉纤维的主体，几乎都是纤维素微原纤，加厚期淀 1/10。 主要影响纤维的表面性质。有拒水性。 积而成。 同一品种的棉纤维，外周长大致相等，次生层厚时， 质量占90%以上，主要影响纤维的物理机械性质 中腔就小，中腔内留有原生质细胞核的残余，其颜色 随棉花品种而不同。 主要影响纤维的颜色、保暖性等。染色和化学处理 的主要通道。
在胞壁加厚过程中 气温较高 纤维素淀积致密
低 疏松
结晶度和比重高 低
低温下生长的纤维强度低，伸长大
二、棉纤维的生长发育与形态特征
1.棉纤维的生长发育
棉纤维的生长发育可分为伸长、加厚、转曲三个时期。 （1)伸长期 （2)加厚期
“日轮”
（3)转曲期
——纤维素的淀积是在温度较高时进行的， 低于20℃，生长就会停滞。由于白天和 黑夜气温相差很大，纤维素淀积速度时 快时慢，在胞壁内形成明显的层次，层 棉铃裂开吐絮，棉纤维与空气 数与加厚天数相当。这些层次称～， 接触，纤维内水分蒸发，胞 是棉纤维结构特征之一。 壁发生扭曲，形成不规则的螺 旋形——天然转曲。 由于淀积加厚时呈螺旋形
n为聚合度，棉纤维ｎ＝6000～11000
三、棉纤维的化学组成与化学性质
2.主要化学性质
酸的作用
纤维素对酸的作用一般比较敏感
＊酸对纤维素大分子中苷键（甙键）的水解起催化作 用，使大分子断裂，聚合度降低。最后完全解体而 水解为葡萄糖（常温下65%浓硫酸可全溶） ＊形成纤维素的酸根酯，溶于酸性溶液。 应用 1）透明印花 ——酸与纤维素作用时，形成纤维素的酸根酯，能溶于 酸性溶液，如在尚未大幅度降解前，洗去酸，胶状纤维 素酸根酯立即凝结，棉织物呈半透明。 （蝉翼纱） 2）涤棉烂花布 ——用酸将棉水解烂掉。
三、棉纤维的化学组成与化学性质
2.主要化学性质
酸的作用 碱及液氨的作用 碱起氧化催化作用。
所以在棉纤维加工时，必须避免长时间带碱并与空气接 触，以免纤维素受损。浓碱还有降解作用。
稀碱液在常温下，破坏作用较小，可适当加以利用。 ——洗涤剂可偏碱性
1)碱缩 棉织品在无张力下与浓碱作用，尤其是棉针织物经浓 碱处理，纱线膨胀，织物的线圈组织密度和弹性增 加，织物发生皱缩。 2)丝光处理 棉纤维在一定浓度（18%-25%）的NaOH溶液中处理后，纤维 横向膨化，从而截面变圆，天然转曲消失（分子排列整齐， 对光线反射有规律），使纤维呈现丝一般的光泽。
由于纤维大分子的取向排列，使纤维在光学性质方面呈现各向异性
平面偏振光⊥纤维轴入射
光线速度慢——e光，慢光 ∥ 纤维轴方向振动： （非常光，不遵从折射定律） ⊥纤维轴方向振动： 光线速度快——o光，快光 （寻常光，遵从折射定律）
设 纤维厚度为2t（μ m）
e光折射率为ne（n‖） o光折射率为no（n⊥） 纤维双折射率： ne-no（n‖- n⊥） 两条光线离开纤维时，产生的光程差Δ为：
棉花的初步加工
锯齿轧棉
皮辊轧棉
一、棉纤维的种类及其特点
2、按棉花的初步加工方法分
皮辊棉和锯齿棉的比较
锯齿棉 对纤维作用 外观形态 剧烈，纤维损伤较大 松散 皮辊棉 缓和，纤维损伤小 薄片状 长，低、短绒没法去除
主体长度及整齐度 主体长度短，整齐度较高
除杂设备 轧工疵点
适宜加工 产量
有排杂、排僵设备 多，如棉结、索丝等
Δ=2t（ne-no）×1000（nm）
若用单色光照射
则干涉只有明暗之分。
若用混合光（白光）照射 当光程差为光源中某种颜色 光波波长的整数倍时 当光程差为某种颜色光波 的半波长时 干涉加强，此颜色加强。 干涉使此颜色消失。
∴当棉纤维成熟度不同时，2t不同，若（n‖- n⊥） 一定时，呈现的色彩就不同。 一般，棉纤维的Δ =400-450之间，干涉色区别不明显。 ∴实验中，使偏振光通过纤维后， 加一个一级红晶片——Δ 增加550nm 或 加一个三级红晶片——Δ 变为1650-Δ 纤
完全未成熟时 ，2δ/D为0，实际上为0.05，所以M最小为0 细绒棉 M＝1.5～2.0 为成熟纤维 M＝1.7～1.8 纺纱最佳 长绒棉 M＝1.7～2.5为成熟纤维 M＝2.0左右 纺纱最佳
五、成熟度
3、成熟度指标及测试方法 （1）中腔胞壁对比法测定成熟度系数 实际测定中，采用中腔胞壁比值法， 400倍左右的显微镜下观察， a——中腔可见宽度；b——一侧胞壁可见厚度 a/b越小 成熟度系数越大 成熟度越高。
二、棉纤维的生长发育与形态特征
1.棉纤维的生长发育
棉纤维的生长发育可分为伸长、加厚、转曲三个时期。 （1)伸长期 （2)加厚期
（3)转曲期
棉花开花后，胚珠表皮细胞（初生细胞） 隆起伸长，同时细胞加宽，一直达到纤维 纤维长度很少再增加，外周长也没有多大 的最后周长和最后长度。为期25～30天。 变化。细胞壁由外向内逐日淀积一层层纤 伸长期内纤维胞壁增厚很少，最后形成 维素（次生层），最后形成一根两端较细， 有中腔的细长胞壁管状物。（初生层） 中间较粗的棉纤维。约为25～30天。一直 持续到棉铃完全裂开后才结束。
细绒棉 高
无排杂设备 少，有黄根
长绒棉、留种棉、低级籽棉 低
一、棉纤维的种类及其特点
3、按原棉的色泽分
(1)白棉
正常成熟、正常吐絮的棉花。 色泽洁白、乳白或淡黄色。 为棉纺织厂的主体搭配成分。 棉花生长晚期，棉铃吐絮前遇霜冻伤枯死，铃 壳上的色素染到纤维上，使原棉颜色发黄。
(2)黄棉
(3)灰棉 棉纤维生长发育过程中或吐絮后，由于雨量多，日照少 温度低，使纤维成熟受到影响，颜色呈现灰白。 接近正常成熟，但色泽差。 属低级棉，强力低，质量差，棉纺厂很少使用。搭 配在5%以下。
三、棉纤维的化学组成与化学性质
2.主要化学性质
酸的作用 碱及液氨的作用 氧化剂的作用 一些氧化剂可使纤维素严重降解。氧化漂 白时注意控制适当条件。
四、棉花的品质评定与分级
棉花的业务检验包括： 长度、品级、含水、含杂四项
（确定棉花的价格） （确定棉花的重量 ）
1.长度
影响纤维长度的因素：品种、生长条件、初加工； 成熟度、色泽特征、轧工质量
2.品级依据
细绒棉 分为七级，一级最好，七级最差，三级为标准级，七 级以下为级外棉； 一～五级——纺用棉； 六级及以下——废纺原料或民用絮棉 长绒棉 分为五级 3.含水 多用电阻测湿仪快速测定。
4.含杂