棉纖維性能與檢測教學課件

任務一棉纖維的性能與檢測棉纖維2021/4/171棉纖維是由胚珠(即將來的棉籽)表皮壁上的細胞伸長加厚而成的。一個細胞長成一根纖維.棉纖維的生長發(fā)育2021/4/172

棉纖維正常生長發(fā)育分三個階段：

伸長期→加厚期→轉曲期伸長期：纖維加長，形成胞壁加厚期：長度基本長足，主要是胞壁加厚轉曲期：失去水分、胞壁扭轉，沿纖維縱向形成天然轉曲。棉纖維的生長發(fā)育2021/4/173主要產棉區(qū)國際國內2021/4/174棉纖維在全球纖維和紡織業(yè)加工纖維中所占比重2021/4/175本章所學內容1.棉纖維分類2.棉纖維形態(tài)結構3.棉纖維的組成4.棉纖維的性能5.棉纖維的質量檢驗2021/4/176一、棉纖維的分類1.按品種分類

（1）陸地棉(細絨棉）★原產于南美和中美洲墨西哥一帶高原地區(qū)，又稱高原棉?！锷L期長，適應性強，結鈴性強，鈴大，衣分高（單鈴子籽棉重5g左右，衣分一般達37以上。）★又稱細絨棉，纖維長細，色潔白或乳白，帶有絲光。目前我國主要栽種的棉種?！锂a量約占世界棉花產量的85%以上。2021/4/177一、棉纖維的分類1.按品種分類(2)海島棉(長絨棉)★原產南美洲，中美洲和加勒比地區(qū)，后傳入北美洲的東南島嶼種植?！锷L期長，植株高，喜高溫強光，鈴小，衣分低。單玲籽棉重約3g左右，衣分為30~35%★又稱長絨棉，纖維長而細，品質優(yōu)，色乳白或淡黃，富有絲光。產量低，適用于高檔棉紡織品。★含糖偏高,易產生“三纏”現(xiàn)象(纏羅拉,皮輥,皮圈和堵通道?！锂a量約占世界棉花產量的5~8%。2021/4/178一、棉纖維的分類1.按品種分類

(3)亞洲棉（粗絨棉）

★原產印度大陸，又稱亞洲棉?！锷L期短，抗旱、抗病、抗蟲能力強，結鈴性中等，鈴小，衣分低。★纖維粗短，少絲光，又稱短絨棉，彈性足，產量不高但穩(wěn)定，適合絨織品和保暖品制作?！锂a量約占世界棉花產量的2~5.2021/4/179一、棉纖維的分類1.按品種分類

(4)草棉(非洲棉）★原產于非洲南部.★生長期短，植株矮小，結鈴性較弱，鈴小，衣分低?！锲焚|與亞洲棉接近，因纖維粗短，已逐漸淘汰。★可作為早熟和抗旱品種資源加以利用。2021/4/17109、人的價值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:42:43PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯的事來懲罰自己。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、一個人炫耀什么，說明他內心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3棉花的初加工棉花的初加工也叫軋棉或軋花，目的是使棉纖維和棉籽分離,除去棉籽和部分雜質。籽棉——皮棉（商業(yè)）——原棉（棉紡廠）去籽至棉紡廠2021/4/17122.按棉花的初加工分類（1）皮輥棉（2）鋸齒棉一、棉纖維的分類

2021/4/1713皮輥棉和鋸齒棉的比較

鋸齒棉皮輥棉對纖維作用劇烈，纖維損傷較大緩和，纖維損傷小外觀形態(tài)松散薄片狀主體長度及整齊度主體長度短，整齊度較高主體長度長，整齊度低、短絨無法去除除雜設備有排雜、排僵設備無排雜設備軋工疵點多，如棉結、索絲等少，有黃根適宜加工細絨棉長絨棉產量高低一、棉纖維的分類2021/4/1714一、棉纖維的分類3.按纖維色澤分類（1）白棉（2）黃棉(Y)：低級棉，少使用。（3）灰棉(G)：品質低，紡制低級棉紗中配用。（4）彩色棉2021/4/1715什么是天然彩色棉？棕、綠色彩棉種子天然彩色棉是采用現(xiàn)代生物工程技術培育出來的一種在棉花吐絮時纖維就具有天然色彩的新型紡織原料。2021/4/1716

