纺织材料学课件第二章_植物纤维(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来自百度文库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）。
（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。
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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。
纺织材料学课件第二章_植物纤维（ 棉）
内容提要： 棉纤维的分类；形态特征及其主要性能特点； 各类麻纤维的形态特征及主要性能特点； 主要性能指标及检验方法；
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第一节 棉纤维 (cotton fiber)
棉, 一年生草本植物。
中国的植棉和棉纺织技术是由海南、云南、西 北等少数民族地区发展起来的，后逐渐向中原传 播。
黄道婆（1245—1330年），元代棉纺织家。松江府 乌泥泾镇(今上海市华泾镇)人。出身贫苦，少年受封建家 庭压迫流落崖州(今海南岛)，随黎族学习纺织。后重返故 乡，教当地妇女棉纺织技术。由于乌泥泾和松江一带人民 迅速掌握了先进的织造技术，她织的乌泥泾被广传于大江 南北。当时的太仓、上海等县都加以仿效。棉纺织品五光 十色，呈现了空前盛况。
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。）
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（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
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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）
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
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。
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）
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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
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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： 截面形态及扁、中腔较大
过成熟的棉： 截面呈圆形、中腔很小的
（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
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。
（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。
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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。
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