天然纤维素纤维(棉、麻)

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自然长度排列图（拜氏图 ）
将不同长度的纤维称重，可作出纤维长度-重 量分布曲线，其一般为右偏曲线。
1.短纤维棉 2.中纤维棉 3.长纤维棉
重 量
长度 图1-9 棉纤维长度-重量曲线（韦氏图 ）
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2.纤维长度与纱线质量的关系
（1）与成纱强度：在一定范围内，长，成纱强度大； 整齐度高，强度大； （2）与成纱细度：长，极限细度细（保证强度 ）； （3）与成纱毛羽：长，毛羽少； （4）与成纱条干：长、整齐度高，条干好。
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，与成熟度有关。（35-55天） 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。 影响棉纤维长度的因素： 品种、生长条件、后加工。
特点 外观形态 长度 杂质、疵点 加工效率 锯齿棉 松散 主体长度较短， 短绒含量较低 含杂低，棉结束 丝多 加工效率高 皮辊棉 薄片状 主体长度较长， 短绒含量较高 含杂高，黄根多 加工效率低
适宜加工品种
细绒棉
长绒棉、留种棉
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（三）按色泽分类
有白色棉和彩色棉。
彩色棉：是纤维细胞发育过程中色素沉淀 的结果，是白色棉纤维色素基因变异的类 型。
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白色棉： 1. 白棉：正常成熟，正常吐絮的棉花， 不管原棉的色泽如何都称白棉。主要纺织 原料。 2. 黄棉：棉铃受霜冻影响，原棉色泽 发黄。棉纺厂少量使用。 3. 灰棉：棉纤维发育中或吐絮后，日 照少、温度低，颜色呈灰白色。棉纺厂很 少使用。
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二、棉纤维的生长发育与形态特征
（一）棉纤维的生长发育
2. 间接指标
1）特克斯（定长制 ）：1000米长的纺织材料在
公定回潮率时所具有的质量克数 公式：
N tex
G L
1000
长绒棉：0.12-0.14tex； 细绒棉：0.15-0.2tex
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2）公制支数（定重制）：在公定回潮率时1g的纺
织材料所具有的长度m数。 公式：
长绒棉：6500公支以上；
文字标准
品级 籽棉
细绒棉的品级条件
皮辊棉
成熟程度 色泽特征 色洁白或 乳白，丝 光好，稍 有淡黄染 轧工质量 成熟程度
锯齿棉
色泽特征 色洁白或 乳白，丝 光好，微 有淡黄染 色洁白或 乳白，有 丝光，稍 有淡黄染 轧工质量
一级
早、中期优质 白棉，棉瓣肥 大，有少量一 般白棉和带 淡„ 早、中期好白 棉，棉瓣大， 有少量轻雨锈 棉和个别半僵 棉瓣，杂质少
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（二）细度 （P.25-26）
分直接指标和间接指标。 1.直接指标：用直径、截面积及宽度等来表达。 截面接近圆形时，常用这些指标，常用直 径，单位（μ m）。 非圆形的面纤维，可用理论直径来表示。
D S
C

4
D：理论直径；Ｃ－周长；d－中腔直径
(D2 d 2 )
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测量方法：显微镜切片法。
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丝光后的结构变化：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。 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。
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3.酸的作用：不耐酸（遇强酸水解或发生酯化 反应）,利用该性质可生产涤棉烂花布。 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。
4. 含杂 棉花中夹杂的非纤维性物质，如泥沙，枝叶， 棉籽，破籽，虫屎等。用目光估计，或用纤维杂 质分析机测定。
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唛头代号（原棉质量标识）
唛头代号按类型、品级、长度、马克隆值的顺 序标示（六、七级原棉不标马克隆值级）。 类型：黄棉 “Y” ，灰棉 “G”，白棉不作标示； 品级：“1”、…、“7”； 长度： “25”、…、“31”； 马克隆值：用A、B、C标示； 轧工：皮辊棉在质量标识下加 “__”，锯齿棉不 标。 例：229A 2表示2级棉，29表示手扯长度为29mm， 马克隆值A级，该棉为锯齿棉白棉。 32
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2. 横向形态 腰圆形有中腔。
正常成熟
棉纤维的横向形态
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未成熟的棉： 截面形态极扁、中腔较大
过成熟的棉： 截面呈圆形、中腔很小的
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3. 截面结构
棉纤维的截面由外至内主要由初生层、次 生层和中腔三个部分组成。
棉纤维结构示意图
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初生层：影响表面性质
（1）伸长期形成的初生细胞壁， 它的外皮是极薄的棉蜡、果胶， 纤维素含量少。 （2）棉蜡具有润滑作用，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。 对棉纤维整体起约束和保护作用