我國于1994年開始彩棉育種研究和開發(fā)，現(xiàn)已育出了棕、綠、黃、紅、紫等色澤的彩棉。新疆中國彩棉股份有限公司目前已有可供大面積種植的棕色、綠色、駝色3個定型品種和90余份優(yōu)良選系材料。其中棕色、綠色、駝色3個定型品系在新疆大面積種植獲得成功。什么是天然彩色棉？2021/4/1717彩色棉與白棉相比有什么優(yōu)點？

彩色棉制品有利于人體健康；在紡織過程中減少印染工序；迎合了人類提出的“綠色革命”口號，減少了對環(huán)境污染；有利于國家繼續(xù)保持紡織品出口大國的地位，打破了國際“綠色貿易壁壘”。

2021/4/1718二、棉纖維的形態(tài)結構1、正常生長的棉纖維形態(tài)結構

截面：腰圓形，有中腔縱向：天然轉曲

天然轉曲增加纖維的抱合力，提高成紗質量。2021/4/17192、棉纖維的斷面結構<0.1微米<0.1微米0.1~0.4微米棉纖維的截面初生層次生層中腔纖維素外皮蠟質、果膠質二、棉纖維的形態(tài)結構2021/4/1720三、棉纖維的組成組成物質：纖維素（C6H10O5）約占94%

還有：糖分、蠟質、蛋白質、脂肪、水溶性物質、灰分等伴生物（影響加工使用性能）。2021/4/1721四、棉纖維的基本特性長度細絨棉：平均手扯長度為25～3lmm

長絨棉：平均手扯長度為32～45mm

線密度(細度）細絨棉：1.43～2.22dtex

長絨棉：1.11～1.43dtex

吸濕性回潮率為8%～13%，公定回潮率為8.5%2021/4/1722強伸性斷裂長度為20～30km（細絨棉）斷裂伸長率為3%～7%(彈性差）

化學穩(wěn)定性較耐堿而不耐酸。利用此性質可對棉織物進行絲光處理。成熟度成熟度為1.5～2.0四、棉纖維的基本特性P202021/4/1723絲光棉棉紡織品浸沒在堿性溶液中，并施加張力，經過這樣的處理會使棉紡織品的表面產生絹絲般的光澤。絲光棉較一般棉織物輕薄，手感柔軟，穿著舒適，不刺激皮膚，吸濕性、透氣性良好，染色性能好，強度略微提高。2021/4/1724五、棉纖維性能檢驗（一）品級（二）長度（三）成熟度（四）細度（五）馬克隆值（六）強伸度（七）疵點（八）含雜與異性纖維（九）吸濕性（十）糖分2021/4/1725四級二類標準（強制性、推薦性）：國家標準代號：GB、GB/T行業(yè)標準代號：FZ、FZ/T地方標準代號：DB××、DB××/T企業(yè)標準代號：Q/GB1103—2007《棉花細絨棉》GB1103.3—2005《棉花天然彩色細絨棉》GB19635—2005《棉花長絨棉》五、棉纖維性能檢驗2021/4/1726檢驗方法品質檢驗重量檢驗品級、長度、馬克隆值和異性纖維含量檢驗等.含雜率、回潮率、成包皮棉公定重量檢驗五、棉纖維性能檢驗2021/4/1727檢驗抽樣籽棉抽樣成包皮棉抽樣按批檢驗抽樣逐包檢驗抽樣五、棉纖維性能檢驗按批檢驗抽樣：數量按包數10%抽樣。每包抽取約300g，形成批樣?；爻甭逝鷺樱?00g/包）要密閉。逐包檢驗抽樣（針對大包型）：用專用取樣裝置在每個棉包兩側中部切取兩個切割樣品260×105(或124)mm，重量不少于125g。2021/4/1728(一)品級★品級是原棉品質優(yōu)劣的一個綜合性指標，反映棉纖維的內在質量。品是品質，級是級別。品級劃分依據：成熟程度、色澤特征、軋工質量分級情況：細絨棉分七級，一級至七級（無級外棉）。三級為標準級，一級至五級為紡用棉。長絨棉分為一至五級，三級為品級標準級，五級以下為級外棉。彩棉分為一至三級，二級為品級標準級，三級以下為級外棉。品級標準分為文字標準和實物標準評級方法：在分級室內人工模擬晝光光線或北窗射入的正常光線下，手持棉樣，在實物標準旁逐樣對照，決定棉樣品級。

