棉花纖維品質測定技術

《棉花纖維品質測定技術》目錄一纖維長度測定纖維整齊度測定纖維強度測定纖維細度測定二三四五纖維成熟度測定六纖維捻曲度測定棉纖維是紡織工業(yè)的原料，其纖維品質的優(yōu)劣直接影響紡織品的質量和產量。棉花纖維品質的分析項目包括:纖維長度、維整齊度、纖維強度、纖維細度、纖維成熟度、纖維捻曲度

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一、纖維長度測定纖維長度是面還有最重要的內在質量指標之一，它與棉花的使用價值密切相關，一般纖維愈長，紡紗支數愈高，成紗強力愈高，條干愈均勻。國內外無一例外都將長度作為棉花的質量考核指標之一。

纖維伸直后兩端間的長度，以毫米表示。一般海島棉纖維長度為33-45mm，陸地棉21-33mm，中棉15-25mm。纖維愈長，紡紗支數愈高，成紗強力愈高，條干愈均勻。纖維長度在檢驗部門都采用儀器測定，如Y111型羅拉式纖維長度儀、Y146型電光長度儀等。但在育種、種子生產工作中，多采用籽棉左右分梳法，量其實際長度；在棉花收購部門多采用手扯尺量法。（一）、用具：

纖維專用尺（分度值為0.5mm）、梳絨板、牛角梳、解剖針。（二）、左右分梳法：

１.取樣：從考種樣中隨機取10瓣花，再從每瓣中取一粒。２.分脊：用手捏住棉瓣兩端向外拉開，在棉子中央（縱向）可見明顯子脊，再將棉纖維向兩邊分開。3.分梳：解剖針順著種脊將纖維向左右分開，成蝶形，先用梳子稀齒梳通后，再用密齒梳，使全部纖維平直，盡量避免梳落纖維。4.纖維展平：將梳好的纖維用手輕輕捻動，將兩邊梳落的纖維捻掉，然后用大母指和食指握緊纖維兩頭拉直。5.貼板：用兩手拇指和食指，輕輕拉住纖維兩端，子尖靠下，種脊朝上，腹溝向下，貼在黑絨板上。

6.測量：用尺在每粒棉子末端主體長度處刻劃一印，以此印為界，量兩邊共有長度以2除之，即得纖維長度，毫米表示，量取10粒，取其平均數。（三）、手扯尺量法：

１.取樣：隨機抽取有代表性的試樣約10g。２.手扯：使纖維趨于平順，雙手分別握住試樣兩端，采取兩拳平行相對或兩拳掌心相對用力分離試樣，雙手平分后，合并試樣，一手握持試樣，另一手拇指與食指剔除試樣中的索絲、雜物和不被控制的游離纖維。3.整理：用食指第一節(jié)側面與拇指的第一節(jié)平面平行對齊，夾取被握持試樣截面上伸出的纖維，順次緩緩抽取，邊抽取邊清除索絲、雜質等，將抽取的纖維均勻整齊地重疊在拇指與食指之間，直至成為一定量的棉束。用手壓緊整理過的棉束，另一手拇指與食指第一節(jié)平行對齊，抽取棉束中伸出的纖維前端，每次抽取一薄層，逐層疊放，并隨時清除纖維中的棉結、雜物等，整理并剔除過長纖維，形成兩端平齊的棉束，重復抽拔2次，最后形成兩端整齊的平直棉束。棉束質量約60mg，寬度約20mm。4.測量：將棉束置于絨板上，用纖維專用尺刃面在棉束兩端分別切線，兩條切線平行并與棉束垂直，切線位置以不露絨板底色為準，量取兩切線間的距離，即為改棉束的手扯長度，以mm為單位，保留一位小數。

5.計算：對軋后的每個樣品檢驗兩個試樣，若兩個試樣結果差異≤0.5mm時，取其平均值；若兩個試樣結果差異＞0.5mm時，增加一個試樣，取其三個試樣的平均值作為該樣品的檢驗結果。二、纖維整齊度測定不同棉樣纖維長度有差異，這就涉及到纖維整齊度。棉纖維愈整齊，短纖維含量愈低，則游動纖維少，紡織的質量愈高。纖維整齊度可用纖維長度的變異系數或纖維整齊度百分數求得。

（一）、用變異系數表示：

變異系數愈大，纖維愈不整齊。<5%為整齊，5～7%為一般，＞7%為不整齊。不能表現出同一籽棉上纖維長度的變異即同子差。（二）、用變異系數表示：＞90%為整齊，80～90%為一般，<80%為不整齊。也不能表現出同一籽棉上纖維長度的變異即同子差。（三）、簡易法：