五、棉纤维的性能检验
用专门的仪器进行检验，在实验室内进行。对 纺织厂来说，是为了充分掌握原棉的性能，以合理 使用原料。包括以下几方面：
（一）长度 （二）细度 （三）成熟度 （四）强度 （五）天然转曲 （六）原棉的水分、杂质与疵点 （七）综合检验
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（一）长度
1.长度分布 随机取出一束纤维试样，其中各根纤维的长度 都是不相等的、长短不齐的。可用棉纤维的自然长 度排列图和长度-重量分布曲线直观地表达。 如果将一束试样从长到短逐根排列，并使各根 纤维的一端在一条直线上，就可得到棉纤维的自然 长度排列图。
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（二）棉纤维的形状特征
整个纤维为细长的扁平带子状，中间粗两端细。 1. 纵向形态： 具有天然转曲的扁平带状。
纵向形态（正常成熟）
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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
“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。
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（3）平均长度：纤维长度的平均值。有计重加权 平均长度Lg 和计数加权平均长度 Ln。 （4）品质长度Lp ：又称右半部平均长度，比主 体长度长的那部分纤维的重量加权平均长度。 （用于确定工艺参数）
（5）短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的 百分率（表示长度整齐度的指标） 。界限：细绒棉 16mm ，长绒棉20mm。
次生层：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。温度越高，淀积速 度越快。
（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。）
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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。 5.微生物的作用：不耐霉菌。 6.有机溶剂的作用：不溶于一般溶剂，但会与有 些有机酸发生酯化，醚化反应。
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（三）棉制品的特性
1. 具有较好的吸湿透气性；
2. 不是很怕阳光，但过度暴晒会使棉制品产 生氧化现象；
3. 耐虫蛀不耐霉菌，最怕潮湿； 4. 虽然穿着舒适，但容易起皱，所以大多数 洗后需要熨烫。
第二章
植物纤维
棉纤维 麻纤维
第一节
本节主要内容：

棉纤维
一、棉纺厂常用原棉分类与品质 二、棉纤维的形成与形态特征 三、棉纤维的化学组成与化学性质 四、我国棉花生产与品质评定 五、原棉性能与检验 六、天然彩色棉 七、木棉
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棉的生长过程:
开花 （白→淡黄→红→褐）
棉铃或棉桃
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3.长度指标与检验（单位mm）（P.36-38）
（1）手扯长度Lh：按一定手法，整理而得的纤维 束的长度。工商交接中按该长度进行结算。 （2）主体长度Lm：一批棉样中含量最多的纤维的 长度， Lm ≈Lh。 根数Lm：纤维中根数最多的那部分纤维的长度 重量Lm：纤维中重量最重的那部分纤维的长度 （即主体长度落在重量最大的一组中）。常采用 重量主体长度。
各长度值均为保证长度， 即：25毫米表示棉花纤维长度为 25.0-25.9毫米，26毫米表示棉花纤维长度为26.0-26.9 毫米，以此类推。同时国标还规定，28毫米为长度标准级； 五级棉花长度大于27毫米，按27毫米计；六、七级棉花长 度均按25毫米计。
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3. 含水
棉花收购中用电阻测湿仪快速测定。
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（二）按初加工方法分类
初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程， 亦称轧棉（yà mián）。 经过轧花加工后去除棉籽的棉纤维称皮棉（原 棉）。籽棉经轧棉加工后，得到的皮棉重量占籽棉 重量的百分率，称为衣分率。
1. 锯齿棉：用锯齿式轧花机加工的皮棉。 2. 皮辊棉：用皮辊式轧花机加工的皮棉。
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锯齿棉和皮辊棉的特点：
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4. 棉纤维的双边结构
棉纤维干涸后压扁扭转成为转曲，截面呈腰 圆形，次生胞壁的各个部位在断面结构上有显著 不同，这种现象称为棉纤维的双边结构。 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
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三、棉纤维的组成及化学性质
（一）组成

