天然纤维素纤维1..
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在棉纤维横截面上，次生胞壁在各部位主要表现为 堆砌密度差异。如下图所示
A区最密，B区比C区密。
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（三）棉纤维组成 纤维素外，大约还含有6～10%天然杂质：
18
(四）棉纤维的微观结构 大分子结构，超分子结构和形态结构，前两者合称为 微观结构。 1、棉纤维的大分子结构
成熟棉纤维绝大部分由纤维素(天然高分子化合物)组成。 其分子式为 (C6H10O5)n，结构式如图1所示。
2
棉桃
3
棉花
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5
源自文库
•亚洲棉：粗短，又称粗绒棉。作为种子源保留。 •非洲棉：也是粗绒棉，长16~25mm，宽20~25 微米，细度0.25~0.4tex。长、短、粗、细相差 很大。 •一般来说, 长度越长，细度越细，品质越好。
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按棉花初步加工分： 1、皮辊棉：用皮辊式轧棉机加工的皮棉。
2、锯齿棉：用锯齿式轧棉机加工的皮棉。产量高，细 绒棉多用此方法。 按原棉的色泽分： 1、白棉：正常成熟，为纺用棉。 2、黄棉：霜黄棉。 3、灰棉：雨灰棉，棉铃开裂时由于日照不足或雨淋， 潮湿，霜等原因造成。
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2.生长阶段
棉纤维从棉籽表皮上细胞突起成长。每 根棉纤维就是一个细胞. 生长三阶段： 延长生长 生长期：第15～25天 形态： 薄壁 圆形小管 内部充满原生质 胞壁增厚 加厚期：第30～50天 形态： 成熟收缩 胞壁增厚 脱水收缩 胞腔缩小 纵向扭曲 原生质转变为纤维素 圆形变成腰子形
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天然彩色棉的特点与应用
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图2 纤维素大分子空间结构示意图
氧六环的空间结构属于椅式结构。每个氧六环 (不包括两端) 上含有三个游离醇羟基，其中2、3位碳原子上是两个仲醇羟基 (=CHOH)，6位碳原子上是一个伯醇羟基 (一CH2OH).
21
纤维素大分子的官能团是羟基和甙链。羟基是亲水性基团， 使棉纤维具有一定的吸湿能力；而甙键对酸敏感，所以棉 纤维比较耐碱而不耐酸。 2、棉纤维的超分子结构 又称聚集态结构。 大分子之间依靠分子结合力形成多级的超分子结构。 各种单基组成的各种聚合度的直线链状大分子； 几根直线链状大分子互相平行，成为结晶态的很细的大分 子束，即直径约为1~3纳米的基原纤； 若干根基原纤平行排列结合在一起成为直径约为4~10纳米 的微原纤； 若干根微原纤基本平行地排列结合成直径约为10~30纳米的 原纤； 由原纤基本平行地堆砌成直径约为0.1~1.5微米的巨原纤； 再由巨原纤堆砌成整根纤维。
国外已成功培育出棕、绿、蓝、黄、红等彩色棉；国内经 十年的选育、引进，也培育出棕、绿、黄、红、灰、紫等品系， 其中以棕色系和绿色系为主。纤维长度、细度、成熟度等已符 合纺织技术要求；产量和颜色稳定性已符合规模播种要求，形 成一定种植生产能力。 彩色棉与白棉主要物理性能比较
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（二）棉纤维的形态结构 初生层：即棉纤维在伸长 期形成的纤维细胞的初生 部分。外皮是一层极薄的 蜡质与果胶，表面有细丝 状皱纹。
初生层与棉纤维的表面性质密切相关，例如棉蜡使棉纤维具有良好的适宜于纺 纱的表面性能，但在棉纱、棉布漂染前要经过煮炼以除去，保证染色均匀。
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成熟棉纤维的横截面
棉纤维瘪缩前、后横截面变化示意图
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p6-2——P6-6 1.棉纤维横截面 腰子形或耳状 初生胞壁较薄 次生胞壁较厚（纤维素主体） 中空胞腔 沿长度方向截面形状和面积有很 大变化。
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棉纤维的微观结构认为是由数十个纤维素大分子聚集形成横向尺 寸约6纳米的微原纤；由微原纤聚集成横向尺寸约10~25纳米的 原纤；再由原纤排列成日轮层；然后形成棉纤维。 一般把纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度叫取向度，正常 情况下，细绒棉的倾斜角为30°左右；长绒棉25°左右；粗绒棉 35°左右。 通常倾斜角度越小，取向度越高，纤维强度越高，断裂伸长率越 低。纤维的力学性质、光学性质、溶胀性等都因取向而呈各向异 性。
