紡織材料學第二章植物纖維

1第二章原棉－－天然纖維素纖維31.按種類分類〔1〕細絨棉〔陸地棉〕：原產于美洲大陸，占總種植面積98%以上，產量高。長度：23-32mm；細度：0.15-0.2tex；單纖強度：2.94-4.4cN/根。紡廠的主要原料〔2〕長絨棉〔海島棉〕：原產于美洲西印度群島，又細又長又結實的棉花，我國新疆盛產長絨棉。長度：33-75mm；細度：0.12-0.14tex；強度：3.9-4.9cN/根。是高檔棉紡產品的原料?！?〕粗絨棉〔亞洲棉〕：原產于印度，纖維粗短只能紡粗特紗，產量低，紡織價值低，以趨淘汰。長度：15-24mm；細度：0.25-0.4tex；強度：4.4-6.9cN/根?！?〕草棉〔非洲棉〕：纖維粗短，停頓種植。一、棉纖維的分類(1N=100cN)42.按色澤分〔1〕白色棉：有白棉〔紡織原料，正常成熟〕、黃棉〔霜凍影響〕、灰棉〔雨水、氣溫影響〕。〔2〕彩色棉：天然生長的非白色棉花，有稱有色棉。產品不用染色，無污染。5棉纖維來自于棉花的種子，屬于種子纖維，其生長及獲取過程如下:原棉〔皮棉〕籽棉采摘二、棉纖維(cottonfiber)棉鈴或棉桃吐絮開花〔白→淡黃→紅→褐〕56幾個根本概念籽棉——從棉鈴中拾取的帶籽的棉瓣。原棉——亦稱皮棉，紡紗原料。籽棉經軋棉機加工，除去棉籽所得的纖維。棉花——棉植物種子上的纖維，籽棉和原棉的統(tǒng)稱。〔有時亦做為棉植物、棉植物開的花的稱號〕剝桃棉——從非自然開裂的棉鈴中剝取的棉花。

671、棉纖維的生長發(fā)育整個棉纖維的構成過程可分為三個時期:伸長期、加厚期、轉曲期?！?〕伸長期：主要增長長度而胞壁極薄，構成有中腔的細長薄壁管狀物。〔25-30天〕〔2〕加厚期：細胞壁由外向里逐日螺旋淀積纖維素，最后留有中腔，與成熟度有關。〔25-30天〕〔3〕轉曲期：棉纖維干涸后，胞壁產生改動，構成不規(guī)那么的螺旋形，稱為天然轉曲。一定條件下構成“短絨〞、“不孕籽〞。影響棉纖維長度的要素：

種類、生長條件、后加工。8三、棉纖維的形狀特征

〔1〕縱向形狀：具有天然轉曲的扁平帶狀。

縱向形狀〔正常成熟〕9“天然轉曲〞的成因：纖維素以螺旋狀原纖形狀一層一層堆積，螺旋方向有左也有右，在纖維的長度方向反復改動，當纖維干涸后，胞壁產生改動，構成“天然轉曲〞。天然轉曲使棉纖維具有一定的抱合力，有利于紡紗工藝的進展和成紗質量的提高。薄帶狀、沒有或很少轉曲呈棒狀，轉曲少見成熟度低的棉:過成熟的棉:10〔2〕橫向形狀：腰圓形有中腔。棉纖維的橫向形狀正常成熟11截面形狀及扁、中腔較大截面呈圓形、中腔很小的未成熟的棉：過成熟的棉：12〔3〕截面構造棉纖維的截面由外至內主要由初生層、次生層和中腔三個部分組成。棉纖維構造表示圖初生層：影響外表性質〔1〕棉蠟和果膠組成。〔2〕具有防水和光滑作用，使棉纖維具有良好的適宜于紡紗的外表性能，但棉臘會影響染整加工，應在染整加工前將其去除。

