棉纤维性能与检测.ppt

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1、任务一 棉纤维的性能与检测,棉纤维,棉纤维是由胚珠(即将来的棉籽)表皮壁上的细胞伸长加厚而成的。一个细胞长成一根纤维.,棉纤维的生长发育,棉纤维正常生长发育分三个阶段： 伸长期 加厚期 转曲期 伸长期：纤维加长，形成胞壁 加厚期：长度基本长足，主要是胞壁加厚 转曲期：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成天然转曲。,棉纤维的生长发育,主要产棉区,国 际 国 内,棉纤维在全球纤维和纺织业加工纤维中所占比重,本章所学内容,1.棉纤维分类 2.棉纤维形态结构 3.棉纤维的组成 4.棉纤维的性能 5.棉纤维的质量检验,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 （1）陆地棉 (细绒棉）,原产于南美和中美洲墨西哥 一

2、带高原地区，又称高原棉。 生长期长，适应性强，结铃性强，铃大，衣分高（单铃子籽棉重5g左右，衣分一般达37以上。） 又称细绒棉，纤维长细，色洁白或乳白，带有丝光。目前我国主要栽种的棉种。 产量约占世界棉花产量的85%以上。,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 (2)海岛棉(长绒棉),原产南美洲，中美洲和加勒比地区，后传入北美洲的东南岛屿种植。 生长期长，植株高，喜高温强光，铃小，衣分低。单玲籽棉重约3g左右，衣分为3035% 又称长绒棉，纤维长而细，品质优，色乳白或淡黄，富有丝光。产量低，适用于高档棉纺织品。 含糖偏高,易产生“三缠”现象(缠罗拉,皮辊,皮圈和堵通道。 产量约占世界棉花产量的58

3、%。,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 (3)亚洲棉（粗绒棉）,原产印度大陆，又称亚洲棉。 生长期短，抗旱、抗病、抗虫能力强，结铃性中等，铃小，衣分低。 纤维粗短，少丝光，又称短绒棉，弹性足，产量不高但稳定，适合绒织品和保暖品制作。 产量约占世界棉花产量的25.,一、棉纤维的分类,1.按品种分类 (4)草棉(非洲棉）,原产于非洲南部. 生长期短，植株矮小，结铃性较弱，铃小，衣分低。 品质与亚洲棉接近，因纤维粗短，已逐渐淘汰。 可作为早熟和抗旱品种资源加以利用。,棉花的初加工,棉花的初加工也叫轧棉或轧花，目的是使棉纤维和棉籽分离,除去棉籽和部分杂质。,2. 按棉花的初加工分类 （1）皮辊棉 （2

4、）锯齿棉,一、棉纤维的分类,皮辊棉和锯齿棉的比较,一、棉纤维的分类,一、棉纤维的分类,3. 按纤维色泽分类 （1）白棉 （2）黄棉 (Y) ：低级棉，少使用。 （3）灰棉 (G) ：品质低，纺制低级棉纱中配用。 （4）彩色棉,什么是天然彩色棉？,棕、绿色彩棉种子,天然彩色棉是采用现代生物工程技术培育出来的一种在棉花吐絮时纤维就具有天然色彩的新 型纺织原料。,我国于1994年开始彩棉育种研究和开发，现已育出了棕、绿、黄、红、紫等色泽的彩棉。 新疆中国彩棉股份有限公司目前已有可供大面积种植的棕色、绿色、驼色3个定型品种和90余份优良选系材料。其中棕色、绿色、驼色3个定型品系在新疆大面积种植获得成功

5、。,什么是天然彩色棉？,彩色棉与白棉相比有什么优点？,彩色棉制品有利于人体健康； 在纺织过程中减少印染工序； 迎合了人类提出的“绿色革命”口号，减少了对环境污染； 有利于国家继续保持纺织品出口大国的地位，打破了国际“绿色贸易壁垒”。,二、棉纤维的形态结构,1、正常生长的棉纤维形态结构 截面：腰圆形，有中腔 纵向：天然转曲,天然转曲增加纤维的抱合 力 ，提高成纱质量。,2、棉纤维的断面结构,0.1微米,0.1微米,0.10.4微米,棉纤维的截面,初生层 次生层 中腔,纤维素,外皮蜡质、果胶质,二、棉纤维的形态结构,三、棉纤维的组成,组成物质：纤维素（C6H10O5） 约占94% 还有：糖分、蜡质

