棉纤维性能与检测教学课件

任务一棉纤维的性能与检测棉纤维2021/4/171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的。一个细胞长成一根纤维.棉纤维的生长发育2021/4/172

棉纤维正常生长发育分三个阶段：

伸长期→加厚期→转曲期伸长期：纤维加长，形成胞壁加厚期：长度基本长足，主要是胞壁加厚转曲期：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成天然转曲。棉纤维的生长发育2021/4/173主要产棉区国际国内2021/4/174棉纤维在全球纤维和纺织业加工纤维中所占比重2021/4/175本章所学内容1.棉纤维分类2.棉纤维形态结构3.棉纤维的组成4.棉纤维的性能5.棉纤维的质量检验2021/4/176一、棉纤维的分类1.按品种分类

（1）陆地棉(细绒棉）★原产于南美和中美洲墨西哥一带高原地区，又称高原棉。★生长期长，适应性强，结铃性强，铃大，衣分高（单铃子籽棉重5g左右，衣分一般达37以上。）★又称细绒棉，纤维长细，色洁白或乳白，带有丝光。目前我国主要栽种的棉种。★产量约占世界棉花产量的85%以上。2021/4/177一、棉纤维的分类1.按品种分类(2)海岛棉(长绒棉)★原产南美洲，中美洲和加勒比地区，后传入北美洲的东南岛屿种植。★生长期长，植株高，喜高温强光，铃小，衣分低。单玲籽棉重约3g左右，衣分为30~35%★又称长绒棉，纤维长而细，品质优，色乳白或淡黄，富有丝光。产量低，适用于高档棉纺织品。★含糖偏高,易产生“三缠”现象(缠罗拉,皮辊,皮圈和堵通道。★产量约占世界棉花产量的5~8%。2021/4/178一、棉纤维的分类1.按品种分类

(3)亚洲棉（粗绒棉）

★原产印度大陆，又称亚洲棉。★生长期短，抗旱、抗病、抗虫能力强，结铃性中等，铃小，衣分低。★纤维粗短，少丝光，又称短绒棉，弹性足，产量不高但稳定，适合绒织品和保暖品制作。★产量约占世界棉花产量的2~5.2021/4/179一、棉纤维的分类1.按品种分类

(4)草棉(非洲棉）★原产于非洲南部.★生长期短，植株矮小，结铃性较弱，铃小，衣分低。★品质与亚洲棉接近，因纤维粗短，已逐渐淘汰。★可作为早熟和抗旱品种资源加以利用。2021/4/17109、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:42:43PM11、人总是珍惜为得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/2/32023/2/303February202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3棉花的初加工棉花的初加工也叫轧棉或轧花，目的是使棉纤维和棉籽分离,除去棉籽和部分杂质。籽棉——皮棉（商业）——原棉（棉纺厂）去籽至棉纺厂2021/4/17122.按棉花的初加工分类（1）皮辊棉（2）锯齿棉一、棉纤维的分类

2021/4/1713皮辊棉和锯齿棉的比较

锯齿棉皮辊棉对纤维作用剧烈，纤维损伤较大缓和，纤维损伤小外观形态松散薄片状主体长度及整齐度主体长度短，整齐度较高主体长度长，整齐度低、短绒无法去除除杂设备有排杂、排僵设备无排杂设备轧工疵点多，如棉结、索丝等少，有黄根适宜加工细绒棉长绒棉产量高低一、棉纤维的分类2021/4/1714一、棉纤维的分类3.按纤维色泽分类（1）白棉（2）黄棉(Y)：低级棉，少使用。（3）灰棉(G)：品质低，纺制低级棉纱中配用。（4）彩色棉2021/4/1715什么是天然彩色棉？棕、绿色彩棉种子天然彩色棉是采用现代生物工程技术培育出来的一种在棉花吐絮时纤维就具有天然色彩的新型纺织原料。2021/4/1716

我国于1994年开始彩棉育种研究和开发，现已育出了棕、绿、黄、红、紫等色泽的彩棉。新疆中国彩棉股份有限公司目前已有可供大面积种植的棕色、绿色、驼色3个定型品种和90余份优良选系材料。其中棕色、绿色、驼色3个定型品系在新疆大面积种植获得成功。什么是天然彩色棉？2021/4/1717彩色棉与白棉相比有什么优点？

彩色棉制品有利于人体健康；在纺织过程中减少印染工序；迎合了人类提出的“绿色革命”口号，减少了对环境污染；有利于国家继续保持纺织品出口大国的地位，打破了国际“绿色贸易壁垒”。