13初生層：約束和維護作用纖維的初生細胞壁，由網狀原纖組成。對棉纖維整體起約束和維護作用。

14次生層：纖維主體，決議主要的物理機械性質〔1〕棉纖維在加厚期淀積而成的部分，幾乎都是纖維素?！?〕纖維素逐日淀積一層構成了棉纖維的日輪?！?〕與棉纖維的成熟度、天然轉曲有關。〔纖維素以束狀小纖維的形狀與纖維軸傾斜呈螺旋形,在纖維長度方向上有左有右，使得棉纖維有天然轉曲?！橙蛰?516中腔：影響顏色、保暖性等〔1〕纖維停頓生長后，胞壁內遺留下來的空隙。同一種類的棉纖維，外周長大致相等，次生層厚時中腔就小，次生層薄時中腔就大?！?〕含有少量原生質和細胞核剩余，對棉纖維的顏色有影響。17四、棉纖維的組成及化學性質

1.組成主要成份：纖維素〔葡萄糖?；攒真I反轉180°相連〕，約95%。伴生物：蠟質、糖份、果膠、灰分，占5%左右纖維素分子式：纖維素的化學構造：n：6000-15000182.化學性質〔1〕水的作用：不溶于水，但會膨脹。縱向：1%-2%；橫向：40%-45%〔織物變厚導致縮水〕。

〔2〕堿的作用：在堿中較穩(wěn)定，不會被破壞。絲光：通常是指棉制品〔紗、布〕在張緊形狀下經堿液(NaOH或液氨)處置，以獲得耐久的光澤，并提高對染料吸附才干的加工過程。

19

絲光后構造變化：天然轉曲消逝成為棒狀；無定形區(qū)有所添加，結晶區(qū)有所下降；

絲光后性能變化：光澤、染色性改善；強力增大，尺寸穩(wěn)定性添加；化學性能活潑。單絲光：用純棉紗織成布后，將布進展絲光后處置。雙絲光：紗線經絲光后織成布，再將布進展絲光處置。絲光棉橫向絲光棉縱向20〔3〕酸的作用：不耐酸〔遇強酸水解或發(fā)生酯化反響〕,利用該性質可消費滌棉爛花布。滌棉爛花布：滌棉包芯紗織物經過與有花紋的酸滾筒接后制得的半透明織物。21〔4〕氧化劑的作用：氧化劑會使纖維素發(fā)生降解破壞，特別在堿性條件下更嚴重?！惭趸云椎臈l件控制〕〔5〕微生物的作用：不耐霉菌，霉變后強力下降。

〔6〕染色性：染色性好，可用多種染料進展染色。

22六.棉花的初加工初加工：將籽棉上的纖維與棉籽分別的過程，亦稱軋棉〔yàmián〕。〔1〕籽棉：帶有棉籽的棉花。〔2〕皮棉〔原棉〕：去除棉籽所得到的棉纖維。皮棉分量占籽棉分量的百分數，稱為衣分率〔30％～40％〕?！?〕鋸齒棉：用鋸齒軋花機加工的皮棉〔利用高速旋轉的圓盤鋸片經過肋條間隙鉤拉棉花纖維，使之與棉子分別的機械?！臣徏営妹薅酁殇忼X棉?！?〕皮輥棉：用皮輥軋花機加工的皮棉〔橡膠輥將棉纖維扯下來，經過一片固定的刀片來分別纖維與棉籽?！?3特點鋸齒棉皮輥棉外觀形狀松散薄片狀長度主體長度較短，短絨含量較低主體長度較長，短絨含量較高雜質、疵點含雜低，棉終了絲多含雜高，黃根多加工效率加工效率高加工效率低適宜加工種類細絨棉長絨棉、低級棉、留種棉鋸齒棉和皮輥棉的特點：24嘜頭代號〔原棉質量標識〕嘜頭代號按類型、品級、長度、馬克隆值的順序標示〔六、七級原棉不標馬克隆值級〕。