6、、蛋白质、 脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物（影响加工使用性能）。,四、棉纤维的基本特性,长度 细绒棉：平均手扯长度为253lmm 长绒棉：平均手扯长度为3245mm,线密度(细度） 细绒棉：1.432.22dtex 长绒棉：1.111.43dtex,吸湿性 回潮率为8%13%，公定回潮率为8.5%,强伸性 断裂长度为2030km（细绒棉） 断裂伸长率为3%7% (弹性差）,化学稳定性 较耐碱而不耐酸。利用此性质可对棉织物进行丝光处理。,成熟度 成熟度为1.52.0,四、棉纤维的基本特性,P20,丝 光 棉,棉纺织品浸没在碱性溶液中，并施加张力，经过这样的处理会使棉纺织品的表面产生绢丝般的光泽。

7、 丝光棉较一般棉织物轻薄，手感柔软，穿着舒适，不刺激皮肤，吸湿性、透气性良好，染色性能好，强度略微提高 。,五、棉纤维性能检验,（一）品级 （二）长度 （三）成熟度 （四）细度 （五）马克隆值 （六）强伸度 （七）疵点 （八）含杂与异性纤维 （九）吸湿性 （十）糖分,四级二类标准（强制性、推荐性）： 国家标准代号：GB、GB/T 行业标准代号： FZ、FZ/T 地方标准代号： DB、 DB/T 企业标准代号： Q/ GB 11032007棉花 细绒棉 GB 1103.32005棉花 天然彩色细绒棉 GB 196352005棉花 长绒棉,五、棉纤维性能检验,五、棉纤维性能检验,五、棉纤维性能检验

8、,按批检验抽样：数量按包数10%抽样。每包抽取约300g，形成批样。回潮率批样（100 g/包）要密闭。,逐包检验抽样（针对大包型）：用专用取样装置在每个棉包两侧中部切取两个切割样品260105(或124)mm，重量不少于125g。,(一)品级,品级是原棉品质优劣的一个综合性指标，反映棉纤维的内在质量。品是品质，级是级别。 品级划分依据： 成熟程度、色泽特征、轧工质量 分级情况： 细绒棉分七级，一级至七级（无级外棉）。三级为标准级，一级至五级为纺用棉。 长绒棉分为一至五级，三级为品级标准级，五级以下为级外棉。 彩棉分为一至三级，二级为品级标准级，三级以下为级外棉。 品级标准分为文字标准和实物标

9、准 评级方法：在分级室内人工模拟昼光光线或北窗射入的正常光线下，手持棉样，在实物标准旁逐样对照，决定棉样品级。,P22,(二)长度,1、长度及不均一性 细绒棉纤维长度一般为: 2333mm 长绒棉纤维长度一般为: 3345 mm,长度-重量分布曲线图（右偏） 自然长度排列曲线图 图 棉纤维长度分布曲线,(二)长度,2、影响长度的因素 （1）棉花的种类与品种（决定因素） （2）生长条件 （3）初加工,(二)长度,皮辊棉约短0.20.5mm；锯齿棉约短0.5mm,可相差约24mm,3、长度与成纱质量与纺纱工艺的关系 （1）棉纤维长度与成纱强度 （2）棉纤维长度与成纱细度 （3）棉纤维长度与成纱条干

10、均匀度 （4）棉纤维长度与成纱毛羽 （5）纤维长度与纺纱工艺的关系十分密切（棉纺设备的结构与尺寸、各道工序的工艺参数，因棉纤维的长短不同而不同）,(二)长度,4、棉纤维长度的指标与检验,(二)长度,主体长度：棉纤维长度分布中占重量或根数最多的一组长度。,用于工商交易。细绒棉25-31mm，长绒棉33mm以上。,（手扯长度）,品质长度：主体长度以上各组纤维的重量加权平均长度。 确定棉纺织工艺参数用。,短绒率：棉纤维中长度短于一定界限长度的纤维重量（或根 数）占纤维总量（或根数）的百分率。,细绒棉界限：16mm；长绒棉界限20mm。,（1）长度指标：,4、棉纤维长度的指标与检验 （2）测试方法：

11、罗拉式分组测定法 手扯尺量法 梳片式分组测定法 纤维照影仪和HVI法,(二)长度, 罗拉式分组测定法 仪器： Y111型或Y111A型罗拉式长度分析仪 测到的指标：主体长度、品质长度、 短绒率、质量平均长度、长度标准差、长度变异系数 、基数、均匀度。,(二)长度,P25,罗拉式长度分析仪,(二)长度,罗拉式长度分析仪,(二)长度,真实重量计算式：Gj0.17gj-1 0.46gj 0.37gj+1 Gj第j组纤维的真实重量；mg； gj 第j组纤维的称见重量；mg； gj-1第j-1组纤维的称见重量；mg； gj+1第j+1组纤维的称见重量；mg；,修正原因：棉束厚薄不匀、纤维排列不可能完全伸