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纤维中大分子的排列比较复杂: 纤维内某些区域由于大分子的横向吸引使大分子排列比较 整齐密实，缝隙孔洞较少, 称为结晶区。 另一些区域大分子排列比较紊乱，堆砌比较疏松，称为非结晶 区或无定形区。 在一根棉纤维中，同时存在着结晶区和无定形区。 结晶部分占整根纤维的百分比称为结晶度。(重量结晶度；体 积结晶度)。 棉纤维结晶度约为70%，即棉纤维内大约有30%的无定形区。 棉纤维内结晶结构的最小单元即单元晶格 (晶胞)。 不同种类的纤维素纤维其晶胞尺寸是不相同的。
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图1 纤维素大分子结构式 纤维素是一种多糖物质，每个纤维素大分子是由n个 葡萄糖剩基 (葡萄糖酐)，彼此以1-4甙键 (氧桥) 联结 而形成的。所以，纤维素大分子的基本链节 (基本单 元或单基) 是葡萄糖剩基，在大分子结构式中为不对 称的六环形结构，也称氧六环。纤维素大分子的空间 结构，如图2所示。
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2. 纵向形态 扁平带状，有天然扭曲， 6-10捻/毫米。
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成熟正常的棉纤维转曲最多。未成熟棉纤维呈薄壁管状物 ，转曲少。过成熟棉纤维呈棒状，转曲也少。
3.棉纤维形态结构模型6-2 角皮层： 是棉纤维极薄的最外层 初生胞壁：厚约0.1～0.2微米，较薄。 二者在精练、漂白过程中将被破坏或去 除。 次生胞壁： 作用：棉纤维的主体，占90% 组成：纤维素 形态： 纵向：原纤网状组织 横向：日轮(25～40层) 胞腔： 形态：中空 特性：不易染色，强度低 棉纤维成熟度越高，胞腔越小，品质越 好。
天然纤维素纤维
一些概念:
原棉——供纺织厂作纺纱原料等用的皮棉。
皮棉——籽棉经轧棉机加工，除去棉籽所得的纤维。 籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。 衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率。
剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统称。
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一、棉纤维的组成和形态结构 （一）生长 1.分类 生长环境——棉纤维的形态结构多样 品种: • 陆地棉（细绒棉）：主要栽培种，我国95%为 陆地棉。长23~33mm，宽18~20μm，细度 0.15~0.2tex。 • 海岛棉：又称长绒棉。品质最好，为世界次要 栽培品种，长30~60mm，宽14~17μm，细度 0.12~0.14tex.
在棉纤维横截面上，次生胞壁在各部位主要表现为 堆砌密度差异。如下图所示
A区最密，B区比C区密。
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（三）棉纤维组成 纤维素外，大约还含有6～10%天然杂质：
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(四）棉纤维的微观结构 大分子结构，超分子结构和形态结构，前两者合称为 微观结构。 1、棉纤维的大分子结构
成熟棉纤维绝大部分由纤维素(天然高分子化合物)组成。 其分子式为 (C6H10O5)n，结构式如图1所示。
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棉桃
3
棉花
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源自文库
•亚洲棉：粗短，又称粗绒棉。作为种子源保留。 •非洲棉：也是粗绒棉，长16~25mm，宽20~25 微米，细度0.25~0.4tex。长、短、粗、细相差 很大。 •一般来说, 长度越长，细度越细，品质越好。
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按棉花初步加工分： 1、皮辊棉：用皮辊式轧棉机加工的皮棉。
2、锯齿棉：用锯齿式轧棉机加工的皮棉。产量高，细 绒棉多用此方法。 按原棉的色泽分： 1、白棉：正常成熟，为纺用棉。 2、黄棉：霜黄棉。 3、灰棉：雨灰棉，棉铃开裂时由于日照不足或雨淋， 潮湿，霜等原因造成。
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2.生长阶段
棉纤维从棉籽表皮上细胞突起成长。每 根棉纤维就是一个细胞. 生长三阶段： 延长生长 生长期：第15～25天 形态： 薄壁 圆形小管 内部充满原生质 胞壁增厚 加厚期：第30～50天 形态： 成熟收缩 胞壁增厚 脱水收缩 胞腔缩小 纵向扭曲 原生质转变为纤维素 圆形变成腰子形
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天然彩色棉的特点与应用
20
图2 纤维素大分子空间结构示意图
氧六环的空间结构属于椅式结构。每个氧六环 (不包括两端) 上含有三个游离醇羟基，其中2、3位碳原子上是两个仲醇羟基 (=CHOH)，6位碳原子上是一个伯醇羟基 (一CH2OH).