類型：黃棉“Y〞，灰棉“G〞，白棉不作標示；品級：“1〞、…、“7〞；長度：“25〞、…、“31〞；馬克隆值：用A、B、C標示；軋工：皮輥棉在質量標識下加“__〞，鋸齒棉不標。例：229A2表示2級棉，29表示手扯長度為29mm，馬克隆值A級，該棉為鋸齒棉白棉。25思索題一、名詞解釋1、絲光2、皮輥棉二、問答題１、試述棉纖維的截面和縱面形狀，并闡明天然轉曲的工藝意義。2、分別解釋G427C、Y126B、223A的含義。2526業(yè)務檢驗工商交接時進展的檢驗，或稱商業(yè)檢驗。檢驗工程有品級、〔手扯〕長度、含水、含雜。

〔1〕品級細絨棉——1-7級，3級為規(guī)范級，1-5級為紡用棉，7級以下為級外棉。長絨棉——1-5級品級評定根據：成熟度、色澤特征、軋工質量評定方法：實物規(guī)范結合文字規(guī)范〔品級條件〕

〔六〕棉纖維的業(yè)務檢驗〔質量評定〕27實物規(guī)范(每年更新)品級籽

棉皮

輥

棉鋸

齒

棉成熟程度色澤特征軋工質量成熟程度色澤特征軋工質量一級早、中期優(yōu)質白棉，棉瓣肥大，有少量一般白棉和帶淡…成熟好色潔白或乳白，絲光好，稍有淡黃染黃根、雜質很少成熟好色潔白或乳白，絲光好，微有淡黃染索絲、棉結、雜質很少二級早、中期好白棉，棉瓣大，有少量輕雨銹棉和個別半僵棉瓣，雜質少成熟正常色潔白或乳白，有絲光，有少量淡黃染黃根、雜質少成熟正常色潔白或乳白，有絲光，稍有淡黃染索絲、棉結、雜質少...文字規(guī)范2829〔2〕〔手扯〕長度用手扯法來測定：按照規(guī)定的任務法，反復拉扯棉束，把梳理好的棉纖維放在黑絨板上，用鋼板尺丈量。

以1mm分檔：25mm,26,…,31mm〔28mm為長度規(guī)范級〕

3031〔3〕含水棉花收買中用電阻測濕儀快速測定?！?〕含雜棉花中夾雜的非纖維性物質，如泥沙，枝葉，棉籽，破籽，蟲屎等。用目光估計，或用纖維雜質分析機測定。32〔七〕棉纖維的性能檢驗

用專門的儀器進展檢驗，在實驗室內進展。對紡織廠來說，是為了充分掌握原棉的性能，以合理運用原料。包括以下幾方面：1.長度2.細度3.成熟度4.強度5.天然轉曲6.原棉的水分、雜質與疵點7.綜合檢驗331.長度〔1〕長度分布隨機取出一束纖維試樣，其中各根纖維的長度都是不相等的、長短不齊的?？捎妹蘩w維的自然長度陳列圖和長度-分量分布曲線直觀地表達。假設將一束試樣從長到短逐根陳列，并使各根纖維的一端在一條直線上，就可得到棉纖維的自然長度陳列圖。

自然長度陳列圖〔拜氏圖〕34將不同長度的纖維稱重，可作出纖維長度-分量分布曲線，其普通為右偏曲線。

1.短纖維棉2.中纖維棉3.長纖維棉重量圖1-9棉纖維長度-分量曲線〔韋氏圖〕長度35〔2〕纖維長度與紗線質量的關系與成紗強度：在一定范圍內，長，成紗強度大；整齊度高，強度大；與成紗細度：長，極限細度細〔保證強度〕；與成紗毛羽：長，毛羽少；與成紗條干：長、整齊度高，條干好。36〔3〕長度目的與檢驗〔單位mm〕①手扯長度Lh：按一定手法，整理而得的纖維束的長度。工商交接中按該長度進展結算。②主體長度Lm：一批棉樣中含量最多的纖維的長度，Lm≈Lh。根數Lm：纖維中根數最多的那部分纖維的長度分量Lm：纖維中分量最重的那部分纖維的長度〔即主體長度落在分量最大的一組中〕。常采用分量主體長度。