P222021/4/1729(二)長度★1、長度及不均一性細絨棉纖維長度一般為:23～33mm

長絨棉纖維長度一般為:33～45mm棉纖維長度排列圖長絨棉細絨棉粗絨棉2021/4/1730

長度-重量分布曲線圖（右偏）自然長度排列曲線圖圖棉纖維長度分布曲線(二)長度★2021/4/17312、影響長度的因素（1）棉花的種類與品種（決定因素）（2）生長條件（3）初加工(二)長度★皮輥棉約短0.2~0.5mm；鋸齒棉約短0.5mm可相差約2~4mm2021/4/17323、長度與成紗質量與紡紗工藝的關系（1）棉纖維長度與成紗強度

（2）棉纖維長度與成紗細度

（3）棉纖維長度與成紗條干均勻度

（4）棉纖維長度與成紗毛羽（5）纖維長度與紡紗工藝的關系十分密切（棉紡設備的結構與尺寸、各道工序的工藝參數，因棉纖維的長短不同而不同）(二)長度★2021/4/17334、棉纖維長度的指標與檢驗(二)長度★★主體長度：棉纖維長度分布中占重量或根數最多的一組長度。用于工商交易。細絨棉25-31mm，長絨棉33mm以上。（手扯長度）★品質長度：主體長度以上各組纖維的重量加權平均長度。確定棉紡織工藝參數用?！锒探q率：棉纖維中長度短于一定界限長度的纖維重量（或根數）占纖維總量（或根數）的百分率。細絨棉界限：16mm；長絨棉界限20mm。（1）長度指標：2021/4/17344、棉纖維長度的指標與檢驗（2）測試方法：

①羅拉式分組測定法

②手扯尺量法

③梳片式分組測定法

④纖維照影儀和HVI法

(二)長度★2021/4/1735①羅拉式分組測定法

儀器：Y111型或Y111A型羅拉式長度分析儀測到的指標：主體長度、品質長度、短絨率、質量平均長度、長度標準差、長度變異系數、基數、均勻度。(二)長度★P252021/4/1736羅拉式長度分析儀(二)長度★2021/4/1737羅拉式長度分析儀(二)長度★2021/4/1738真實重量計算式：Gj＝0.17gj-1＋0.46gj

