纺知识——关于棉纤维的结构及性能解析

棉纤维的结构棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞经伸长、加厚而成的种子纤维，不同于一般的韧皮纤维。棉纤维以纤维素为主...

棉纤维的结构

棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞经伸长、加厚而成的种子纤维，不同于一般的韧皮纤维。棉纤维以纤维素为主，占干重的93-95％，其余为纤维的伴生物。由于棉纤维具有许多优良经济性状，使之成为最主要的纺织工业原料。棉纤维细胞壁的主要组成物质是纤维素，表层含蜡类物质和少量糖类物质，内壁面含有蛋白质、糖类等。纤维素是天然高分子聚合物，由碳、氢、氧三元素组成，分子式为[C6H10O5]n。分子中含有大量的烃基，结晶区和无定形区交错存在。干燥的成熟棉纤维中，纤维素的含量在95%以上，是自然界中纯度极高的纤维素资源之一。

1.棉纤维的截面形态结构

成熟正常的棉纤维，截面是不规则的腰圆形，中有中腔。未成熟的棉纤维，截面形态极扁，中腔很大。过成熟棉纤维，截面呈圆形，中腔很小。棉纤维的截面由外至内主要由初生层、决生层和中腔三个部分组成。

2.棉纤维纵向形态

棉纤维具有天然转曲，它的纵面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。成熟正常的棉纤维转曲最多。未成熟棉纤维呈薄壁管状物，转曲少。过成熟棉纤维呈棒状，转曲也少。

棉纤维的性质

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长度

棉纤维长度是指纤维伸直时两端间的距离，是棉纤维的重要物理性质之一。棉纤维的长度主要由棉花品种、生长条件、初加工等因素决定。棉纤维长度与成纱质量和纺纱工艺关系密切。棉纤维长度长，整齐度好，短绒少，则成纱强力高，条干均匀，纱线表面光洁，毛羽少。棉纤维的长度是不均匀的，一般用主体长度、品质长度、均匀度、短绒率等指标来表示棉纤维的长度及分布。主体长度是指棉纤维中含量最多的纤维的长度。品质长度是指比主体长度长的那部分纤维的平均长度，它在纺纱工艺中，用来确定罗拉隔距。短绒率是指长度短于某一长度界限的纤维重量占纤维总重量的百分率。一般当短绒超过15%时，成纱强力和条干会明显变差。此外，还有手扯长度、跨距长度等长度指标。

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线密度

棉纤维的线密度是指纤维的粗细程度，是棉纤维的重要品质指标之一，它与棉纤维的成熟程度、强力大小密切相关。棉纤维线密度还是决定纺纱特数与成纱品质的主要因素之一，并与织物手感、光泽等有关。纤维较细，则成纱强力高，纱线条干好，可纺较细的纱。

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成熟度

棉纤维的成熟度是指纤维细胞壁的加厚程度，即棉纤维生长成熟的程度，它与纤维的各项物理性能密切相关。正常成熟的棉纤维，截面粗、强度高、转曲多、弹性好、有丝光、纤维间抱合力大、成纱强力也高。所以，可以将成熟度看成是棉纤维内在质量的一个综合性指标。

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强度和弹性

棉纤维的强度是纤维具有纺纱性能和使用价值的必要条件之一，纤维强度高，则成纱强度也高。棉纤维的强度常采用断裂强力和断裂长度表示。细绒棉的强力为3.5~4.5cN，断裂长度为21~25km；长绒棉的强力为4~6cN，断裂长度为30km。由于单根棉纤维的强力差异较大，所以一般测定棉束纤维强力，然后再换算成单纤维的强度指标。棉纤维的断裂伸长率为3%-7%，弹性较差。

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吸湿性

棉纤维是多孔性物质，且其纤维素大分子上存在许多亲水性基因(-OH)，所以其吸湿性较好，一般大气条件下，棉纤维的回潮率可达8.5%左右。

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耐酸碱性

棉纤维耐无机酸能力薄弱。棉纤维对碱的抵抗能力较大，但会引起横向膨化。可利用稀碱溶液对棉布进行 “ 丝光 ” 。