37③平均長度：纖維長度的平均值。有分量加權平均長度Lg和根數平均長度Ln。④質量長度Lp：又稱右半部平均長度，比主體長度長的那部分纖維的分量加權平均長度?！灿糜诖_定工藝參數〕⑤短絨率：長度在某一界限以下的纖維所占的百分率〔表示長度整齊度的目的〕。界限：細絨棉16mm，長絨棉20mm。⑥2.5％跨距長度：數字式照影儀測試時，離纖維梳子即鉗口線3.81mm〔0.15in〕處纖維相對根數設為100％時從鉗口線到纖維相對根數為2.5％處的間隔。整齊度=(L50%/L2.5%)×100%38392.成熟度棉纖維細胞壁的加厚程度。胞壁愈厚，愈成熟?！?〕目的成熟度系數是根據棉纖維腔寬與壁厚比值的大小所定出的相應數值，系數值越大越成熟。

3940將棉纖維成熟程度分為18組后所規(guī)定的18個數值，最不成熟的棉纖維成熟度系數定為零，最成熟的棉纖維成熟度系數定為5，用以表示棉纖維成熟度的高低。棉纖維成熟度系數與腔寬壁厚比值間的對應關系見下表。4041普通正常成熟的細絨棉成熟度系數為1.5~2.0左右，長絨棉成熟度系數2.0左右，從紡紗角度思索成熟度系數為1.7~1.8較為理想。〔2〕測試方法A.中腔胞壁對比法：最根本的測試方法B.偏振光法偏光顯微鏡法：用干涉的顏色判別偏光成熟度儀：成熟度不同偏振光透過率不同，得平均成熟度等數。C.NaOH膨脹法〔顯微鏡法〕：18%NaOHD.氣流儀法4142〔3〕成熟度與纖維、紗線的關系①正常成熟的棉纖維，截面粗、強度高、彈性好、有絲光、有較多的天然轉曲。②成熟差的棉纖維細度較細，強力較差，加工中經不起打擊，容易糾纏成棉結，染色性差。③未成熟與過成熟的棉纖維天然轉曲少，過成熟的棉纖維扁粗，對成紗強力不利。423.細度分直接目的和間接目的。〔P25〕〔1〕直接目的：用直徑、截面積及寬度等來表達。截面接近圓形時，常用這些目的，單位〔μm〕。非圓形的面纖維，可用實際直徑來表示。D：實際直徑；Ｃ－周長；丈量方法：顯微鏡切片法。4344〔2〕間接目的①特克斯〔定長制〕：1000米長的纖維所具有的質量克數公式：長絨棉：0.12-0.14tex；細絨棉：0.15-0.2tex②公制支數〔定重制〕：1g纖維所具有的長度m數。公式：

長絨棉：6500公支以上；細絨棉：5000公支左右特克斯和公制支數的換算：45①中段切斷稱重法步驟：梳理—切斷(Lc=10mm)—稱重(Gc,mg)—數根數(nc)—計算纖維細度(公制支數)細度公式：②氣流儀法比外表積S0：單位體積的外表積。原理：在一定容積的容器內放置一定分量的纖維，容器兩端有網眼板，可以經過空氣，當兩端有一定壓力差的空氣流過時，那么空氣流量與纖維的比外表積平方成反比。讀數標定：結合中斷稱重法。氣流儀任務動畫。

Nm＝L/G=10×nc/Gc〔3〕測試方法46〔4〕細度與成紗質量、紡紗工藝的關系①成紗強度及極限細度其它條件一樣時，纖維越細，成紗強度越高；可紡紗的極限細度愈細。②成紗條干

