《植物纤维》ppt课件.ppt

第三章 植物纤维,第一节 种子纤维 第二节 韧皮纤维 第三节 叶纤维 第四节 维管束纤维,2,2,内容提要： 植物纤维的分类 棉纤维和木棉纤维的形态特征及其主要性能特点 各类麻纤维的形态特征及主要性能特点 竹纤维的形态特征及其主要性能特点,3,第一节 种子纤维,植物纤维的主要组成物质是纤维素，还有果胶、半纤维素、木质素、水溶物、灰分等 四类：种子纤维、韧皮纤维、叶纤维、维管束纤维,种子纤维主要包括棉纤维、木棉纤维和椰壳纤维4,4,棉的生长过程:,原棉（皮棉）,籽棉,采摘,一、棉纤维 (cotton fiber),棉铃或棉桃,吐絮,5,5,1.按品种分类 （1） 细绒棉（陆地棉）：原产于美洲大陆，占总种植面积98%以上，产量高长度：23-32mm；细度：0.15-0.2tex；单纤强度：2.94-4.4cN/根 纺厂的主要原料 （2） 长绒棉（海岛棉）：原产于美洲西印度群岛，又细又长又结实的棉花，我国新疆盛产长绒棉长度：33-75mm；细度：0.12-0.14tex；强度：3.9-4.9cN/根是高档棉纺产品的原料 （3）粗绒棉（亚洲棉）：原产于印度，纤维粗短只能纺粗特纱，产量低，纺织价值低，以趋淘汰。

长度：15-24mm；细度：0.25-0.4tex；强度：4.4-6.9cN/根 （4）草棉（非洲棉）：纤维粗短，停止种植一）棉纤维的分类,(1N=100cN),6,6,2. 按初加工方法分 初加工：将籽棉上的纤维与棉籽分离的过程，亦称轧棉（yà mián） （1）籽棉：带有棉籽的棉花 （2）皮棉（原棉）：去除棉籽所得到的棉纤维 皮棉重量占籽棉重量的百分数，称为衣分率（30％～40％） （3）锯齿棉：用锯齿轧花机加工的皮棉纺纱用棉多为锯齿棉 （4）皮辊棉：用皮辊轧花机加工的皮棉7,7,锯齿棉和皮辊棉的特点：,8,8,3. 按色泽分 （1）白色棉：有白棉（纺织原料）、黄棉、灰棉 （2）彩色棉：天然生长的非白色棉花，有称有色棉产品不用染色，无污染9,9,（二）棉纤维的生长发育与形态特征,1、棉纤维的生长发育 整个棉纤维的形成过程可分为三个时期:伸长期、加厚期、转曲期 （1）伸长期：主要增长长度而胞壁极薄，形成有中腔的细长薄壁管状物16-25天） （2）加厚期：细胞壁由外向里逐日螺旋淀积纤维素，最后留有中腔，与成熟度有关35-55天） （3）转曲期：棉纤维干涸后，胞壁产生扭转，形成不规则的螺旋形，称为天然转曲。

一定条件下形成“短绒”、“不孕籽” 影响棉纤维长度的因素：,品种、生长条件、后加工10,10,2.棉纤维的形状特征,（1） 纵向形态： 具有天然转曲的扁平带状纵向形态（正常成熟）,11,11,“天然转曲”的成因：纤维素以螺旋状原纤形态一层一层沉积，螺旋方向有左也有右，在纤维的长度方向反复改变，当纤维干涸后，胞壁产生扭转，形成“天然转曲” 天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力，有利于纺纱工艺的进行和成纱质量的提高薄带状、没有或很少转曲,呈棒状，转曲少见,成熟度低的棉:,过成熟的棉:,12,12,（2） 横向形态： 腰圆形有中腔棉纤维的横向形态,正常成熟,13,13,截面形态及扁、中腔较大,截面呈圆形、中腔很小的,未成熟的棉：,过成熟的棉：,14,14,（3） 截面结构,棉纤维的截面由外至内主要由表皮层、初生层、次生层和中腔四个部分组成棉纤维结构示意图,表皮层：影响表面性质,（1）棉蜡、果胶和脂肪组成 （2）具有防水和润滑作用，使棉纤维具有良好的适宜于纺纱的表面性能，但棉腊会影响染整加工，应在染整加工前将其去除16,初生层：约束和保护作用,纤维的初生细胞壁，由网状原纤组成对棉纤维整体起约束和保护作用。