21
纤维素大分子的官能团是羟基和甙链。羟基是亲水性基团， 使棉纤维具有一定的吸湿能力；而甙键对酸敏感，所以棉 纤维比较耐碱而不耐酸。 2、棉纤维的超分子结构 又称聚集态结构。 大分子之间依靠分子结合力形成多级的超分子结构。 各种单基组成的各种聚合度的直线链状大分子； 几根直线链状大分子互相平行，成为结晶态的很细的大分 子束，即直径约为1~3纳米的基原纤； 若干根基原纤平行排列结合在一起成为直径约为4~10纳米 的微原纤； 若干根微原纤基本平行地排列结合成直径约为10~30纳米的 原纤； 由原纤基本平行地堆砌成直径约为0.1~1.5微米的巨原纤； 再由巨原纤堆砌成整根纤维。
国外已成功培育出棕、绿、蓝、黄、红等彩色棉；国内经 十年的选育、引进，也培育出棕、绿、黄、红、灰、紫等品系， 其中以棕色系和绿色系为主。纤维长度、细度、成熟度等已符 合纺织技术要求；产量和颜色稳定性已符合规模播种要求，形 成一定种植生产能力。 彩色棉与白棉主要物理性能比较
10
（二）棉纤维的形态结构 初生层：即棉纤维在伸长 期形成的纤维细胞的初生 部分。外皮是一层极薄的 蜡质与果胶，表面有细丝 状皱纹。
初生层与棉纤维的表面性质密切相关，例如棉蜡使棉纤维具有良好的适宜于纺 纱的表面性能，但在棉纱、棉布漂染前要经过煮炼以除去，保证染色均匀。
11
成熟棉纤维的横截面
棉纤维瘪缩前、后横截面变化示意图
12
p6-2——P6-6 1.棉纤维横截面 腰子形或耳状 初生胞壁较薄 次生胞壁较厚（纤维素主体） 中空胞腔 沿长度方向截面形状和面积有很 大变化。
22
棉纤维的微观结构认为是由数十个纤维素大分子聚集形成横向尺 寸约6纳米的微原纤；由微原纤聚集成横向尺寸约10~25纳米的 原纤；再由原纤排列成日轮层；然后形成棉纤维。 一般把纤维内大分子链主轴与纤维轴平行的程度叫取向度，正常 情况下，细绒棉的倾斜角为30°左右；长绒棉25°左右；粗绒棉 35°左右。 通常倾斜角度越小，取向度越高，纤维强度越高，断裂伸长率越 低。纤维的力学性质、光学性质、溶胀性等都因取向而呈各向异 性。
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纤维中大分子的排列比较复杂: 纤维内某些区域由于大分子的横向吸引使大分子排列比较 整齐密实，缝隙孔洞较少, 称为结晶区。 另一些区域大分子排列比较紊乱，堆砌比较疏松，称为非结晶 区或无定形区。 在一根棉纤维中，同时存在着结晶区和无定形区。 结晶部分占整根纤维的百分比称为结晶度。(重量结晶度；体 积结晶度)。 棉纤维结晶度约为70%，即棉纤维内大约有30%的无定形区。 棉纤维内结晶结构的最小单元即单元晶格 (晶胞)。 不同种类的纤维素纤维其晶胞尺寸是不相同的。
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图1 纤维素大分子结构式 纤维素是一种多糖物质，每个纤维素大分子是由n个 葡萄糖剩基 (葡萄糖酐)，彼此以1-4甙键 (氧桥) 联结 而形成的。所以，纤维素大分子的基本链节 (基本单 元或单基) 是葡萄糖剩基，在大分子结构式中为不对 称的六环形结构，也称氧六环。纤维素大分子的空间 结构，如图2所示。
13
2. 纵向形态 扁平带状，有天然扭曲， 6-10捻/毫米。
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成熟正常的棉纤维转曲最多。未成熟棉纤维呈薄壁管状物 ，转曲少。过成熟棉纤维呈棒状，转曲也少。
3.棉纤维形态结构模型6-2 角皮层： 是棉纤维极薄的最外层 初生胞壁：厚约0.1～0.2微米，较薄。 二者在精练、漂白过程中将被破坏或去 除。 次生胞壁： 作用：棉纤维的主体，占90% 组成：纤维素 形态： 纵向：原纤网状组织 横向：日轮(25～40层) 胞腔： 形态：中空 特性：不易染色，强度低 棉纤维成熟度越高，胞腔越小，品质越 好。
天然纤维素纤维
一些概念:
原棉——供纺织厂作纺纱原料等用的皮棉。
皮棉——籽棉经轧棉机加工，除去棉籽所得的纤维。 籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。 衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率。
剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统称。
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一、棉纤维的组成和形态结构 （一）生长 1.分类 生长环境——棉纤维的形态结构多样 品种: • 陆地棉（细绒棉）：主要栽培种，我国95%为 陆地棉。长23~33mm，宽18~20μm，细度 0.15~0.2tex。 • 海岛棉：又称长绒棉。品质最好，为世界次要 栽培品种，长30~60mm，宽14~17μm，细度 0.12~0.14tex.