能測定纖維的同子差和異子差。１.同子差：用左右分梳法測定纖維時，分別測量每粒籽棉蝶形翼中部和下部的纖維長度，然后再將兩數相減即為同子差。陸地棉<３ｍｍ為整齊，＞４ｍｍ為不整齊。２.異子差：取同一品種10粒籽棉，各量其蝶形翼的中部纖維長度，其最長的和最短的相減數即為異子差。<6ｍｍ為整齊，＞7ｍｍ為不整齊。三、纖維強度測定

纖維拉斷時所需的力（g），又稱斷裂強度。纖維強度高，則織成的布強度大，結實耐穿。纖維強度一般用Y16１束纖維強度機測定，然后計算纖維強度和纖維斷裂長度（km）。成熟的單纖維強度一般為4～5g，斷裂長度則按下式計算：斷裂長度（km）=細度×強度×0.001表明若干千米總長的纖維其重量可將自己拉斷，斷裂長度代表束纖維強度，束纖維強力較單纖維強力更接近紗的強力。

（一）、用具：

Y162束纖維強力機，扭力天平，限制器絨板，1號夾子，壓錘，鑷子，梳片，黑絨板，小鋼尺，秒表等。

Y162束纖維強力機由傳動部分、測力部分、掣動部分組成。主要原理是根據力矩平衡原理，求得試樣上所受的拉力。

（二）、測定方法：1.儀器的校正

首先校正儀器水平和指針零位，可調節(jié)扇形桿上平衡錘的位置。再用隔距片校正，上下夾持器之間的距離為3mm。然后調節(jié)下夾持器的下降速度為300±5mm/分（一般下夾持器的下降動程約50mm，在10秒鐘內下降完畢）。最后檢查其它零件是否靈活。

２.試樣準備

從試驗棉條中縱向取出適當數量的試樣，數量隨纖維長度而定，手扯長度在31mm及以下的取樣30mg左右；手扯長度在31mm以上的，取樣40mg左右。用手扯法將取得的試樣反復扯理兩次，疊成長纖維在下、短纖維在上的一端整齊的寬32mm的棉束。梳去游離纖維，使纖維平直，并將棉束移植另一夾子上，使整齊一端露出夾子外，從棉束整齊一端梳去露出部分的短纖維。梳理時應先用稀梳，后用密梳，由外向內逐漸靠近夾子，徐徐梳理，防止折斷纖維。梳去短纖維長度的規(guī)定是手扯長度31mm以下的，梳去短纖維長度161mm及其以下的纖維。手扯長度31mm以上的，梳去短纖維長度20mm及其以下的纖維。

３.測定

測試時用上夾持器夾住小棉束（重約3±0.3mg）整齊一端，夾入長度為8mm（手扯長度在31mm以下的試樣）或10mm（手扯長度在31mm以上的試樣）。旋緊螺絲后再梳理一下。掛上夾持器，將小棉束不整齊一端夾于下夾持器中，旋緊螺絲。扳動手柄，在加壓重錘的重力作用下，使下夾持器下降，待小棉束斷裂后記錄斷裂強力。４.計算平均單纖維強力

式中為平均單纖維斷裂強力（gf，克力）；ΣFφ為全部小束的斷裂強力之和（gf）；G為斷裂的全部小棉束的重量之和（mg）；Ng為每mg纖維的根數（可在中段稱量法測定纖維細度中求得）；0.675為束纖維強力換算成單纖維斷裂強力的常數，即1000根纖維的束纖維斷裂強力，僅相當于675根單纖維強力的總和。四、纖維細度測定纖維細度是指纖維的寬度，一般以微米（μ）表示，習慣上用公制支數（1g纖維的總長度，m/g）表示。纖維細度越高，成紗支數也越高。一般陸地棉4500-7000m/g，海島棉6500-9000m/g。纖維細度測量方法主要有顯微測量法、重量測量法和氣流測定法。中段稱量法是重量測定法的一種，方法簡便，但數值稍偏大。

（一）、用具：

Y171型纖維切斷器，Y145型動力氣流式纖維細度儀，棉纖維。

（二）、測定方法：1.重量試測法取8～10mg，根數在1500～2000范圍內的試樣，應整理成平行伸直，寬約5～6mm的棉束，梳去游離纖維及短纖維。用纖維切斷器切斷后，置于溫度20±3℃，相對濕度65±3%條件下1h，分別稱量中段和上下兩端的重量，然后將中段纖維置于顯微鏡下數其根數。根據下列各公式計算各種參數。