次生层：纤维主体，决定主要的物理机械性质,（1）棉纤维在加厚期淀积而成的部分，几乎都是纤维素 （2）纤维素逐日淀积一层形成了棉纤维的日轮 （3）与棉纤维的成熟度、天然转曲有关纤维素以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形,在纤维长度方向上有左有右，使得棉纤维有天然转曲日轮,18,18,中腔：影响颜色、保暖性等,（1）纤维停止生长后，胞壁内遗留下来的空隙同一品种的棉纤维，外周长大致相等，次生层厚时中腔就小，次生层薄时中腔就大 （2）含有少量原生质和细胞核残余，对棉纤维的颜色有影响19,19,（三）棉纤维的组成及化学性质,1. 组成 主要成份：纤维素（葡萄糖剩基以苷键反转180°相连），约95% 伴生物：蜡质、糖份、果胶、灰分，占5%左右,纤维素分子式：,纤维素的化学结构：,n：6000-15000,,20,20,2. 化学性质,（1）水的作用：不溶于水，但会膨胀纵向：1%-2%；横向：40%-45%（织物变厚导致缩水） （2）碱的作用：在碱中较稳定，不会被破坏 丝光：通常是指棉制品（纱、布）在张紧状态下经浓碱液(NaOH或液氨)处理，以获得持久的光泽，并提高对染料吸附能力的加工过程21,21,丝光后结构变化：天然转曲消失成为棒状；无定形区有所增加，结晶区有所下降；取向度提高。

丝光后性能变化：光泽、染色性改善；强力增大，尺寸稳定性增加；化学性能活泼 单丝光：用纯棉纱织成布后，再将布进行丝光后处理 双丝光：纱线经过丝光处理后织成布，再将布进行丝光处理丝光棉横向,丝光棉纵向,22,22,（3）酸的作用：不耐酸（遇强酸水解或发生酯化反应）,利用该性质可生产涤棉烂花布 涤棉包芯纱织物通过与有花纹的酸滚筒接后制得的半透明织物23,23,（4）氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解破坏，特别在碱性条件下更严重氧化性漂白的条件控制） （5）微生物的作用：不耐霉菌，霉变后强力下降 （6）染色性：染色性好，可用多种染料进行染色24,24,（四）棉制品的特性 1. 具有较好的吸湿透气性，回潮率10％左右； 2. 不是很怕阳光，但过度暴晒会使棉制品产生氧化现象； 3. 耐虫蛀不耐霉菌，最怕潮湿； 4. 虽然穿着舒适，但容易起皱，所以大多数洗后需要熨烫25,25,业务检验 工商交接时进行的检验，或称商业检验 检验项目有品级、（手扯）长度、含水、含杂 （1）品级 细绒棉——1-7级，3级为标准级，1-5级为纺用棉，7级以下为级外棉 长绒棉——1-5级 品级评定依据： 成熟度、色泽特征、轧工质量 评定方法：实物标准结合文字标准（品级条件）,（五）棉纤维的业务检验,26,26,实物标准 (每年更新),文字标准,28,28,（2）（手扯）长度 用手扯法来测定：按照规定的工作法，反复拉扯棉束，把梳理好的棉纤维放在黑绒板上，用钢板尺测量。

以1mm分档：25mm, 26,…,31mm（28mm为长度标准级）,29,29,30,30,（3）含水 棉花收购中用电阻测湿仪快速测定 （4）含杂 棉花中夹杂的非纤维性物质，如泥沙，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等用目光估计，或用纤维杂质分析机测定31,31,2. 唛头代号（原棉质量标识）,唛头代号按类型、品级、长度、马克隆值的顺序标示（六、七级原棉不标马克隆值级） 类型：黄棉 “Y” ，灰棉 “G”，白棉不作标示； 品级：“1”、…、“7”； 长度： “25”、…、“31”； 马克隆值：用A、B、C标示； 轧工：皮辊棉在质量标识下加 “__”，锯齿棉不标 例：229A 2表示2级棉，29表示手扯长度为29mm，马克隆值A级，该棉为锯齿棉白棉32,32,（六）棉纤维的性能检验,用专门的仪器进行检验，在实验室内进行对纺织厂来说，是为了充分掌握原棉的性能，以合理使用原料包括以下几方面： 1. 长度 2. 细度 3. 成熟度 4. 强度 5. 天然转曲 6. 原棉的水分、杂质与疵点 7. 综合检验,33,33,1.长度 （1）长度分布 随机取出一束纤维试样，其中各根纤维的长度都是不相等的、长短不齐的。

