纺织材料学课件第二章_植物纤维(棉)
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15
（3） 截面结构 棉纤维的截面由外至内主要由表皮层、初生
层、次生层和中腔四个部分组成。
棉纤维结构示意图
16
表皮层：影响表面性质
（1）棉蜡、果胶和脂肪组成。
（2）具有防水和润滑作用，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。
初生层：约束和保护作用
（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。
10
“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。
称。（有时亦做为棉植物、棉植物开的花的名称） 剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
5
（一）棉纤维的分类
1.按品种分类
（1） 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆。种植量占98% 以上，产量高。长度：23-32mm；细度：0.14-0.22tex；强 度：2.94-4.4cN/根。(1N=100cN) 纺厂主要原料 （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：33-75mm； 细度：0.09-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根。高档棉产品原料。 （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，已趋淘汰。长度：15-24mm； 细度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根。 （4）草棉（非洲棉）：纤维粗短，停止种植。
24
（4）氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解 破坏，特别在碱性条件下更严重。（需注意氧化性 漂白的条件） （5）微生物的作用：不耐霉菌，霉变后强力下降。 （6）染色性：染色性好，可用多种染料进行染色。
第二章 植物纤维 －－天然纤维素纤维
第一节 棉纤维 第二节 麻纤维
棉纤维来自于棉花的种子，属于种子纤维，其 生长及获取过程如下:
开花 （白→淡黄→红→褐）
棉铃或棉桃
吐絮
采摘
籽棉
原棉（皮棉）
4
几个概念 籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。 原棉——亦称皮棉，纺纱原料。籽棉经轧棉机加
工，除去棉籽所得的纤维。 棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统
9
（二）棉纤维的生长发育与形态特征
1、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：细胞壁由外向里逐日螺旋淀积纤维 素，最后留有中腔，其与成熟度有关。（35-55天）
长绒棉、低级棉、 留种棉
8
3. 按色泽分
（1）白色棉： 白棉: 纺织原料，正常成熟; 黄棉: 霜冻影响而产生； 灰棉: 雨水、气温影响而产生； （2）彩色棉：天然生长的非白色棉花，又称 “有色棉”。产品不用染色，无污染。彩棉产量 低，衣分率低，长度短、且强力低，可纺性差。 我国新疆地区是彩棉的主要种植区。
（4）皮辊棉：用皮辊轧花机加工的皮棉（橡胶辊将棉纤
维扯下来，通过一片固定的刀片来分离纤维与棉籽。 ）
7
锯齿棉和皮辊棉的特点：
特点
锯齿棉
皮辊棉
外观形态
松散
薄片状
长度 杂质、疵点 加工效率
主体长度较短， 主体长度较长， 短绒含量较低 短绒含量较高
含杂低，棉结束 含杂高，黄根多
丝多
加工效率高
加工效率低
适宜加工品种 细绒棉
1. 组成
主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以苷键反转180°相连）
约占95%。
纤维素的化学结构：
H
H
纤维素分子式：
n：6000-15000
伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右
21
2. 化学性质 P61
（1）水的作用：不溶于水，但会膨胀。纵向:1%2%；横向:40%-45%（织物变厚导致缩水）。
6
2. 按初加工方法分
初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程， 亦称轧棉（yà mián）。 （1）籽棉：带有棉籽的棉花。 （2）皮棉（原棉）：去除棉籽所得到的棉纤维。
皮棉重量占籽棉重量的百分数，称为衣分率 （30％～40％）。
（3）锯齿棉：用锯齿轧花机加工的皮棉（利用高速旋转 纺纱 的圆盘锯片通过肋条间隙钩拉棉花纤维，使之与棉子分离的机械。） 用棉多为锯齿棉。
2.棉纤维的形状特征 （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
成熟度低的棉: 薄带状、没有或很少转曲 过成熟的棉: 呈棒状，转曲少见
13
（2） 横向形态： 腰圆形有中腔。
正常成熟
棉纤较大
过成熟的棉： 截面呈圆形、中腔很小的
丝光棉横向
丝光棉纵向
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。
单丝光：用纯棉纱织成布后，对布进行丝光后 处理。
双丝光：棉纱线先丝光再织成布，然后对布再 一次进行丝光处理。
23
（3）酸的作用：不耐酸,利用该性质可生产涤棉烂 花布。
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。
纤维的初生细胞壁，由 网状原纤组成。对棉纤维 整体起约束和保护作用。
次生层：纤维主体，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，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。
（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。）
（2）碱的作用：一般情况下在碱中较稳定，不会被 破坏，但浓碱及高温条件会发生碱性降解。 丝光：通常指棉制品（纱、布）在张紧状态下 浸泡于碱液(NaOH或液氨)中，棉纤维截面变圆， 天然转曲消失，棉制品有丝一样光泽的处理过 程。
22
丝光后结构变化：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。
日轮
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 （白棉占10%，彩棉占30%-50%）。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。
（2）含有少量原生质和细胞核残余，对棉纤维的 颜色有影响。
（3）中腔含静止空气，使得保暖性好。
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（三）棉纤维的组成及化学性质
（3） 截面结构 棉纤维的截面由外至内主要由表皮层、初生
层、次生层和中腔四个部分组成。
棉纤维结构示意图
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表皮层：影响表面性质
（1）棉蜡、果胶和脂肪组成。
（2）具有防水和润滑作用，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。
初生层：约束和保护作用