12、直平行等 。,(二)长度,分组称重（修正）、计算，求得主体长度、品质长度、平均长度、短绒率、均方差与变异系数等项指标。,(二)长度,细绒棉分7级： 25mm,包括25.9mm及以下； 26mm,包括26.026.9mm； 27mm,包括27.027.9mm； 28mm,包括28.028.9mm； 29mm,包括29.029.9mm； 30mm,包括30.030.9mm； 31mm,包括31.031.9mm； 32mm,包括32.0mm及以上。 六、七级棉花均按25mm计。 彩 棉：从2430分为七级，27mm为长度标准级 长绒棉：从3339mm分为七级，36mm为长度标级 四级棉花长度长于34

13、mm，按34mm计 五级棉花长度均按33mm计。 彩棉和长绒棉的长度以罗拉法主体长度为基准。, 手扯尺量法有一头齐法和两头齐法。,细绒棉手扯长度分级,品级 长度（mm）,Y146光电长度仪法,(二)长度,HVI（大容量棉花纤维测试仪）,（三）成熟度,1、棉纤维成熟度的概念与影响因素 定义 纤维胞壁加厚的程度和纤维中纤维素充满的程度，胞壁越厚，纤维素淀积的越多，成熟度越好。 影响因素：棉花的种类与品种、生长条件(影响大) 2、棉纤维成熟度与纤维性能、成品生产的关系 成熟度高，则中腔小、胞壁厚，腔宽与壁厚的比值小。正常成熟的棉纤维，截面粗、强度高、弹性好、有丝光，并有较多的天然转曲，可产生较大的抱

14、合力，成纱强度高。 成熟度是综合反映棉纤维的内在质量的一项指标。,3、棉纤维成熟度的指标与检验检验方法：腔壁对比法、显微镜法、偏振光法（2种）指标：成熟系数K 、成熟度比M 、成熟纤维百分率P （1）成熟系数K：根据棉纤维腔宽与壁厚的比值的大小所定出的相应数值。,（三）成熟度,（三）成熟度,成熟系数K,细绒棉成熟系数一般在1.52.0，低级棉在1.4以下，成熟系数为1.7 1.8时，较为理想；长绒棉在2.0左右，比细绒棉高。 腔壁对比法：显微镜下目测可见腔宽与壁厚的比值，查表确定。,（2）成熟度比M=实际增厚度/标准增厚度 成熟度比越大， 说明纤维越成熟。 低于0.8时未成熟, M=1时成熟良

15、好。 显微镜法：18%氢氧化钠溶液膨胀后，分正常、薄壁、死纤维 （3）成熟纤维百分率P：成熟纤维根数占纤维总根数的平均百分率。 显微镜法：18%氢氧化钠溶液膨胀后，分未成熟纤维、成熟纤维 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 正常纤维的平均百分数； D 死 纤 维 的平均百分数。,18%氢氧化钠溶液检测棉纤维成熟情况：,正常纤维：经18%氢氧化钠溶液膨胀后，中腔呈不连续或几乎没有任何中腔痕迹的棒状纤维，没有轮廓分明的转曲。 死纤维：从无转曲、很少转曲或几乎没有纤维胞壁的扁平带状到胞壁稍有发育、转曲较

16、多等各种形态。纤维胞壁的厚度等于或小于纤维最大宽度的15。 薄壁纤维：经18%氢氧化钠溶液膨胀后，不能划为正常纤维或死纤维的纤维。 成熟纤维：发育良好而胞壁厚的纤维。经18%氢氧化钠溶液膨胀后，呈无转曲的棒状纤维。 不成熟纤维：发育不良而胞壁薄的纤维。经18%氢氧化钠溶液膨胀后，呈螺旋状或扁平状态，纤维胞壁薄且呈透明的纤维。纤维胞壁的厚度小于纤维最大宽度的14。,（四）细度,1. 棉纤维的细度指标 （1）线密度（Tt）： 在公定回潮率下，1000m长的纤维所具有的重量克数。 （2）公制支数（Nm) ：在公定回潮率，1g纤维所具有的长度米数。,2.棉纤维的细度与成纱质量及成纱工艺的关系,纤维愈细

