棉纤维的整体概述

原棉

一、棉纺厂常用的原棉的种类和品质

（一）按棉花的品种分

1、陆地棉又称为细绒棉，因最早在美洲大陆种植而得名，其纤维细度和长度中等，手扯长度为23--33mm，细度为143--222mtex左右，一般可纺粗于10tex的棉纱。

2、海岛棉又称长绒棉，原产美洲西印度群岛，后传入北美洲东南沿海岛屿种植，故名。长绒棉纤维细长，手扯长度在33mm以上，一般为33--45mm，细度细于143mtex，一般为111--143mtex左右。它品质优良，是高档棉纺产品的原料。

3、亚洲棉又称粗绒棉，原产于印度，在中国种植已有二千多年，故又称中棉。由于纤维粗短，只能适应个别纺织品种的需要，近年大部为陆地棉所取代。

4、非洲棉又称草棉，原产于非洲，品质与亚洲棉接近，因纤维粗短，已逐渐淘汰。（二）按棉花的初加工分

棉花的初加工过程是指将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程，称为轧棉又称轧花。

籽棉经轧花后得到的棉制品称为皮棉。

皮棉重量占原来籽棉重量的百分率称为衣分率。

根据籽棉加工采用的轧棉机不同，得到的皮棉有锯齿棉和皮辊棉两种。

皮辊轧花机加工的皮棉称为皮辊棉；用锯齿式轧花机加工的皮棉称为锯齿棉。

锯齿轧棉一般附有排杂、排僵设备，皮棉含杂低，锯齿对棉纤维作用剧烈，纤维损伤较皮辊棉严重。由于锯齿轧棉产量高，一般纺纱用棉大多用锯齿棉。皮辊轧棉一般无除杂措施，皮棉含杂高，由于轧棉时对纤维和棉籽作用缓和，适宜加工长绒棉。锯齿棉与皮辊棉的品质特征见下表：

（三）按原棉的色泽分

1、白棉正常成熟，正常吐絮的棉花，不管原棉的色泽呈洁白、乳白或淡黄色，都称为白棉。棉纺厂使用的原棉，绝大部分为白棉。

2、黄棉棉花生长晚期，棉铃经霜冻伤后枯死，铃壳上的色素染到纤维上，使原棉颜色发黄。黄棉一般都属低级棉，棉纺厂仅有少量使用。

3、灰棉棉花在多雨地区生长时，棉纤维在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，原棉颜色呈现灰白，这种原棉称为灰棉。灰棉强力低、质量差，棉纺厂很少使用。

4、天然彩色棉天然彩色棉是生物学家利用生物遗传方法，在棉花的植株上置入产生某种颜色的基因，让这种基因使棉株具有活性，从而使棉桃内的纤维变成相应的颜色而取得。

天然彩色棉的特点与应用

由于天然彩色棉自身的缺陷，如产量低、纤维短、品质差、颜色单调等，随着染色、染料工业的发展，彩色棉逐渐被白棉取代。直到本世纪70年代，工业污染严重威胁到人类自身，人们才意识到环保的重要性，加上转基因工程的出现，科学家开始重新审视有利于环保的天然彩色棉的栽培和育种。经国外科学家近三十年的杂交、转基因的选育栽培，已成功地培育出棕、绿、蓝、黄、红等多种颜色的彩色棉；国内科学家经十年的选育、引进，也培育

出了棕、绿、黄、红、灰、紫等品系，其中以棕色系和绿色系为主。纤维的长度、细度、成熟度等已符合现代纺织生产的技术要求；产量和颜色稳定性也已符合规模播种要求，并且已经形成一定的种植生产能力。

彩色棉与白棉主要物理性能比较

二、棉纤维的生长发育与形态特征

（一）棉纤维的形成

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。一个细胞就长成一根纤维，它的一端着生于棉籽表面，另一端呈封闭状。棉籽上长满了纤维，这就称为籽棉。棉纤维的生长可分为伸长期、加厚期和转曲期三个时期。

（1）伸长期：为期约25—30天。在伸长期内，纤维主要长长度而细胞壁极薄，最后形成有中腔的细长薄壁管状物。

（2）加厚期：当纤维初生细胞伸长到一定长度后，就进入加厚期。这时纤维长度很少再增加，外周长也没有多大变化，只是细胞壁由外向内逐日淀积一层纤维素而逐渐增厚，最后形成一根两端较细中间较粗的棉纤维。加厚期约25—30天。

