新型天然植物纤维-彩色棉花（纺织材料课件）

彩色棉花彩棉的生产03彩棉现状01彩棉的应用04彩棉结构与性能02目录天然彩色棉花是一种在棉铃成熟吐絮时就具有红、黄、棕、绿等各种颜色的棉花。01彩棉现状彩棉历史人类利用棉花已有悠久的历史，古代著名的阿拉伯旅行家苏莱曼在其《苏莱曼游记》中记述，如今北京地区所见到的棉花，还是在花园里被作为“花”来观赏的。《梁书·高昌传》记载：其地有“草，实如茧，茧中丝如细纩，名为白叠子。”由此可见，现在纺织工业的重要原料——棉花，最初是被人当作花、草一类的东西看待的。——考古发现，400年前，南美印加帝国版图内曾经广泛生长过有色棉花，古代秘鲁人很早以前就有过栽培五颜六色棉花的历史和技术。——距今八九十年前，墨西哥中部地区阿慈特克族人就种植过棕红色、黄色和驼色等颜色的彩色棉花。——我国明清时，人们就已利用天然棕色棉花手工制成纺织品，因棕色棉开的花呈紫色，故人们称用它织成的布为“紫花布”。缺陷（1）天然彩色棉花的纤维通常比较粗短，可纺性能差，不适合机械加工；（2）天然棉花的颜色太浅，织物色彩不够丰富。因此，在现代纺织工业中，彩色棉花资源一直未得到人们的开发利用。我国20世纪90年代初，从美国引进三种彩色棉花种子，在甘肃敦煌建立了美国彩色棉敦煌地域优化选育试验区。现彩棉种植遍布新疆、甘肃、湖南、安徽、四川、山西、浙江等宜棉产区。新疆天然彩色棉产量占国内彩棉总量的95%和世界彩棉总量的50%左右，已成为目前中国乃至世界重要的天然彩色棉花生产加工与供应基地。主要的颜色是土黄和绿色。02彩棉结构与性能外观形态与结构棕色棉纤维的纵向与本白棉一样，为细长、有不规则转曲的扁平状体，中部较粗，根部稍细于中部，梢部更细。成熟度好的纤维纵向呈转曲的带状，且转曲数较多；成熟度较差的纤维呈薄带状，且有很少的转曲数。棕色棉的横截面与本白棉相似，呈腰圆形，且有中腔，但棕色棉的色彩呈片状，主要分布在纤维次生胞壁内。成熟度好的纤维截面比较圆润，胞腔较小；成熟度差的纤维截面扁平，中腔较大。绿色棉结构：纤维结构由外向内依次为初生壁、次生壁和中腔。初生壁约为0.1μm，次生壁可分为次生壁外层（无染色较深的条纹）和次生壁内层（有染色较深的条纹），前者厚度约为2.1μm，后者厚度约为3.6μm，直径约为12.7μm，明显细于白色纤维。棕色棉结构：纤维结构由外向内依次为初生壁、次生壁和中腔。初生壁约为0.1μm，而次生壁的厚度约为3.7μm，中腔的直径约为10.3μm，纤维直径约为17.8μm，且有大量染色较深的物质沉积在中腔中。分子结构01化学组成纤维素是由大量葡萄糖残基通过第一个、第四个碳原子用β键连接起来的不溶于水的直链状大分子化合物白棉（细绒棉）纤维素含量占95%左右，棕棉纤维素占86%左右，绿棉纤维素占82%左右。纤维素含量02纤维素伴生物03棉纤维的其他成分为纤维素伴生物（包括脂肪、蜡脂、果胶物质、糖类物质、灰分和其他含氮化合物），白棉（细绒棉）含纤维素伴生物5%左右，其中脂肪1%左右；棕棉含纤维素伴生物14%左右，其中脂肪和木素（木素由木脂素和木质素组成）10%左右；绿棉含纤维素伴生物18%左右，其中脂肪和木素14%左右。