17、，成纱强度越高 纤维愈细，纺纱的极限细度就越细 纤维愈细，成纱条干就越好 棉纤维细度与成纱工艺的关系密切,（四）细度,纤维过细，加工过程中容易扭结成棉结或折断成短纤维，清棉、梳棉容易产生大量短纤维，在高速并条牵伸过程中，易产生大量棉结；纺纱时牵伸率也较低，容易使产品定量偏高。,3.细度的检验 （1）中断称重法：,（四）细度,例：中段长度Lc=10，中段重量Gc=3.24，两端纤维重量Gf=6.54中段根数n=1965根。计算：（1）棉纤维的线密度是多少特克斯？（2）将特克斯数值换算为旦尼尔数。（3）毫克根数。,（四）细度,（2）排列法 Y121型梳片式长度分析仪,将一端平齐的棉束纤维由长到短地

18、分成若干组，称其重量，再将各长度组棉束各分离出一束100根左右的纤维称重、计其根数，从而计算求得棉纤维线密度。 参见GB/T176861999 （3）气流仪法,Y145型气流仪,（四）细度,（五）马克隆值（mic）,马克隆值定义：一定量的棉纤维在规定条件下透气性的量度，以马克隆刻度表示。 综合反映细度和成熟度的高低。 细绒棉马克隆值为3.35.6，长绒棉为2.83.8，亚洲棉为6.210。 马克隆值与纺纱工艺、成纱质量的关系 马克隆值高，棉纤维能经受机械打击，易清除杂质，清梳落棉较少，制成率高，成纱条干较均匀，疵点较少，外观好，成熟度高，吸色性好，织物染色均匀。 马克隆值过高，会因纤维抱合力下

19、降使棉纱强力下降，引起棉纱断头率增加，纤维细度较粗，使成纱条干较均匀度和可纺性下降。 马克隆值低，清梳落棉较多，棉纱疵点也较多，外观较差，纤维成熟度差，棉纱强力低，织物染色性能差。,新标准分三级五档，其中B级为标准级,马克隆值测试：MC型气流仪、175型气流仪、Y145C型气流仪和HVI。,（五）马克隆值（mic）,（六）强伸度,1、指标 强力Fb （cN，单纤强力、束纤强力） 断裂比强度（cN/tex) 断裂伸长率 断裂长度(km) 影响因素：棉花的品种，生长环境，成熟度。 细绒棉单纤维强力为3.04.5cN，断裂长度为2025km 长绒棉单纤维强力为45cN，断裂长度为33 40km。 吸

20、湿后强度增加2%10%。 断裂伸长率为3%7%，吸湿后增加10%左右。,棉纤维在纺纱过程中要不断经受外力的作用，纤维具备一定的强度是纤维具有纺纱性能的必要条件之一。棉纤维断裂比强度高，纤维在纺纱过程中不易断裂，落棉少，制成率高，节约原料消耗。 棉纤维强力是决定成纱强力的主要因素。纤维断裂比强度越高，则成纱强力也越大。,断裂比强度分5档,2、棉纤维强度与纺纱生产、质量的关系,（六）强伸度,（七）疵点,1、疵点原棉中含有的有害于纺纱的纤维性物质，如：索丝，棉结，软籽表皮，带纤维籽屑，黄根等。 2、原棉疵点的危害 疵点一般在纺纱工艺中不易清除，或包卷在纱条中，或附着在纱条上，使成纱条干恶化，断头增加

21、，外观变差，直接危害纺纱生产和纺织最终产品的质量。一般原棉疵点多，成纱结杂疵点也多。,（七）疵点,3、原棉中疵点的种类及产生原因 主要是由于生长发育不良和轧工不良而形成的。包括： (1) 棉结和索丝 (2) 带纤维籽屑和软籽表皮 (3) 不孕籽 (4) 僵片 (5) 黄根 也叫黄斑。 4、原棉疵点的检验 人工手拣法 5、指标 疵点重量百分率 百克试样疵点粒数,P31,（八）含杂与异性纤维,1、原棉含杂的内容及危害 （1）杂质棉花中夹杂的非纤维性物质，如：泥沙、枝叶、铃壳、棉籽、籽棉、不孕籽等。 （2）危害是既影响纺纱用棉量，又影响纺纱工艺和纱布质量。 棉花标准含杂率：皮辊棉3.0%，锯齿棉2.