主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以甙键反转180°相连），
约95%。 纤维素的化学结构：
纤维素分子式：
n：6000-15000
X射线衍射法可测得棉纤维结晶度为65%—72%

伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右
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（二）化学性质
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）。 2.碱的作用：在碱中较稳定，不会被破坏。 丝光：通常是指棉织品（纱、布）在张紧状态 下经浓碱液(NaOH或液氨)处理，以获得持久的光泽， 并提高对染料吸附能力的加工过程。
L Nm GHale Waihona Puke Baidu
细绒棉：5000公支左右
特克斯和公制支数的换算：
Ntex Nm 1000
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3）马克隆值 M（Micronaire）
用马克隆气流仪测得的综合表达棉纤 维细度与成熟度的指标。本身无量纲，相 当于单位长度（英寸）的重量（微克）。 值越大，纤维越粗。
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M在3.5-4.9范围内的棉花具有正常 的纺纱价值（优质马克隆值），过高的马 克隆值，纺纱时的落棉量较少、棉纱条干 均匀、纱疵少、棉纱外观等级高，但棉纱 抱合力下降、断头率增加，棉纱强力和可 纺支数下降；过低的马克隆值，可纺支数 较高，但纺纱时的落棉量较多、棉纱外观 等级低。
吐絮
采摘
籽棉
原棉（皮棉）
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一、棉纺厂常用原棉分类与品质 （一）按品种的分类
1. 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆，占总产量的 90%，产量高。长度：23-32mm；细度：0.15-0.2tex；单 纤强度：2.94-4.4cN/根。(1N=100cN) 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：3364mm；细度：0.12-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根。是高 档棉纺产品的原料。 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，以趋淘汰。长度：1524mm；细度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根。
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四、棉花品质评定
品质评定，即业务检验或商业检验。
检验项目有品级、（手扯）长度、含水、含杂。
1. 品级 品级评定依据： 成熟度、色泽特征、轧工质量 细绒棉——1-7级，3级为标准级，1-5级为纺用 棉，7级以下为级外棉。 长绒棉——1-5级 评定方法：实物标准结合文字标准（品级条件）
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日轮
次生层：决定主要的物理机械性质
S1——结构紧密 S2——由同心环状排列 的许多层纤维素巨原 纤组成，微原纤与原 纤之间形成空隙，使 棉纤维具有多孔性。 S3——具有与S2层相近 的结构特征，但淀积 有细胞原生质、细胞 核干涸后的物质。
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。 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）中腔内含有少量原生质和细胞核残余，对棉 纤维的颜色有影响。
成熟好
黄根、杂 质很少
成熟好
索丝、棉 结、杂质 很少 索丝、棉 结、杂质 少
二级
色洁白或 乳白，有 成熟正常 丝光，有 少量淡黄 染
黄根、杂 质少
成熟正常
. . .
2.（手扯）长度 用手扯法来测定：按照规定的工作法，反复拉 扯棉束，把梳理好的棉纤维放在黑绒板上，用钢板 尺测量。 以1mm分档：25mm, 26,…,31mm