＋0.37gj+1

Gj——第j組纖維的真實重量；mg；

gj

——第j組纖維的稱見重量；mg；

gj-1——第j-1組纖維的稱見重量；mg；

gj+1——第j+1組纖維的稱見重量；mg；修正原因：棉束厚薄不勻、纖維排列不可能完全伸直平行等。(二)長度★

分組稱重（修正）、計算，求得主體長度、品質長度、平均長度、短絨率、均方差與變異系數等項指標。2021/4/1739(二)長度★細絨棉分7級：

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、七級棉花均按25mm計。彩棉：從24~30分為七級，27mm為長度標準級長絨棉：從33~39mm分為七級，36mm為長度標級四級棉花長度長于34mm，按34mm計五級棉花長度均按33mm計。彩棉和長絨棉的長度以羅拉法主體長度為基準。②手扯尺量法有一頭齊法和兩頭齊法?！?021/4/1740細絨棉手扯長度分級一級二級三級四級五級六級七級31131231331431301302303304302912922932942928128228328428271272273274275272612622632642652625125225325425525625725品級長度（mm）2021/4/1741Y146光電長度儀法(二)長度★HVI（大容量棉花纖維測試儀）2021/4/1742（三）成熟度1、棉纖維成熟度的概念與影響因素

①定義——纖維胞壁加厚的程度和纖維中纖維素充滿的程度，胞壁越厚，纖維素淀積的越多，成熟度越好。

②影響因素：棉花的種類與品種、生長條件(影響大)2、棉纖維成熟度與纖維性能、成品生產的關系

成熟度高，則中腔小、胞壁厚，腔寬與壁厚的比值小。正常成熟的棉纖維，截面粗、強度高、彈性好、有絲光，并有較多的天然轉曲，可產生較大的抱合力，成紗強度高。

成熟度是綜合反映棉纖維的內在質量的一項指標。2021/4/17433、棉纖維成熟度的指標與檢驗

檢驗方法：腔壁對比法、顯微鏡法、偏振光法（2種）

指標：成熟系數K

、成熟度比M

、成熟纖維百分率P

（1）成熟系數K：根據棉纖維腔寬與壁厚的比值的大小所定出的相應數值。（三）成熟度2021/4/1744

（三）成熟度成熟系數K細絨棉成熟系數一般在1.5～2.0，低級棉在1.4以下，成熟系數為1.7～

1.8時，較為理想；長絨棉在2.0左右，比細絨棉高。腔壁對比法：顯微鏡下目測可見腔寬與壁厚的比值，查表確定。2021/4/1745

（2）成熟度比M=實際增厚度/標準增厚度成熟度比越大，說明纖維越成熟。低于0.8時未成熟,M=1時成熟良好。顯微鏡法：18%氫氧化鈉溶液膨脹后，分正常、薄壁、死纖維

（3）成熟纖維百分率P：成熟纖維根數占纖維總根數的平均百分率。顯微鏡法：18%氫氧化鈉溶液膨脹后，分未成熟纖維、成熟纖維相互折算式：

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

（三）成熟度N—正常纖維的平均百分數；D—死纖維的平均百分數。2021/4/174618%氫氧化鈉溶液檢測棉纖維成熟情況：正常纖維：經18%氫氧化鈉溶液膨脹后，中腔呈不連續(xù)或幾乎沒有任何中腔痕跡的棒狀纖維，沒有輪廓分明的轉曲。死纖維：從無轉曲、很少轉曲或幾乎沒有纖維胞壁的扁平帶狀到胞壁稍有發(fā)育、轉曲較多等各種形態(tài)。纖維胞壁的厚度等于或小于纖維最大寬度的1／5。薄壁纖維：經18%氫氧化鈉溶液膨脹后，不能劃為正常纖維或死纖維的纖維。成熟纖維：發(fā)育良好而胞壁厚的纖維。經18%氫氧化鈉溶液膨脹后，呈無轉曲的棒狀纖維。不成熟纖維：發(fā)育不良而胞壁薄的纖維。經18%氫氧化鈉溶液膨脹后，呈螺旋狀或扁平狀態(tài)，纖維胞壁薄且呈透明的纖維。纖維胞壁的厚度小于纖維最大寬度的1／4。2021/4/1747（四）細度1.棉纖維的細度指標

（1）線密度（Tt）：在公定回潮率下，1000m長的纖維所具有的重量克數。

（2）公制支數（Nm)：在公定回潮率，1g纖維所具有的長度米數。2021/4/17482.棉纖維的細度與成紗質量及成紗工藝的關系纖維愈細，成紗強度越高纖維愈細，紡紗的極限細度就越細纖維愈細，成紗條干就越好棉纖維細度與成紗工藝的關系密切（四）細度