2021/4/1718二、棉纤维的形态结构1、正常生长的棉纤维形态结构

截面：腰圆形，有中腔纵向：天然转曲

天然转曲增加纤维的抱合力，提高成纱质量。2021/4/17192、棉纤维的断面结构<0.1微米<0.1微米0.1~0.4微米棉纤维的截面初生层次生层中腔纤维素外皮蜡质、果胶质二、棉纤维的形态结构2021/4/1720三、棉纤维的组成组成物质：纤维素（C6H10O5）约占94%

还有：糖分、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物（影响加工使用性能）。2021/4/1721四、棉纤维的基本特性长度细绒棉：平均手扯长度为25～3lmm

长绒棉：平均手扯长度为32～45mm

线密度(细度）细绒棉：1.43～2.22dtex

长绒棉：1.11～1.43dtex

吸湿性回潮率为8%～13%，公定回潮率为8.5%2021/4/1722强伸性断裂长度为20～30km（细绒棉）断裂伸长率为3%～7%(弹性差）

化学稳定性较耐碱而不耐酸。利用此性质可对棉织物进行丝光处理。成熟度成熟度为1.5～2.0四、棉纤维的基本特性P202021/4/1723丝光棉棉纺织品浸没在碱性溶液中，并施加张力，经过这样的处理会使棉纺织品的表面产生绢丝般的光泽。丝光棉较一般棉织物轻薄，手感柔软，穿着舒适，不刺激皮肤，吸湿性、透气性良好，染色性能好，强度略微提高。2021/4/1724五、棉纤维性能检验（一）品级（二）长度（三）成熟度（四）细度（五）马克隆值（六）强伸度（七）疵点（八）含杂与异性纤维（九）吸湿性（十）糖分2021/4/1725四级二类标准（强制性、推荐性）：国家标准代号：GB、GB/T行业标准代号：FZ、FZ/T地方标准代号：DB××、DB××/T企业标准代号：Q/GB1103—2007《棉花细绒棉》GB1103.3—2005《棉花天然彩色细绒棉》GB19635—2005《棉花长绒棉》五、棉纤维性能检验2021/4/1726检验方法品质检验重量检验品级、长度、马克隆值和异性纤维含量检验等.含杂率、回潮率、成包皮棉公定重量检验五、棉纤维性能检验2021/4/1727检验抽样籽棉抽样成包皮棉抽样按批检验抽样逐包检验抽样五、棉纤维性能检验按批检验抽样：数量按包数10%抽样。每包抽取约300g，形成批样。回潮率批样（100g/包）要密闭。逐包检验抽样（针对大包型）：用专用取样装置在每个棉包两侧中部切取两个切割样品260×105(或124)mm，重量不少于125g。2021/4/1728(一)品级★品级是原棉品质优劣的一个综合性指标，反映棉纤维的内在质量。品是品质，级是级别。品级划分依据：成熟程度、色泽特征、轧工质量分级情况：细绒棉分七级，一级至七级（无级外棉）。三级为标准级，一级至五级为纺用棉。长绒棉分为一至五级，三级为品级标准级，五级以下为级外棉。彩棉分为一至三级，二级为品级标准级，三级以下为级外棉。品级标准分为文字标准和实物标准评级方法：在分级室内人工模拟昼光光线或北窗射入的正常光线下，手持棉样，在实物标准旁逐样对照，决定棉样品级。

P222021/4/1729(二)长度★1、长度及不均一性细绒棉纤维长度一般为:23～33mm

长绒棉纤维长度一般为:33～45mm棉纤维长度排列图长绒棉细绒棉粗绒棉2021/4/1730

长度-重量分布曲线图（右偏）自然长度排列曲线图图棉纤维长度分布曲线(二)长度★2021/4/17312、影响长度的因素（1）棉花的种类与品种（决定因素）（2）生长条件（3）初加工(二)长度★皮辊棉约短0.2~0.5mm；锯齿棉约短0.5mm可相差约2~4mm2021/4/17323、长度与成纱质量与纺纱工艺的关系（1）棉纤维长度与成纱强度