22、5%。 危害性杂物，如混入棉花中的金属、砖石及异 性纤维等，分为硬杂物和软杂物。 异性纤维：非棉和非本色棉纤维及集合体，如化学纤维、毛发、丝、麻、塑料膜、塑料绳、染色线、绳、布块等。,2、原棉含杂率的试验方法 原棉杂质分析仪法 Y101型、YG041和YG042型。 Z含杂率； F机拣杂志重量； C手拣粗大杂志重量； S试验试样重量；,（八）含杂与异性纤维,%,3、异性纤维含量分档与检验,“成包皮棉异性纤维含量” 指从样品中挑拣出的异性纤维的重量与被挑拣样品重量之比，用克/吨（g/t）表示。 手工挑拣法，分4档，刷唛在棉包上,（八）含杂与异性纤维,（九）吸湿性,1、棉纤维吸湿性指标与影响因素

23、水分指标：回潮率W与含水率M，可相互换算。 影响因素：周围空气的温湿度、成熟度。 一般含水率在711，回潮率在8 13。 棉花公定回潮率为8.5%，棉花回潮率最高限度为10.0%。,（九）吸湿性,2、原棉回潮率对纺织生产的影响 回潮率增大，棉纤维重量变重、细度变粗、强度增高、摩擦增大等。 回潮率过高，在贮存过程中易于霉烂变质，在清棉、梳棉等纺纱工艺过程中易于扭结，增加疵点，除杂效率也低。 含水率过低，纤维强度低，容易被机械打断成短纤维，增加车间飞花，降低成纱强度。,（九）吸湿性,（1）烘箱法 通风式烘箱，如YG747型、Y802N型、Y802A型等。 利用电热丝加热箱内空气来烘干棉样，根据试样

24、烘干前、后的重量计算出原棉的回潮率。 测试时烘箱要处于标准温湿度环境下，否则，烘干后的重量要先修正。 （2）电测器法 Y412A型、Y412B型和微电脑数显型等。 利用棉纤维在不同回潮率下具有不同电阻值的特性，在试样的重量、密度和极板电压等试验条件一定的情况下，测量通过棉纤维的电流大小，间接测出棉花回潮率的方法。取规定重量的试样放入仪器操作即可测出试样的含水率。,3、原棉回潮率的检测方法,烘箱法、电测器法，公证检验时以烘箱法为准。,4、成包皮棉公量计算,净重 G2 （G1NM）/1000 准重 公定重量,（九）吸湿性,G2一批棉花净重 G1一批棉花毛重 N一批棉花棉包数量 M单个棉包包装物平均

25、重量 G3一批棉花净重 Z一批棉花平均含杂率 Z0标准含杂率 Wk棉花公定回潮率 Wa一批棉花平均回潮率,一批锯齿棉净重5000kg，测得其平均实际回潮率为7.2%，平均实际含杂率2.9%，试计算其公定重量。,例,（九）吸湿性,（十）糖分,糖分的危害 含糖较多的棉花黏性大，在纺纱过程中容易引起梳棉机、精梳机、并条机、粗纱机和细纱机绕罗拉、绕皮辊、绕皮圈等明显黏附现象，恶化成纱条干均匀度，增加断头，影响产品质量，严重影响工艺生产正常进行，危害很大。 糖分的检验定量比色法 原理：在非离子表面活性剂的作用下，使棉纤维上的糖分溶解于水中，糖在强酸性介质中转化为醛类，与3，5-二羟基甲苯发生显色反应，生

26、成橙黄色化合物，用分光光度计在为425nm处与标准工作曲线比较，得到棉纤维全糖含量百分率。,（十一）棉花质量标识的标示方法及代号,棉花类型：黄棉（Y）、灰棉（G）、白棉 品级代号：一至七级，用1、2、7表示 长度代号：25mm至31mm，用“25”“31” 马克隆值：A、B、C级 初加工代号：皮辊棉下方加横线标示。 229A: 430B: G525C：,六、棉织物的主要服用性能,外观性能 舒适性能 耐用性与加工保养性能,染色性好,但色牢度不够好 ； 光泽柔和但暗淡，风格自然朴实； 弹性差，不挺括，易起皱。,1、 外观性能,2、舒适性能,手感较柔软，保暖性好 吸湿透气，穿着舒适 不易产生静电,3、耐用性与加工保养性能,弹性差，耐磨性不够好；,应选择碱性洗涤用品洗涤棉织物,微生物、霉菌易使棉织物发霉、变质；,长时间曝晒会引起裉色和强力下降；保养时应注意。,