纖維過細，加工過程中容易扭結成棉結或折斷成短纖維，清棉、梳棉容易產生大量短纖維，在高速并條牽伸過程中，易產生大量棉結；紡紗時牽伸率也較低，容易使產品定量偏高。2021/4/17493.細度的檢驗（1）中斷稱重法：（四）細度2021/4/1750例：中段長度Lc=10㎜，中段重量Gc=3.24㎎，兩端纖維重量Gf=6.54㎎中段根數n=1965根。計算：（1）棉纖維的線密度是多少特克斯？（2）將特克斯數值換算為旦尼爾數。（3）毫克根數。

（四）細度2021/4/1751（2）排列法

Y121型梳片式長度分析儀將一端平齊的棉束纖維由長到短地分成若干組，稱其重量，再將各長度組棉束各分離出一束100根左右的纖維稱重、計其根數，從而計算求得棉纖維線密度。參見GB/T17686—1999（3）氣流儀法Y145型氣流儀（四）細度2021/4/1752（五）馬克隆值（mic）馬克隆值定義：一定量的棉纖維在規(guī)定條件下透氣性的量度，以馬克隆刻度表示。綜合反映細度和成熟度的高低。細絨棉馬克隆值為3.3～5.6，長絨棉為2.8～3.8，亞洲棉為6.2～10。馬克隆值與紡紗工藝、成紗質量的關系馬克隆值高，棉纖維能經受機械打擊，易清除雜質，清梳落棉較少，制成率高，成紗條干較均勻，疵點較少，外觀好，成熟度高，吸色性好，織物染色均勻。馬克隆值過高，會因纖維抱合力下降使棉紗強力下降，引起棉紗斷頭率增加，纖維細度較粗，使成紗條干較均勻度和可紡性下降。馬克隆值低，清梳落棉較多，棉紗疵點也較多，外觀較差，纖維成熟度差，棉紗強力低，織物染色性能差。2021/4/1753新標準分三級五檔，其中B級為標準級馬克隆值測試：MC型氣流儀、175型氣流儀、Y145C型氣流儀和HVI。（五）馬克隆值（mic）2021/4/1754（六）強伸度1、指標強力Fb

（cN，單纖強力、束纖強力）斷裂比強度（cN/tex)斷裂伸長率斷裂長度(km)影響因素：棉花的品種，生長環(huán)境，成熟度。細絨棉單纖維強力為3.0～4.5cN，斷裂長度為20～25km

長絨棉單纖維強力為4～5cN，斷裂長度為33～40km。吸濕后強度增加2%～10%。斷裂伸長率為3%～7%，吸濕后增加10%左右。

2021/4/1755

棉纖維在紡紗過程中要不斷經受外力的作用，纖維具備一定的強度是纖維具有紡紗性能的必要條件之一。棉纖維斷裂比強度高，纖維在紡紗過程中不易斷裂，落棉少，制成率高，節(jié)約原料消耗。

棉纖維強力是決定成紗強力的主要因素。纖維斷裂比強度越高，則成紗強力也越大。斷裂比強度分5檔

2、棉纖維強度與紡紗生產、質量的關系（六）強伸度2021/4/1756（七）疵點1、疵點——原棉中含有的有害于紡紗的纖維性物質，如：索絲，棉結，軟籽表皮，帶纖維籽屑，黃根等。2、原棉疵點的危害

疵點一般在紡紗工藝中不易清除，或包卷在紗條中，或附著在紗條上，使成紗條干惡化，斷頭增加，外觀變差，直接危害紡紗生產和紡織最終產品的質量。一般原棉疵點多，成紗結雜疵點也多。2021/4/1757（七）疵點3、原棉中疵點的種類及產生原因

