棉纤维成熟度 百科内容来自于: 百度百科

棉纤维成熟度是指纤维细胞壁加厚的程度,细胞壁愈厚,其成熟度愈高,纤维转曲多,强度高,弹性强,色泽好,相对的成纱质量也高;成熟度低的纤维,各项经济性状均差,但过熟纤维也不理想,纤维太粗,转曲也少,成纱强度反而不高。

定义

棉纤维成熟度是指纤维胞壁的加厚程度。棉纤维中纤维素越充满,胞壁越厚,成熟度越好。棉纤维的成熟度与生长条件、棉花品种有关,特别受生长条件影响较大,正常吐絮后采摘的一批棉花中包含成熟的和不成熟的纤维,通常所指的棉纤维成熟度,是指一批棉花的平均成熟度。

指标

描述棉纤维成熟度的指标很多,主要有正常纤维、死纤维、薄壁纤维、成熟纤维、不成熟纤维、成熟系数、成熟度比、成熟纤维百分率等。
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1/5。
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1/4。
成熟系数:表示棉纤维成熟度的一种指标,根据棉纤维中腔宽度与胞壁厚度的比值订出的相应数值。比值越小,成熟系数越大,表示越成熟。
成熟度比:纤维胞壁的增厚度与选定的O.577标准厚度之比。
成熟纤维百分率:在一样品中,成熟纤维占纤维总根数的平均百分率。
棉纤维成熟度的测试方法大致有:中腔胞壁对比法、偏光测定法、显微镜法(氢氧化钠处理法)、染色法、气流法等。不同的测试原理和方法能得到不同的成熟度指标。

性能

①纤维形态:棉纤维的次生胞壁淀积过程中呈螺旋结构,在棉铃吐絮、纤维干涸收缩时产生扭转,形成随机分布的左旋和右旋,称为天然转曲。随生长时的昼夜温度、光照不同,次生胞壁淀积速度也不同,形成疏密相间的同心层次,称为“日轮”。在显微镜下观察,成熟棉纤维有较多丰满的绳状转曲,胞壁较厚,中腔较小,截面呈腰圆形;未成熟棉纤维纵向转曲少,胞壁较薄,中腔明显,腔宽大于胞壁厚度;极不成熟棉纤维纵向呈扁平带状,无转曲或有极少折转,胞壁极薄,截面形态很不规则;过成熟棉纤维呈棒状,极少转曲,中腔不明显。
②纤维品质:同一品种棉纤维的外圆周长基本相同,因而纤维胞壁厚度可作为纤维成熟程度的量度。胞壁愈厚,成熟度愈好。成熟度高的纤维强度高、纤维粗、转曲多、颜色洁白、光泽明亮、富有弹性、染色性能好、纤维间抱合力大,成纱质量高;过成熟纤维胞壁过厚,纤维刚硬,成纱质量差;未成熟纤维较细,强度低,颜色滞白,光泽暗淡,缺乏弹性,吸湿快,回潮率高,常易粘附较多夹杂物,纺纱时易断裂,质量较差;极不成熟纤维胞壁很薄,染色性能很差。
③工艺性能:在纺纱过程中,成熟纤维中所附着的杂质容易清除,不易产生索丝和棉结,落棉少,制成率高,断头率低,产量高,织成的布面丰满匀净,染色均匀,富有光泽,坚牢耐用;过成熟纤维纺纱时加拈效率低,成纱强力略差,但织物耐磨好;未成熟纤维在加工时容易损伤和扭结,附着的杂质难以排除,飞花多,制成率低,布面灰暗粗糙,容易显现染疵和白星;极不成熟的纤维纺纱困难,成纱的外观和内在质量都很差。