（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。
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“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。
称。（有时亦做为棉植物、棉植物开的花的名称） 剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
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（一）棉纤维的分类
1.按品种分类
（1） 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆。种植量占98% 以上，产量高。长度：23-32mm；细度：0.14-0.22tex；强 度：2.94-4.4cN/根。(1N=100cN) 纺厂主要原料 （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：33-75mm； 细度：0.09-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根。高档棉产品原料。 （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，已趋淘汰。长度：15-24mm； 细度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根。 （4）草棉（非洲棉）：纤维粗短，停止种植。
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（4）氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解 破坏，特别在碱性条件下更严重。（需注意氧化性 漂白的条件） （5）微生物的作用：不耐霉菌，霉变后强力下降。 （6）染色性：染色性好，可用多种染料进行染色。
第二章 植物纤维 －－天然纤维素纤维
第一节 棉纤维 第二节 麻纤维
棉纤维来自于棉花的种子，属于种子纤维，其 生长及获取过程如下:
开花 （白→淡黄→红→褐）
棉铃或棉桃
吐絮
采摘
籽棉
原棉（皮棉）
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几个概念 籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。 原棉——亦称皮棉，纺纱原料。籽棉经轧棉机加
工，除去棉籽所得的纤维。 棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统
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（二）棉纤维的生长发育与形态特征
1、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：细胞壁由外向里逐日螺旋淀积纤维 素，最后留有中腔，其与成熟度有关。（35-55天）
长绒棉、低级棉、 留种棉
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3. 按色泽分
（1）白色棉： 白棉: 纺织原料，正常成熟; 黄棉: 霜冻影响而产生； 灰棉: 雨水、气温影响而产生； （2）彩色棉：天然生长的非白色棉花，又称 “有色棉”。产品不用染色，无污染。彩棉产量 低，衣分率低，长度短、且强力低，可纺性差。 我国新疆地区是彩棉的主要种植区。
（4）皮辊棉：用皮辊轧花机加工的皮棉（橡胶辊将棉纤
维扯下来，通过一片固定的刀片来分离纤维与棉籽。 ）
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锯齿棉和皮辊棉的特点：
特点
锯齿棉
皮辊棉
外观形态
松散
薄片状
长度 杂质、疵点 加工效率
主体长度较短， 主体长度较长， 短绒含量较低 短绒含量较高
含杂低，棉结束 含杂高，黄根多
丝多
加工效率高
加工效率低
适宜加工品种 细绒棉
1. 组成
主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以苷键反转180°相连）
约占95%。
纤维素的化学结构：
H
H
纤维素分子式：
n：6000-15000
伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右
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2. 化学性质 P61
（1）水的作用：不溶于水，但会膨胀。纵向:1%2%；横向:40%-45%（织物变厚导致缩水）。
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2. 按初加工方法分
初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程， 亦称轧棉（yà mián）。 （1）籽棉：带有棉籽的棉花。 （2）皮棉（原棉）：去除棉籽所得到的棉纤维。
皮棉重量占籽棉重量的百分数，称为衣分率 （30％～40％）。
（3）锯齿棉：用锯齿轧花机加工的皮棉（利用高速旋转 纺纱 的圆盘锯片通过肋条间隙钩拉棉花纤维，使之与棉子分离的机械。） 用棉多为锯齿棉。
2.棉纤维的形状特征 （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
成熟度低的棉: 薄带状、没有或很少转曲 过成熟的棉: 呈棒状，转曲少见
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（2） 横向形态： 腰圆形有中腔。
正常成熟
棉纤较大
过成熟的棉： 截面呈圆形、中腔很小的
丝光棉横向
丝光棉纵向
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。
单丝光：用纯棉纱织成布后，对布进行丝光后 处理。
双丝光：棉纱线先丝光再织成布，然后对布再 一次进行丝光处理。
23
（3）酸的作用：不耐酸,利用该性质可生产涤棉烂 花布。
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。
纤维的初生细胞壁，由 网状原纤组成。对棉纤维 整体起约束和保护作用。
次生层：纤维主体，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，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。
（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。）
（2）碱的作用：一般情况下在碱中较稳定，不会被 破坏，但浓碱及高温条件会发生碱性降解。 丝光：通常指棉制品（纱、布）在张紧状态下 浸泡于碱液(NaOH或液氨)中，棉纤维截面变圆， 天然转曲消失，棉制品有丝一样光泽的处理过 程。
22
丝光后结构变化：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。
日轮
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 （白棉占10%，彩棉占30%-50%）。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。
（2）含有少量原生质和细胞核残余，对棉纤维的 颜色有影响。
（3）中腔含静止空气，使得保暖性好。
20
（三）棉纤维的组成及化学性质