纺织材料学第二章植物纤维

（1）品级 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 ➢ 品级评定依据： 成熟度、色泽特征、轧工质量
➢ 评定方法：实物标准结合文字标准（品级条件）
•
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实物标准 (每年更新)
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纺织材料学第二章植物纤维
•含 杂 低 ， 棉 结 •含 杂 高 ， 黄 根
束丝多
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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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）。
l 类型：黄棉 “Y” ，灰棉 “G”，白棉不作标示；
二、问答题 １、试述棉纤维的截面和纵面形态，并说明天然 转曲的工艺意义。 2、分别解释G427C、Y126B、223A的含义。
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•25
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•（六）棉纤维的业务检验（品质评 定）
1. 业务检验
2. 工商交接时进行的检验，或称商业检验。
• 检验项目有品级、（手扯）长度、含水、含杂。
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 （白→淡黄→红→褐） 花
•棉铃或棉桃
•吐絮
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•采摘
•籽棉
•原棉（皮棉）
•5
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几个基本概念 l 籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。
l 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。
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•2. 按色泽分
•（1）白色棉：有白棉（纺织原料，正常成熟）、 黄棉（霜冻影响）、灰棉（雨水、气温影响）。
•（2）彩色棉：天然生长的非白色棉花，有称有 色棉。产品不用染色，无污染。
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二、棉纤维 (cotton fiber)
l 品级：“1”、…、“7”；
l 长度： “25”、…、“31”；
l 马克隆值：用A、B、C标示；
l 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。
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思考题
一、名词解释 1、丝光 2、皮辊棉
重 量
1.短纤维棉 2.中纤维棉 3.长纤维棉
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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。
初生层：约束和保护作用
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。
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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。
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
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•（3）含水 • 棉花收购中用电阻测湿仪快速测定。
•（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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（七）棉纤维的性能检验
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⑥ 2. 5％跨距长度：数字式照影仪测试时，离纤维 梳子即钳口线3.81mm（0.15in）处纤维相对根数 设为100％时从钳口线到纤维相对根数为2.5％处的 距离。
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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。
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棉纤维结构示意图
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初生层：影响表面性质
（1）棉蜡和果胶组成。
（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。
黄根、杂 质很少
成熟好
色洁白或 乳白，丝 光好，微 有淡黄染
索丝、棉 结、杂质 很少
黄根、杂 质少
成熟正常
色洁白或 乳白，有 丝光，稍 有淡黄染
索丝、棉 结、杂质 少
• （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（28mm 为长度标准级）
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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•自然长度排列图（拜氏图 ）纺织材料学第二章植物纤维
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。
l 棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和原棉的统 称。（有时亦做为棉植物、棉植物开的花的名称）
l 剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。
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纺织材料学第二章植物纤维
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。（25-30天）
•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，将布进行丝光后处 理。
双丝光：纱线经丝光后织成布，再将布进行丝光
处理。
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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。
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（3）长度指标与检验（单位mm）
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。
l 根数Lm：纤维中根数最多的那部分纤维的长度 l 重量Lm：纤维中重量最重的那部分纤维的长度
（1） 纵向形态： 具有天然转曲的扁平带状。
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•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”。
涤棉烂花布：涤棉包芯纱织物通过与有花纹的酸 滚筒接后制得的半透明织物。
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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。（氧化性漂白的 条件控制）
（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。
（2）碱的作用：在碱中较稳定，不会被破坏。 丝光：通常是指棉制品（纱、布）在张紧状态
下经碱液(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。
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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；
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文字标准
皮辊棉
锯齿棉
品级
籽棉
成熟程度 色泽特征 轧工质量 成熟程度 色泽特征 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…
二级
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
. . .
成熟好
色洁白或 乳白，丝 光好，稍 有淡黄染
成熟正常
色洁白或 乳白，有 丝光，有 少量淡黄 染
纺织材料学第二章_植物 纤维
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2020/11/30
纺织材料学第二章植物纤维
第二章 原棉
－－天然纤维素纤
维
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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，占总种植面积 98%以上，产量高。长度：23-32mm；细度：0.15-0.2tex； 单纤强度：2.94-4.4cN/根。•(1N=100cN)纺厂的主要原料 •（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：0.12-0.14tex；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：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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•六.棉花的初加工
• 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 纺纱 转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。
（即主体长度落在重量最大的一组中）。常采用 重量主体长度。
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③平均长度：纤维长度的平均值。有重量加权平 均长度Lg 和根数平均长度 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。
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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（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
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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：
1. 长度 2. 细度 3. 成熟度 4. 强度 5. 天然转曲 6. 原棉的水分、杂质与疵点 7. 综合检验
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1.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
•（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
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四、棉纤维的组成及化学性质
1. 组成
主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以苷键反转180°相连）
约95%。
纤维素的化学结构：
•纤维素分子式：
•n：6000-15000
伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右
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2. 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）。
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。）
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）含有少量原生质和细胞核残余，对棉纤维 的颜色有影响。
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（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。（25-30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。
一定条件下形成“短绒”、“不孕籽”。
影响棉纤维长度的因素： 品种、生长条件、后加工。
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三、棉纤维的形态特征