（3）转曲期：棉铃裂开吐絮，棉纤维与空气接触，纤维内水分蒸发，胞壁发生扭转，形成不规则的螺旋形，称为天然转曲。这一时期称为转曲期。

（二）棉纤维的形态特征

1、棉纤维的截面形态

正常成熟的棉纤维，截面是不规则的腰圆形，中有中腔。未成熟的棉纤维，截面形态极扁，中腔很大。过成熟的棉纤维，截面呈圆形，中腔很小。（如图）

2、棉纤维的截面结构

棉纤维的截面由外向内主要由初生层、次生层和

中腔三个部分组成。如图所示

初生层是在棉纤维伸长期形成的初生细胞壁，它的外

皮是一层极薄的腊质与果胶。棉腊使棉纤维具有良好

的适宜于纺纱的表面性能，但在棉纱、棉布漂染前要

经过煮练以除去棉腊，保证染色均匀。在外皮之下才

是初生细胞，初生细胞由网状的原纤组成。

次生层是棉纤维在加厚期淀积而成的部分，几乎都是

纤维素。由于每日温差的关系，大多数棉纤维逐日淀

积一层纤维素，形成了棉纤维的日轮。纤维素在次生

层中以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形，并

沿纤维长度方向有转向。这是使棉纤维具有天然转曲

的原因。次生层的发育加厚情况取决于棉纤维的生长

条件、成熟情况，它决定了棉纤维的主要物理性质。

棉纤维生长停止后遗留下来的内部空隙就是中腔。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。中腔内留有少量原生质和细胞核残余，它对棉纤维颜色有影响。

3、棉纤维的纵面特征

棉纤维纵向具有天然转曲，它的纵面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。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。（如图）

三、棉纤维的化学组成及耐酸碱性

棉纤维的主要组成物质是纤维素。成熟正常的棉纤维纤维素含量约为94%。此外，含有少量的多缩戊糖、蛋白质、脂肪、腊质、水溶性物质和灰分等。

由于棉纤维的主要组成物质是纤维素，所以它较耐碱而不耐酸。酸会促使纤维素水解，使大分子断裂，从而破坏棉纤维。稀碱溶液在常温下处理棉纤维不发生破坏作用，但会使纤维膨化。棉纤维在一定浓度的氢氧化钠溶液中处理后，纤维横向膨化，从而截面变圆，天然转曲消失，使纤维呈现丝一般的光泽。如果膨化的同时再给以拉伸，则在一定程度上可改变纤维的内部结构，从而提高纤维的强力。这一处理称为“丝光”。但是，纤维素在浓碱作用下的降解也是十分剧烈和迅速的，因此，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。

四、我国的主要棉区和品质评定

（一）我国的主要棉区

我国棉区分布很广，一般可划分为黄河流域、长江流域、西北内陆、辽河流域和华南等五大棉区。

(二)品级检验

棉花品级是棉花质量的一个综合性指标，也是工商交接验收的重要依据，它反映了棉花的内在质量。

品级依据：根据成熟度、色泽特征和轧工质量评定棉花品级。

品级标准：细绒棉的锯齿棉和皮辊棉按国家分级标准分别定为七级。一级最好，三级为标准级，七级以下为级外棉。一至五级为纺用棉，六级及以下为废纺原料或作为民用棉絮。

品级标准分文字标准和实物标准。文字标准即各品级棉花所应达到的条件，皮辊棉和锯齿棉各有规定。

根据品级条件，产生实物标准。实物标准是装入棉花品级标准盒中的各品级最差的棉花实物，皮辊棉和锯齿棉各有七盒，均为各品级下限，是评定棉花品级的依据。（见图）

棉花评级时，规定在室内北窗射入的正常光线下或符合符合规定的人工光线下，手持棉样在实物标准前面与之对照，以实物标准结合品级条件决定棉样品级。凡是标准以上或上一级标准以下的棉样，均应评为本级。

（三）手扯长度检验

手扯长度是用手扯尺量的方法所测得的原棉中根数最多的纤维长度。国家标准规定，手扯长度以1mm为间距，分为七档，见下表。其中27mm为标准长度，五级棉花长于27mm，按27mm计算；六、七级均按25mm计算。

手扯尺量法是取有代表性棉样10g左右，双手平分，抽取纤维束，靠手反复整理成没有疵点