第二章 天然纤维素纤维

天然纤维素纤维

1 原棉

2 麻纤维

内容提要：天然纤维素纤维（棉、麻）的分类；形态结构特征；主要性能的概念、指标，检验方法。

重点难点：重点的形态结构和指标。指标体系及表述是难点。

解决方法：建立清晰的概念，讲课速度放慢一些，对在后面章节还会出现的长度、细度、强度等的概念和指标可采用螺旋上升的方法教学。成熟度要讲透。

——天然生成，以纤维素为主要组织物质的纤维。

——也叫植物纤维，本章主要介绍棉、麻两大类。

第一节原棉

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。（有时亦做为棉植物，棉植物开的花的名称）

一、原棉的种类

棉花在植物学上为：被子植物门，双子叶植物纲，锦葵目，锦葵科，棉属。棉属植物很多，但在纺织上有经济价值的裁培种目前只有四种。是一年生草本植物，多年生木本植物的木棉，目前主要用作纺织填料，救生圈、衣类的浮力材料。

（一）按棉花的品种分

1、亚洲棉（亦叫中棉）：是中国利用较早的天然纤维之一，已有2000多年，因纤维粗而短，又称粗绒棉，为一年生草本植物。种植面积很少，基本作为种子源保留。

2、非洲棉（草棉）：也是粗绒棉，主体长度16~25mm，平均宽度20~25mm，细度0.25~0.4tex。

3、陆地棉：纤维长而细，又称细绒棉，它产量较高，纤维长，品质好，是世界上的主要裁培种，我国的种植量占棉田总面积的95%。主体长度23~33mm，平均宽度18~20μm，细度0.15~0.2tex。

4、海岛棉：纤维特别细长，又称长绒棉。是棉纤维中品质最好的，可纺很细的纱，生产高档织物或特种工业用纱。为世界次要裁培种，主体长度30~60mm，平均宽度14~17μm，细度0.12~0.14tex。

（二）按棉花的初步加工分

1、皮辊棉：用皮辊式轧棉机加工的皮棉。特点：皮棉是片状，含杂含短绒较多，长度整齐度较差，黄根较多，但纤维长度损伤少，轧工疵点少。

2、锯齿棉：用锯齿式轧棉机加工的质棉。特点：皮棉呈松散状，含杂含短绒罗少，长度较整齐。但损伤较长纤维，轧工疵点较多，含有棉结（束丝），带纤维籽屑。

锯齿轧棉机产量高，细绒棉多用此方法

（三）按原棉的色泽分

1、白棉：正常成熟，为纺用棉

2、黄棉：霜黄棉。少量使用。

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。很少用。

1、黄河流域棉区：最大棉区，约占50……

二、棉纤维的形成，形态和结构

（一）棉纤维的形成

棉纤维是棉属植物种子表面生成的绒毛——种子纤维，它是胚珠表皮细胞经伸长加厚而成的，一根棉纤维就是一个植物单细胞。它的生长特点是：先伸长长度，然后充实加厚细胞壁。整个棉纤维的形成过程可分为三个时期。

1、伸长期：

2、加厚期：

3、转曲期：（用画图的方法，介绍生长特点，为下面的形态、结构内容做好铺垫）

（二）形态特征

1、纵向：具有天然转曲，可见中腔。成熟度不同，形态和可纺性不同。见P24图1-3

2、截面：棉纤维沿长度方向截面的形状和面积都有很大变化。见P24表1-4，P25图1-4。纤维截面形状随成熟程度不同而不同，正常成熟的棉纤维横截面呈腰园形，并可见中腔，未成熟的纤维横截面呈扁环状，胞壁薄，中腔长，过成熟的纤维截面呈近圆形，中腔园而小。总体形态特征如下图：

（三）结构

由于棉纤维生长过程中，纤维素每天淀积一层，所以，纤维由外向内许多同心层组成。大体可分为三个部分：见P25图1-5。

1、初生层：棉纤的外层，即在伸长期所长成的初生胞壁和外表皮。外表皮是一层蜡质与果胶。初生层胞壁呈原纤网状螺旋结构。厚约0.1-0.2μm。

2、次生层：位于初生层的下面，占棉纤维的绝大部分，是棉纤维的主体。呈原纤变向螺旋结构。

3、中腔：棉纤维停止生长后遗贸下来的空隙。在壁内面了附有原生质干燥后的固整残留物。

在棉纤维横截面上，次生胞壁在各部位处的结构显著不同，主要表现为堆砌密度的差异。如下图所示：

A区最密，B区比C区密。这种结构上的纤维素对称型密度不匀堆砌状态称之为：双边结构，即两个最密点连成的直线两边密度是一大一小。

三、原棉的性能与检验

原棉的性能要通过检验才能知晓，从而确定原棉的质量。对商业贸易来讲，是按质论价的需要，对纺织厂来说，是为了充分掌握原棉的性能，达到合理使用原料，提高成纱质量（制定工艺参数）和产量，实现“优棉优价、优棉优用、粗粮细做、合理搭配、增强效益” 的目的。人们通过多年的不断探索，不断实践，总结出了一套手感目测，仪器检验，单唛试纺三者相结合的综合检验方法，以全面了解原棉性能。三结合的具体内容：业务检验、物理性能（常规）检验、逐包检查及单唛试纺。

（一）商业检验（业务检验）

四项内容：品级、长度、水分、杂质疵点，检验突出一个‘快’字。

1、品级检验：按成熟度、色泽特征、轧工质量将细绒棉分为七级，1级最好，1-5级为纺用棉。细绒棉分五级，一级最好。实物标准是最低标准。

2、长度检验：用手扯法来测定，以手扯长度为计价的依据，每2mm为一价格差。（误差由国家长度标准棉来校准）

3、水分检验：常用电阻式测湿仪快速测定。公定含水率10%。

4、杂质疵点：收购以时常用手工和目测法估算，或用纤维杂质分析机测定。

杂质——夹杂的非纤维性物质，如：泥纱，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等。

疵点——原棉中含有的有害纺纱的纤维性物质，如，索丝，棉结，软籽表皮，带纤维籽屑，黄根等。在准确分析时，常用以下指标：

原棉含杂率= （%）[反映制成率和质量]

标准规定的公定含杂率：皮辊棉为3% ，锯齿棉2.5%。

疵点用手拣的方法。取10~20g代表性棉样，分类拣出各类疵点，计算含有粒数和重量百分数。

疵点率= ×100（%）

疵点数=（粒/100g）

疵点的详细分类见：教材第63页

（二）物理性能检验（常规检验）用专门的仪器进行检验，在实验室内进行

1、长度：

（1）概念：①伸直长度：伸直纤维两端间的距离

②自然长度：自然伸展时两端间的距离。相当于手扯长度。

（2）长度分布与工艺的关系