纖維越細，成紗條干越均勻。

③紡紗工藝

纖維越細，加工時易扭結、折斷而產生棉結、短纖維。纖維越細時，剛性越差，細纖維不宜做起絨織物的起絨紗。

474.馬克隆值M〔Micronaire〕用馬克隆氣流儀測得的綜合表達棉纖維細度與成熟度的目的。本身無量綱，相當于單位長度〔英寸〕的分量〔微克〕。值越大，纖維越粗。

48M在3.5-4.9范圍內的棉花具有正常的紡紗價值〔優(yōu)質馬克隆值〕，過高的馬克隆值，紡紗時的落棉量較少、棉紗條干均勻、紗疵少、棉紗外觀等級高，但棉紗抱合力下降、斷頭率添加，棉紗強力和可紡支數下降；過低的馬克隆值，棉紗強力和可紡支數較高，但紡紗時的落棉量較多、棉紗外觀等級低。美國農業(yè)部1966年做為分級目的，目前是歐美棉花市場的質量目的。我國2000年新棉花規(guī)范中增設了馬克隆值，按馬克隆值的大小分A、B、C三級〔A級最好〕。馬克隆值A級〔3.7-4.2〕、B級〔3.5-3.6,4.3-4.9〕、C級〔3.4級以下，5.0級以上〕。

495.強度〔1〕目的強力P〔絕對強度〕：拉斷一根纖維所需的力，單位cN或N。細絨棉3.5-4.5cN/根，長絨棉4-6cN/根。比強度P0〔相對強度〕：拉斷單位細度纖維所需的外力，單位N/tex或cN/tex、cN/dtex。斷裂長度L：本身重力與斷裂強力相等時的長度，單位是千米，但表示的是纖維的相對強度。棉纖維的濕強大于干強。50例：細絨棉0.2tex，斷裂強力4.0cN，計算斷裂長度〔20.4Km〕細絨棉L：21~25Km，長絨棉L：>30Km)Km(4.208.9×2.04×10L==P10xL×=gNtexLP0的單位為cN/dtex；51〔2〕測試

A.單纖維測試：逐根測試纖維的拉斷強力，然后計算各項目的。

B.束纖維測試〔速度快〕卜氏〔Pressley〕束纖維強力儀斯特洛〔Stelometer〕強力儀

525.天然轉曲棉纖維的外形特征之一，轉曲的存在，使抱合力增大，有利于紡紗，提高產品的質量。其目的的運用和丈量在企業(yè)中很少見。〔1〕目的：轉曲數，每1cm中改動180度的個數〔2〕測試：顯微鏡或投影儀，一定長度纖維上轉180度的次數，再換算成每厘米的轉曲個數?！厕D曲存在反向〕〔3〕轉曲多、抱合力大、質量好?！?〕原棉水分以含水率或回潮率表示(多用回潮率)。

含水率M－－紡織資料中所含的水分分量對紡織資料濕重的百分比。回潮率W－－紡織資料中所含的水分分量對紡織資料干重的百分比。Ga——紡織資料濕重；G0——紡織資料干重。6.水分、雜質與疵點5354〔2〕含雜與疵點雜質：原棉中夾雜的非纖維性物質，如泥沙，枝葉，棉籽，破籽，蟲屎等。疵點：原棉中存在的有害于紡紗的纖維性物質，如索絲、棉結等。在準確分析時，常用以下目的：