（2）棉纤维长度与成纱细度

（3）棉纤维长度与成纱条干均匀度

（4）棉纤维长度与成纱毛羽（5）纤维长度与纺纱工艺的关系十分密切（棉纺设备的结构与尺寸、各道工序的工艺参数，因棉纤维的长短不同而不同）(二)长度★2021/4/17334、棉纤维长度的指标与检验(二)长度★★主体长度：棉纤维长度分布中占重量或根数最多的一组长度。用于工商交易。细绒棉25-31mm，长绒棉33mm以上。（手扯长度）★品质长度：主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度。确定棉纺织工艺参数用。★短绒率：棉纤维中长度短于一定界限长度的纤维重量（或根数）占纤维总量（或根数）的百分率。细绒棉界限：16mm；长绒棉界限20mm。（1）长度指标：2021/4/17344、棉纤维长度的指标与检验（2）测试方法：

①罗拉式分组测定法

②手扯尺量法

③梳片式分组测定法

④纤维照影仪和HVI法

(二)长度★2021/4/1735①罗拉式分组测定法

仪器：Y111型或Y111A型罗拉式长度分析仪测到的指标：主体长度、品质长度、短绒率、质量平均长度、长度标准差、长度变异系数、基数、均匀度。(二)长度★P252021/4/1736罗拉式长度分析仪(二)长度★2021/4/1737罗拉式长度分析仪(二)长度★2021/4/1738真实重量计算式：Gj＝0.17gj-1＋0.46gj

＋0.37gj+1

Gj——第j组纤维的真实重量；mg；

gj

——第j组纤维的称见重量；mg；

gj-1——第j-1组纤维的称见重量；mg；

gj+1——第j+1组纤维的称见重量；mg；修正原因：棉束厚薄不匀、纤维排列不可能完全伸直平行等。(二)长度★

分组称重（修正）、计算，求得主体长度、品质长度、平均长度、短绒率、均方差与变异系数等项指标。2021/4/1739(二)长度★细绒棉分7级：

25mm,包括25.9mm及以下；26mm,包括26.0~26.9mm；

27mm,包括27.0～27.9mm；

28mm,包括28.0～28.9mm；

29mm,包括29.0～29.9mm；30mm,包括30.0～30.9mm；

31mm,包括31.0~31.9mm；32mm,包括32.0mm及以上。六、七级棉花均按25mm计。彩棉：从24~30分为七级，27mm为长度标准级长绒棉：从33~39mm分为七级，36mm为长度标级四级棉花长度长于34mm，按34mm计五级棉花长度均按33mm计。彩棉和长绒棉的长度以罗拉法主体长度为基准。②手扯尺量法有一头齐法和两头齐法。★2021/4/1740细绒棉手扯长度分级一级二级三级四级五级六级七级31131231331431301302303304302912922932942928128228328428271272273274275272612622632642652625125225325425525625725品级长度（mm）2021/4/1741Y146光电长度仪法(二)长度★HVI（大容量棉花纤维测试仪）2021/4/1742（三）成熟度1、棉纤维成熟度的概念与影响因素

①定义——纤维胞壁加厚的程度和纤维中纤维素充满的程度，胞壁越厚，纤维素淀积的越多，成熟度越好。

②影响因素：棉花的种类与品种、生长条件(影响大)2、棉纤维成熟度与纤维性能、成品生产的关系

成熟度高，则中腔小、胞壁厚，腔宽与壁厚的比值小。正常成熟的棉纤维，截面粗、强度高、弹性好、有丝光，并有较多的天然转曲，可产生较大的抱合力，成纱强度高。

成熟度是综合反映棉纤维的内在质量的一项指标。2021/4/17433、棉纤维成熟度的指标与检验

检验方法：腔壁对比法、显微镜法、偏振光法（2种）

指标：成熟系数K

、成熟度比M

、成熟纤维百分率P

（1）成熟系数K：根据棉纤维腔宽与壁厚的比值的大小所定出的相应数值。（三）成熟度2021/4/1744

（三）成熟度成熟系数K细绒棉成熟系数一般在1.5～2.0，低级棉在1.4以下，成熟系数为1.7～

1.8时，较为理想；长绒棉在2.0左右，比细绒棉高。腔壁对比法：显微镜下目测可见腔宽与壁厚的比值，查表确定。2021/4/1745

（2）成熟度比M=实际增厚度/标准增厚度成熟度比越大，说明纤维越成熟。低于0.8时未成熟,M=1时成熟良好。显微镜法：18%氢氧化钠溶液膨胀后，分正常、薄壁、死纤维

