棉纤维的性能与检测

任務一棉纖維的性能與檢測棉纖維•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.棉纖維的生長發育棉纖維正常生長發育分三個階段：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。棉纖維的生長發育主要產棉區國際國內棉纖維在全球纖維和紡織業加工纖維中所占比重本章所學內容1.棉纖維分類2.棉纖維形態結構3.棉纖維的組成4.棉纖維的性能5.棉纖維的品質檢驗一、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，又稱高原棉。★生長期長，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。★產量約占世界棉花產量的85%以上。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，後傳入北美洲的東南島嶼種植。★生長期長，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，色乳白或淡黃，富有絲光。產量低，適用於高檔棉紡織品。★含糖偏高,易產生“三纏”現象(纏羅拉,皮輥,皮圈和堵通道。★產量約占世界棉花產量的5~8%。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。★生長期短，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，產量不高但穩定，適合絨織品和保暖品製作。★產量約占世界棉花產量的2~5.一、棉纖維的分類1.按品種分類(4)草棉(非洲棉）★原產於非洲南部.★生長期短，植株矮小，結鈴性較弱，鈴小，衣分低。★品質與亞洲棉接近，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。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）——原棉（棉紡廠）去籽至棉紡廠2.按棉花的初加工分類（1）皮輥棉（2）鋸齒棉一、棉纖維的分類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鬆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）彩色棉什麼是天然彩色棉？棕、綠色彩棉種子天然彩色棉是採用現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。我國於1994年開始彩棉育種研究和開發，現已育出了棕、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。什麼是天然彩色棉？彩色棉與白棉相比有什麼優點？彩色棉製品有利於人體健康；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，減少了對環境污染；有利於國家繼續保持紡織品出口大國的地位，打破了國際“綠色貿易壁壘”。二、棉纖維的形態結構1、正常生長的棉纖維形態結構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，提高成紗品質。2、棉纖維的斷面結構长绒棉细绒棉粗绒棉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、棉纖維的形態結構三、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）。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%強伸性斷裂長度為20～30km（細絨棉）斷裂伸長率為3%～7%(彈性差）化學穩定性較耐鹼而不耐酸。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P20絲光棉棉紡織品浸沒在鹼性溶液中，並施加張力，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。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四級二類標準（強制性、推薦性）：國家標準代號：GB、GB/T行業標準代號：FZ、FZ/T地方標準代號：DB××、DB××/T企業標準代號：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、棉纖維性能檢驗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。回潮率批樣（100g/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，重量不少於125g。(一)品級★品級是原棉品質優劣的一個綜合性指標，反映棉纖維的內在品質。品是品質，級是級別。品級劃分依據：成熟程度、色澤特徵、軋工品質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：在分級室內人工類比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。P22(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長度-重量分佈曲線圖（右偏）自然長度排列曲線圖圖棉纖維長度分佈曲線重量长度1--粗绒棉2--细绒棉3--长绒棉123长度相对根数(二)長度★2、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2~4mm3、長度與成紗品質與紡紗工藝的關係（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幹均勻度（4）棉纖維長度與成紗毛羽（5）纖維長度與紡紗工藝的關係十分密切（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★4、棉纖維長度的指標與檢驗(二)長度★★主體長度：棉纖維長度分佈中占重量或根數最多的一組長度。用於工商交易。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。★短絨率：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：4、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★①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、品質平均長度、長度標準差、長度變異係數、基數、均勻度。(二)長度★P25羅拉式長度分析儀(二)長度★羅拉式長度分析儀(二)長度★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、均方差與變異係數等項指標。(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於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。★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）Y146光電長度儀法(二)長度★HVI（大容量棉花纖維測試儀）（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，纖維素澱積的越多，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、成品生產的關係成熟度高，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，並有較多的天然轉曲，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品質的一項指標。3、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：成熟係數K、成熟度比M、成熟纖維百分率P（1）成熟係數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3122015.005.02DKKD（三）成熟度成熟係數K細絨棉成熟係數一般在1.5～2.0，低級棉在1.4以下，成熟係數為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。（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。低於0.8時未成熟,M=1時成熟良好。顯微鏡法：18%氫氧化鈉溶液膨脹後，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%氫氧化鈉溶液膨脹後，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-0.039K27.0200DNM（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。18%氫氧化鈉溶液檢測棉纖維成熟情況：正常纖維：經18%氫氧化鈉溶液膨脹後，中腔呈不連續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育、轉曲較多等各種形態。纖維胞壁的厚度等於或小於纖維最大寬度的1／5。薄壁纖維：經18%氫氧化鈉溶液膨脹後，不能劃為正常纖維或死纖維的纖維。成熟纖維：發育良好而胞壁厚的纖維。經18%氫氧化鈉溶液膨脹後，呈無轉曲的棒狀纖維。不成熟纖維：發育不良而胞壁薄的纖維。經18%氫氧化鈉溶液膨脹後，呈螺旋狀或扁平狀態，纖維胞壁薄且呈透明的纖維。纖維胞壁的厚度小於纖維最大寬度的1／4。（四）細度1.棉纖維的細度指標（1）線密度（Tt）：在