式中的Nm為公制支數(m/g)，Ng為每mg纖維根數，Gf為棉束中段纖維重量(mg)，n為纖維根數，Gc為棉束兩端纖維重量之和(mg)。

２.氣流測試法觀察Y145型動力氣流式纖維細度儀的結構，了解其工作原理。該儀器主要由壓力計、試樣筒、轉子流量計、氣流調節(jié)閥和抽氣泵組成。

將棉樣稱取兩份，每份5g，放入試樣筒內，將壓樣筒插入旋緊，卡在試樣筒的頸圈上。開啟電動機，按逆時針方向旋轉氣流調節(jié)閥手柄，使氣流通過試樣而被吸入，壓力計內水柱慢慢下降，轉子上升。當壓力計水柱面的新月形弧與下刻線相切時，關閉氣流調節(jié)閥，從轉子流量計內升起的轉子頂部相齊處讀出流量數。將流量讀數換算成馬克隆值。五、纖維成熟度測定纖維成熟度是指纖維細胞壁纖維素的沉積度，它與纖維強度、細度、捻曲度、彈性、吸濕性、染色能力等都有密切關系。常用中腔壁對比法測定，用成熟系數表示。

（一）、用具：

供試棉纖維，生物顯微鏡，挑針，鑷子，小鋼尺，梳子（稀梳為10針/cm，密梳為20針/cm），黑絨板，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，膠水，目鏡測微尺，物鏡測微尺，氫氧化鈉，Y147型偏光成熟儀等

（二）、測定方法：1.中腔胞壁對比法（１）顯微鏡直接觀察法取棉樣4～6mg，通過整理留下中間部分較長的纖維約為180～200根，置于載玻片上，用400倍顯微鏡觀察纖維中段，對照纖維形態(tài)圖，決定每根纖維平均成熟系數。也可以根據中腔寬度（用e表示）和胞壁厚度（用s表示）比值（簡稱腔壁比e/s），查表決定棉纖維的成熟系數（見下圖）。

各種成熟度的棉纖維顯微鏡下棉纖維中腔（e）與細胞壁厚度（s）示意圖（２）.氫氧化鈉測定法

棉纖維在18%氫氧化鈉溶液中形狀發(fā)生變化。根據胞壁厚度與纖維最大寬度的比及形狀變化判斷類型。每品種取試樣一束，用手扯整理平直，拉出其中約50根左右，平行分散在載玻片上，用蓋玻片蓋好，然后左手用吸水紙夾住玻片，右手按氫氧化鈉吸管，使管內的NaOH溶液順兩玻片之隙縫流入試樣內，待全部濕潤為止，經1～2分鐘，再滴入剛果紅，再經過1～2分鐘后，再用滴管將蒸餾水滴入玻片間，將剛果紅洗凈，用吸水紙吸干，在顯微鏡下觀察，經處理后的棉纖維，凡成熟的纖維轉曲成鏈狀，次成熟的纖維扭曲度較少，成熟的纖維則膨脹成玻璃棒狀，而無轉曲，完全成熟的纖維除膨脹成玻璃棒狀外，還有規(guī)律的紅色小條紋。每品種觀察二次，數出各種類型的根數，然后可求得纖維成熟度的百分率。成熟度（%）=成熟根數+完成成熟根數/總根數×100

三種類型：死纖維、正常纖維和薄壁纖維。計算成熟度比（M）：式中N為正常纖維的平均百分率（%）；D為死纖維的百分率（%）。成熟度比低于0.8時，屬于未成熟棉纖維。

２.Y147型偏光成熟儀測試法儀器使用前預熱20min后，將夾有兩片空白載玻片的夾子插入試樣口中，將撥桿前移（中性濾光鏡推入光路），轉動電位器旋鈕，使電流表指針位于“100”上。撥出空白夾子，插入夾有纖維試樣的夾子，此時電流表指針向左偏移，要求在“55-65”范圍內，指示纖維數量讀數。將撥桿后移，使起偏正片進入光路，此時試樣在直線偏振光照射下，透過偏振片的光強度讀數。根據纖維試樣數量讀數和透射光的光強度讀數，計算出試樣的成熟系數。實驗證明，透射光強度同棉纖維成熟系數相關甚為顯著。根據透射光強度查表，即可知成熟系數。

Y147型綿纖維偏光成熟儀光路示意圖六、纖維捻曲度測定纖維捻曲度是因纖維細胞壁上有螺旋形排列的孔紋，使纖維細胞的厚度不均一，干燥時會形成捻曲，故成熟纖維捻曲較多。捻曲愈多，紡紗時相互抱合力愈大，棉紗強度愈高。一般陸