（3）成熟纤维百分率P：成熟纤维根数占纤维总根数的平均百分率。显微镜法：18%氢氧化钠溶液膨胀后，分未成熟纤维、成熟纤维相互折算式：

P=(M-0.2)(1.5652-0.471M)；M=0.169+0.4935K-0.039K2

（三）成熟度N—正常纤维的平均百分数；D—死纤维的平均百分数。2021/4/174618%氢氧化钠溶液检测棉纤维成熟情况：正常纤维：经18%氢氧化钠溶液膨胀后，中腔呈不连续或几乎没有任何中腔痕迹的棒状纤维，没有轮廓分明的转曲。死纤维：从无转曲、很少转曲或几乎没有纤维胞壁的扁平带状到胞壁稍有发育、转曲较多等各种形态。纤维胞壁的厚度等于或小于纤维最大宽度的1／5。薄壁纤维：经18%氢氧化钠溶液膨胀后，不能划为正常纤维或死纤维的纤维。成熟纤维：发育良好而胞壁厚的纤维。经18%氢氧化钠溶液膨胀后，呈无转曲的棒状纤维。不成熟纤维：发育不良而胞壁薄的纤维。经18%氢氧化钠溶液膨胀后，呈螺旋状或扁平状态，纤维胞壁薄且呈透明的纤维。纤维胞壁的厚度小于纤维最大宽度的1／4。2021/4/1747（四）细度1.棉纤维的细度指标

（1）线密度（Tt）：在公定回潮率下，1000m长的纤维所具有的重量克数。

（2）公制支数（Nm)：在公定回潮率，1g纤维所具有的长度米数。2021/4/17482.棉纤维的细度与成纱质量及成纱工艺的关系纤维愈细，成纱强度越高纤维愈细，纺纱的极限细度就越细纤维愈细，成纱条干就越好棉纤维细度与成纱工艺的关系密切（四）细度

纤维过细，加工过程中容易扭结成棉结或折断成短纤维，清棉、梳棉容易产生大量短纤维，在高速并条牵伸过程中，易产生大量棉结；纺纱时牵伸率也较低，容易使产品定量偏高。2021/4/17493.细度的检验（1）中断称重法：（四）细度2021/4/1750例：中段长度Lc=10㎜，中段重量Gc=3.24㎎，两端纤维重量Gf=6.54㎎中段根数n=1965根。计算：（1）棉纤维的线密度是多少特克斯？（2）将特克斯数值换算为旦尼尔数。（3）毫克根数。

（四）细度2021/4/1751（2）排列法

Y121型梳片式长度分析仪将一端平齐的棉束纤维由长到短地分成若干组，称其重量，再将各长度组棉束各分离出一束100根左右的纤维称重、计其根数，从而计算求得棉纤维线密度。参见GB/T17686—1999（3）气流仪法Y145型气流仪（四）细度2021/4/1752（五）马克隆值（mic）马克隆值定义：一定量的棉纤维在规定条件下透气性的量度，以马克隆刻度表示。综合反映细度和成熟度的高低。细绒棉马克隆值为3.3～5.6，长绒棉为2.8～3.8，亚洲棉为6.2～10。马克隆值与纺纱工艺、成纱质量的关系马克隆值高，棉纤维能经受机械打击，易清除杂质，清梳落棉较少，制成率高，成纱条干较均匀，疵点较少，外观好，成熟度高，吸色性好，织物染色均匀。马克隆值过高，会因纤维抱合力下降使棉纱强力下降，引起棉纱断头率增加，纤维细度较粗，使成纱条干较均匀度和可纺性下降。马克隆值低，清梳落棉较多，棉纱疵点也较多，外观较差，纤维成熟度差，棉纱强力低，织物染色性能差。2021/4/1753新标准分三级五档，其中B级为标准级马克隆值测试：MC型气流仪、175型气流仪、Y145C型气流仪和HVI。（五）马克隆值（mic）2021/4/1754（六）强伸度1、指标强力Fb

（cN，单纤强力、束纤强力）断裂比强度（cN/tex)断裂伸长率断裂长度(km)影响因素：棉花的品种，生长环境，成熟度。细绒棉单纤维强力为3.0～4.5cN，断裂长度为20～25km

长绒棉单纤维强力为4～5cN，断裂长度为33～40km。吸湿后强度增加2%～10%。断裂伸长率为3%～7%，吸湿后增加10%左右。

2021/4/1755

棉纤维在纺纱过程中要不断经受外力的作用，纤维具备一定的强度是纤维具有纺纱性能的必要条件之一。棉纤维断裂比强度高，纤维在纺纱过程中不易断裂，落棉少，制成率高，节约原料消耗。