化学组成性能彩色棉主要物理指标：长度偏短，强度偏低，马克隆值高低差异大，整齐度较差，短绒含量高，棉结高低不一致；彩色棉产量低，衣分率低；外观方面：因纤维色素不稳定，纤维色泽不均匀，纤维经日晒后色泽变淡或褪色，水洗后色泽变深，部分彩色棉出现有色、白色和中间色纤维。物理性质01彩棉纤维的杂质含量约为14%~18%，主要成分为以木质素为主的蜡质脂肪，因此彩棉纤维吸水性差。吸水性03收缩性04力学性能02纤维的力学性能一般与纤维的结晶度有关，结晶度反映了纤维分子的聚集状态。白棉的结晶度为69~70%，棕棉、绿棉的结晶度分别为74%和81%。白棉纤维强度高，而彩棉结晶度虽然较高但强度却较低，这与彩棉的杂质（包括色素）含量较高有关。白棉经丝光溶胀处理后，胞腔可基本消失，从而获得较好的尺寸稳定性；而彩棉纤维次生胞壁薄，胞腔大，可收缩空间多，受湿热或化学、机械处理等外界条件的影响，易发生剧烈收缩和起皱变形，因此彩棉较白棉的尺寸稳定性差。化学性质05①碱对彩棉的影响碱处理可使棕色棉的明度下降，颜色加深。从色光变化上看，碱处理可使红光增加，蓝光减少，并且碱处理后总色差增大较明显。②酸对彩棉的影响常温下，酸处理可使棕色棉的明度下降，颜色加深。醋酸处理可使蓝光稍有增加，而硫酸处理可使蓝光稍有降低。③氧化剂、还原剂的影响在氧化剂（如过氧化氢、次氯酸钠）及还原剂（如保险粉）的作用下，明度都有所增加，颜色变浅；红光减少，蓝光增加。03彩棉的生产原棉生产工艺流程：拆包(籽棉)烘干清花轧棉剥绒成包纺纱梳棉：工序运用设计合理、锋利度高、耐磨的优质针布，以增强梳理效果，减少棉结生成。粗纱：无论是纯纺还是混纺都要降低锭速和车速，采用软弹涂料胶辊，增大压力，以保持足够握持力和牵伸力，确保纤维在牵伸中运动平稳，提高条干均匀度。细纱：合理配置细纱牵伸和加捻卷绕部分的工艺参数，如放大细纱后区罗拉隔距，减小后区牵伸倍数，采用偏小的钳口隔距，适当提高细纱捻度，降低前罗拉速度，稳定罗拉加压，稳定钳口动态握持力，保持牵伸力稳定，从而减少细纱断头，提高成纱条干均匀度。络筒彩色棉纱的棉结杂质较多，络筒时应最大限度地利用电子清纱器清除粗节、细节和大棉结，同时适当降低车速，以减少断头和毛羽的产生。织造123整经为减少织造中的断头，使织轴经纱张力均匀，轴面平整，软硬一致，需合理配置张力圈，采取分层分排配置张力圈重量。浆纱工序彩棉纤维含有棉籽壳、脂肪、蜡质等天然杂质，因而在浆纱前必须经过少量渗透剂的适当煮练，除去这些杂质，以提高纱线的洁净度和吸湿性能，有效地改善纱线条干和上浆效果。由于上浆是造成织物和环境污染的重要环节，为避免产生污染和有害物质，应采用淀粉浆，以磷酸酯淀粉为主浆，以确保彩棉产品的绿色环保性。天然彩棉一般不经过染整工序，后整理简单。经过烧毛、退浆、柔软、预缩后，可提高产品的尺寸稳定性、布面平整度和手感。彩棉色泽对酸、碱有一定的敏感性，特别是不耐酸，因此在前处理过程中，宜选用生物淀粉酶退浆和环保弹性体硅油柔软