規(guī)范含雜率：皮輥棉為3%，鋸齒棉2.5%。實踐含雜缺乏或超越規(guī)范時，應按規(guī)范進展調整。557.原棉紡紗性能綜合檢驗手感目測、儀器檢驗、單嘜試紡相結合〔三結合〕?！?〕手感目測經過手扯、手捏、手摸等人體覺得器官進展原棉性能檢驗。檢驗工程：長度及整齊度，強度，彈性，成熟度，色澤，抱合力，柔軟性，雜質疵點等。優(yōu)點：取樣多、速度快、代表性強、可在車間現(xiàn)場進展。缺陷：對檢驗人員要求較高、人的客觀影響大，普通無詳細數據。56〔2〕儀器檢驗用實驗室專門儀器進展單項性質測試。檢驗工程：長度、細度、強度、成熟度、含水、含雜等。優(yōu)點：數據比較可靠、穩(wěn)定〔重現(xiàn)性好〕。缺陷：實驗數量少、破費時間長、需專門儀器和經過訓練的技術人員。57〔3〕單嘜試紡單一批量的原棉在小型紡紗機臺或車間大機上進展紡紗實驗，從紡紗細度、成紗強度、條干、結雜以及紡紗過程中產生的問題來最后評定該批原棉的紡紗性能。優(yōu)點：可以測定單項目的不能或無法檢驗的內容；缺陷：實驗本錢高，費時費力。58〔4〕HVI900系統(tǒng)HVI于80年代在美國問世，推出HVI800、900系列，HVI1000是2004年Uster公司推出的新機型，它結合了世界科技新技術，是一種大容量、多目的、快速、準確的綜合性棉花全自動檢測儀器。其由一名操作員操作，系統(tǒng)自動進展纖維取樣，每一次測試可獲得纖維長度、長度整齊度、短纖維指數、斷裂比強度、斷裂伸長率、馬克隆值、光反射率、黃度、雜質粒數、雜質面積百分比等十多項目的的測試結果，只需20~30s時間。5960思索題一、名詞解釋1、馬克隆值2、質量長度二、問答題〔1〕棉纖維長度與紗線性能之間的關系，及長度有哪些目的？〔2〕棉纖維成熟度與紗線性能之間的關系，及成熟度有哪些目的？6061第二節(jié)麻纖維一、麻纖維的種類二、麻的初加工和化學組成三、麻纖維的特性和形狀特征四、苧麻和亞麻的物理機械性質6162一、麻纖維的種類麻纖維是從各類麻植物獲得的纖維的統(tǒng)稱。1、韌皮纖維〔軟質纖維〕：苧麻〔中國草〕、亞麻、黃麻、大麻、洋麻等。2、葉纖維〔硬質纖維〕：劍麻、蕉麻。苧麻和亞麻的質量較好，可用于高檔紡織品。6263〔二〕初加工1.初加工目的：從韌皮或葉子中取出纖維,包括剝制、脫膠脫膠方法：微生物脫膠、化學脫膠。2.麻纖維的化學組成麻是天然纖維素纖維。與棉的化學組成差不多,只是各種成份的比例不同。6364麻類植物圖劍麻菠蘿麻黃麻亞麻64成份麻別苧麻亞麻黃麻纖維素65-7570-8057-60半纖維素14-1612-1514-17木質素0.8-1.52.5-510-13果膠4-51.4-5.71.0-1.2水溶物4-8

脂、蠟質0.5-1.01.2-1.80.3-0.6灰分2-50.8-1.20.5-1.5麻纖維的化學組成〔%〕半纖維素：木糖或甘露糖等組成的多糖的總稱〔多縮戊糖〕65661.苧麻纖維的形狀構造纖維細長，兩端封鎖，有胞腔?！?〕橫截面形狀橢圓形，有中腔，胞壁上有裂紋。二、苧麻又稱中國草，我國產量占世界90％以上。苧麻橫向形狀6667〔2〕縱向形狀圓筒形或扁平形，沒有轉曲，有的有明顯的條紋。苧麻縱向形狀苧麻纖維結晶度達70％。取向度比棉大。672.苧麻纖維的主要性能〔1〕纖維規(guī)格20-250mm，最長600mm。寬度20-80μm，線密度平均5dtex。纖維越長越粗?！?〕強度和伸長強度天然纖維中最高，伸長較低〔常見天然纖維中最低〕。平均強度6.73cN/dte