棉纤维强力是决定成纱强力的主要因素。纤维断裂比强度越高，则成纱强力也越大。断裂比强度分5档

2、棉纤维强度与纺纱生产、质量的关系（六）强伸度2021/4/1756（七）疵点1、疵点——原棉中含有的有害于纺纱的纤维性物质，如：索丝，棉结，软籽表皮，带纤维籽屑，黄根等。2、原棉疵点的危害

疵点一般在纺纱工艺中不易清除，或包卷在纱条中，或附着在纱条上，使成纱条干恶化，断头增加，外观变差，直接危害纺纱生产和纺织最终产品的质量。一般原棉疵点多，成纱结杂疵点也多。2021/4/1757（七）疵点3、原棉中疵点的种类及产生原因

主要是由于生长发育不良和轧工不良而形成的。包括：

(1)棉结和索丝

(2)带纤维籽屑和软籽表皮

(3)不孕籽

(4)僵片

(5)黄根也叫黄斑。4、原棉疵点的检验

人工手拣法5、指标

疵点重量百分率百克试样疵点粒数P312021/4/1758（八）含杂与异性纤维1、原棉含杂的内容及危害（1）杂质——棉花中夹杂的非纤维性物质，如：泥沙、枝叶、铃壳、棉籽、籽棉、不孕籽等。（2）危害是既影响纺纱用棉量，又影响纺纱工艺和纱布质量。

棉花标准含杂率：皮辊棉3.0%，锯齿棉2.5%。危害性杂物，如混入棉花中的金属、砖石及异性纤维等，分为硬杂物和软杂物。异性纤维：非棉和非本色棉纤维及集合体，如化学纤维、毛发、丝、麻、塑料膜、塑料绳、染色线、绳、布块等。2021/4/17592、原棉含杂率的试验方法

原棉杂质分析仪法Y101型、YG041和YG042型。Z——含杂率；F——机拣杂志重量；C——手拣粗大杂志重量；S——试验试样重量；（八）含杂与异性纤维%2021/4/17603、异性纤维含量分档与检验“成包皮棉异性纤维含量”指从样品中挑拣出的异性纤维的重量与被挑拣样品重量之比，用克/吨（g/t）表示。手工挑拣法，分4档，刷唛在棉包上

（八）含杂与异性纤维2021/4/1761

（九）吸湿性1、棉纤维吸湿性指标与影响因素水分指标：回潮率W与含水率M，可相互换算。影响因素：周围空气的温湿度、成熟度。一般含水率在7％～11％，回潮率在8％～13％。棉花公定回潮率为8.5%，棉花回潮率最高限度为10.0%。2021/4/1762

（九）吸湿性2、原棉回潮率对纺织生产的影响回潮率增大，棉纤维重量变重、细度变粗、强度增高、摩擦增大等。回潮率过高，在贮存过程中易于霉烂变质，在清棉、梳棉等纺纱工艺过程中易于扭结，增加疵点，除杂效率也低。含水率过低，纤维强度低，容易被机械打断成短纤维，增加车间飞花，降低成纱强度。2021/4/1763（九）吸湿性（1）烘箱法通风式烘箱，如YG747型、Y802N型、Y802A型等。利用电热丝加热箱内空气来烘干棉样，根据试样烘干前、后的重量计算出原棉的回潮率。测试时烘箱要处于标准温湿度环境下，否则，烘干后的重量要先修正。（2）电测器法Y412A型、Y412B型和微电脑数显型等。利用棉纤维在不同回潮率下具有不同电阻值的特性，在试样的重量、密度和极板电压等试验条件一定的情况下，测量通过棉纤维的电流大小，间接测出棉花回潮率的方法。取规定重量的试样放入仪器操作即可测出试样的含水率。3、原棉回潮率的检测方法烘箱法、电测器法，公证检验时以烘箱法为准。2021/4/17644、成包皮棉公量计算净重G2＝（G1－N×M）/1000准重公定重量（九）吸湿性G2——一批棉花净重G1——一批棉花毛重N——一批棉花棉包数量M——单个棉包包装物平均重量G3——一批棉花净重Z——一批棉花平均含杂率Z0——标准含杂率Wk——棉花公定回潮率Wa——一批棉花平均回潮率2021/4/1765一批锯齿棉净重5000kg，测得其平均实际回潮率为7.2%，平均实际含杂率2.9%，试计算其公定重量。例（九）吸湿性2021/4/1766（十）糖分糖分的危害含糖较多的棉花黏性大，在纺纱过程中容易引起梳