检验方法

有胞壁中腔对比法、氢氧化钠膨胀法、偏振光检验法、气流仪压差法等。
① 胞壁中腔对比法:成熟程度不同,纤维中腔宽度与胞壁厚度比值即成熟系数也不同,把成熟系数不同的棉纤维制成相应的形态标样图。检验时把纤维置于显微镜下逐根观察,对照标样图确定成熟系数,并计算得出成熟系数的平均值。棉纤维的成熟度好,成熟系数就大。细绒棉的正常平均成熟系数在1.5~2.0。
② 氢氧化钠膨胀法:成熟度不同,纤维在碱液膨化作用下呈现的形态变化也不同。检验时把纤维置于显微镜下,滴入18%氢氧化钠溶液,逐根观察其形态,区分成熟和不成熟纤维,分别计算其百分率。成熟纤维经膨化后,呈棒状,没有卷曲,纤维壁总宽度等于或大于中腔宽度;不成熟纤维则具有几乎透明的扁平薄带状轮廓,或有较多折曲,纤维壁总宽度小于中腔宽度。
③ 偏振光检验法:成熟度不同的纤维在偏振光显微镜中的光程差不同,白色光产生的干涉色彩也不相同,可以此区别成熟度。检验时将纤维置于偏振光显微镜中,根据所呈现的不同色彩,逐根观察区分成熟和不成熟纤维,分别计算其百分率。在一级红补偿器的慢光方向与纤维轴平行时,成熟纤维呈橙、黄、绿色;不成熟纤维呈透明紫、蓝色。
④ 气流仪压差法:成熟度不同,在气流仪上的两种压缩度下气流通过棉样的压力损失之差也不同,气流仪压差法利用这一原理来检测成熟度。差值愈小成熟系数愈高。

影响原因

棉纤维成熟度与棉花品种、生长条件等有关,特别受生长条件的影响较大。
1、品种。受品种遗传因素的影响,棉花品种的纤维对生态条件有严格的要求。例如同品种在不同生态棉区种植,纤维品质性状有明显不同,故而在推广新品种中要注意品种的适应性。
2、气候。棉花是多次现蕾开花作物,收获时间长,受水分、温度、日照、霜期等因素的影响大。若遇干旱缺水或阴雨低温,会因养分供应不足而停止纤维胞壁加厚和充实其纤维素,致使成熟度差。如伏桃和早秋桃生长时期,正是温度和光照最为充足的阶段,即温、光的“高能期”,有利于棉纤维的生长发育。加之伏桃和早秋桃位于棉株中上部,透光性好,养分充足,纤维发育完全。而伏前桃,处于气温逐步上升阶段,加之位于棉株下部,光照不足,纤维的成熟度就不够。晚秋桃则处于气温不断下降阶段,加之棉株制造的养分主要供给棉铃,养分供需矛盾突出,因而成熟较差。吐絮期遇阴雨,易产生烂桃和僵瓣棉。受霜害的棉花和拔杆后吐絮的棉花,因停止生长发育形成不成熟纤维或死纤维。
3、土质与施肥。同一品种会因土质、施肥、栽培技术和管理工作水平不同而影响棉纤维成熟度。缺磷、钾肥的纤维,成熟度差。若肥料过多会导致陡长,肥料不足会造成早衰,均影响纤维成熟度。
4、病虫害。病害有枯黄萎病、红叶茎枯病、炭疽病、红腐病、红粉病等,它使棉株枯萎衰竭,养分供应受阻或停止,棉铃干瘪,纤维僵枯。虫害有棉铃虫、红铃虫、金钢钻等,它蛀食棉铃后,形成烂铃或僵瓣。
5、采摘。棉铃开裂后,需要3~4天,纤维和种子才完全成熟,以裂铃第7天,纤维成熟度最佳,这时采摘最好。过早采摘,棉纤维欠成熟;过迟采摘,降低棉花色泽和纤维表面蜡质脂肪。
6、“五分”。在同一时期同一棉田甚至同一棉株上的棉花的成熟度都不一定相同,若好次不分,就会使整批棉花的成熟度降低。因此,从棉花采摘到出售,都需做好不同的棉花分摘、分晒、分存、分轧、分售,以提升整批棉花成熟度的一致性。

与纺纱工艺、质量的关系

棉纤维的成熟度是棉纤维内在质量的一项综合性指标。除长度外,棉纤维的各项性能几乎都与成熟度有密切的关系。正常成熟的棉纤维精亮而有光泽,平均回潮率低,吸色性能和染色均匀度好,天然转曲多,弹性好,强力高。
棉纤维成熟度的高低与成品质量、纺织工艺的关系十分密切。成熟度好的棉纤维能经受机械打击,易清除杂质,不易产生棉结束丝,纤维间的抱合力大,成纱强力高。但过成熟的棉纤维天然转曲少,纤维间的抱合力小,纤维粗,单位线密度棉纱的纤维根数少,成纱强力反而低。成熟差的棉纤维天然转曲少,抱合力小,强力低,吸色性和染色性差,在纺纱工序中容易断裂成短纤维或纠缠成棉结,染色后的棉结会在织物表面上显现成淡色的或白色的斑点。因此,纺织厂需要选择满足纺纱质量要求的成熟纤维,尤其需要控制未成熟纤维的百分率以确保成续的质量。在棉花贸易中,成熟度指标也越来越被贸易双方重视。