主要是由于生長發(fā)育不良和軋工不良而形成的。包括：

(1)棉結和索絲

(2)帶纖維籽屑和軟籽表皮

(3)不孕籽

(4)僵片

(5)黃根也叫黃斑。4、原棉疵點的檢驗

人工手揀法5、指標

疵點重量百分率百克試樣疵點粒數P312021/4/1758（八）含雜與異性纖維1、原棉含雜的內容及危害（1）雜質——棉花中夾雜的非纖維性物質，如：泥沙、枝葉、鈴殼、棉籽、籽棉、不孕籽等。（2）危害是既影響紡紗用棉量，又影響紡紗工藝和紗布質量。

棉花標準含雜率：皮輥棉3.0%，鋸齒棉2.5%。危害性雜物，如混入棉花中的金屬、磚石及異性纖維等，分為硬雜物和軟雜物。異性纖維：非棉和非本色棉纖維及集合體，如化學纖維、毛發(fā)、絲、麻、塑料膜、塑料繩、染色線、繩、布塊等。2021/4/17592、原棉含雜率的試驗方法

原棉雜質分析儀法Y101型、YG041和YG042型。Z——含雜率；F——機揀雜志重量；C——手揀粗大雜志重量；S——試驗試樣重量；（八）含雜與異性纖維%2021/4/17603、異性纖維含量分檔與檢驗“成包皮棉異性纖維含量”指從樣品中挑揀出的異性纖維的重量與被挑揀樣品重量之比，用克/噸（g/t）表示。手工挑揀法，分4檔，刷嘜在棉包上

（八）含雜與異性纖維2021/4/1761

（九）吸濕性1、棉纖維吸濕性指標與影響因素水分指標：回潮率W與含水率M，可相互換算。影響因素：周圍空氣的溫濕度、成熟度。一般含水率在7％～11％，回潮率在8％～13％。棉花公定回潮率為8.5%，棉花回潮率最高限度為10.0%。2021/4/1762

（九）吸濕性2、原棉回潮率對紡織生產的影響回潮率增大，棉纖維重量變重、細度變粗、強度增高、摩擦增大等?；爻甭蔬^高，在貯存過程中易于霉爛變質，在清棉、梳棉等紡紗工藝過程中易于扭結，增加疵點，除雜效率也低。含水率過低，纖維強度低，容易被機械打斷成短纖維，增加車間飛花，降低成紗強度。2021/4/1763（九）吸濕性（1）烘箱法通風式烘箱，如YG747型、Y802N型、Y802A型等。利用電熱絲加熱箱內空氣來烘干棉樣，根據試樣烘干前、后的重量計算出原棉的回潮率。測試時烘箱要處于標準溫濕度環(huán)境下，否則，烘干后的重量要先修正。（2）電測器法Y412A型、Y412B型和微電腦數顯型等。利用棉纖維在不同回潮率下具有不同電阻值的特性，在試樣的重量、密度和極板電壓等試驗條件一定的情況下，測量通過棉纖維的電流大小，間接測出棉花回潮率的方法。取規(guī)定重量的試樣放入儀器操作即可測出試樣的含水率。3、原棉回潮率的檢測方法烘箱法、電測器法，公證檢驗時以烘箱法為準。2021/4/17644、成包皮棉公量計算凈重G2＝（G1－N×M）/1000準重公定重量（九）吸濕性G2——一批棉花凈重G1——一批棉花毛重N——一批棉花棉包數量M——單個棉包包裝物平均重量G3——一批棉花凈重Z——一批棉花平均含雜率Z0——標準含雜率Wk——棉花公定回潮率Wa——一批棉花平均回潮率2021/4/1765一批鋸齒棉凈重5000kg，測得其平均實際回潮率為7.2%，平均實際含雜率2.9%，試計算其公定重量。例（九）吸濕性2021/4/1766（十）糖分糖分的危害含糖較多的棉花黏性大，在紡紗過程中容易引起梳