可用棉纤维的自然长度排列图和长度-重量分布曲线直观地表达 如果将一束试样从长到短逐根排列，并使各根纤维的一端在一条直线上，就可得到棉纤维的自然长度排列图自然长度排列图（拜氏图 ）,34,34,将不同长度的纤维称重，可作出纤维长度-重量分布曲线，其一般为右偏曲线35,35,（2）纤维长度与纱线质量的关系,与成纱强度：在一定范围内，长，成纱强度大；整齐度高，强度大； 与成纱细度：长，极限细度细（保证强度 ）； 与成纱毛羽：长，毛羽少； 与成纱条干：长、整齐度高，条干好36,36,（3）长度指标与检验（单位mm） ①手扯长度Lh：按一定手法，整理而得的纤维束的长度工商交接中按该长度进行结算 ②主体长度Lm：一批棉样中含量最多的纤维的长度， Lm ≈Lh 根数Lm：纤维中根数最多的那部分纤维的长度 重量Lm：纤维中重量最重的那部分纤维的长度（即主体长度落在重量最大的一组中）常采用重量主体长度37,37,③平均长度：纤维长度的平均值有重量加权平均长度Lg 和根数平均长度 Ln ④品质长度Lp ：又称右半部平均长度，比主体长度长的那部分纤维的重量加权平均长度用于确定工艺参数） ⑤短绒率：长度在某一界限以下的纤维所占的百分率（表示长度整齐度的指标） 。

界限：细绒棉16mm ，长绒棉20mm38,⑥ 2. 5％跨距长度：数字式照影仪测试时，离纤维梳子即钳口线3.81mm（0.15in）处纤维相对根数设为100％时从钳口线到纤维相对根数为2.5％处的距离 整齐度=(L50%/L2.5%)×100%,39,2. 细度,分直接指标和间接指标P25） （1）直接指标：用直径、截面积及宽度等来表达 截面接近圆形时，常用这些指标，单位（μm） 非圆形的面纤维，可用理论直径来表示D：理论直径；Ｃ－周长；,测量方法：显微镜切片法40,40,（2） 间接指标 ①特克斯（定长制 ）：1000米长的纤维所具有的质量克数 公式： 长绒棉：0.12-0.14tex；细绒棉：0.15-0.2tex ②公制支数（定重制）：1g纤维所具有的长度m数 公式： 长绒棉：6500公支以上；细绒棉：5000公支左右 特克斯和公制支数的换算：,41,41,③马克隆值 M（Micronaire） 用马克隆气流仪测得的综合表达棉纤维细度与成熟度的指标本身无量纲，相当于单位长度（英寸）的重量（微克）值越大，纤维越粗42,42,M在3.5-4.9范围内的棉花具有正常的纺纱价值（优质马克隆值），过高的马克隆值，纺纱时的落棉量较少、棉纱条干均匀、纱疵少、棉纱外观等级高，但棉纱抱合力下降、断头率增加，棉纱强力和可纺支数下降；过低的马克隆值，棉纱强力和可纺支数较高，但纺纱时的落棉量较多、棉纱外观等级低。

美国农业部1966年做为分级指标，目前是欧美棉花市场的品质指标 我国2000年新棉花标准中增设了马克隆值，按马克隆值的大小分A、B、C三级（A级最好） 马克隆值A级（3.7-4.2）、B级（3.5-3.6,4.3-4.9）、C级（3.4级以下，5.0级以上）43,43,①中段切断称重法 步骤：梳理—切断(Lc =10mm)—称重(Gc, mg)—数根数(nc)—计算纤维细度(公制支数) 细度公式： ②气流仪法 比表面积S0：单位体积的表面积 原理：在一定容积的容器内放置一定重量的纤维，容器两端有网眼板，可以通过空气，当两端有一定压力差的空气流过时，则空气流量与纤维的比表面积平方成反比 读数标定：结合中断称重法 气流仪工作动画Nm＝L / G =10×nc/ Gc,（3） 测试方法,44,44,（4） 细度与成纱质量、纺纱工艺的关系 ①成纱强度及极限细度 其它条件相同时，纤维越细，成纱强度越高；可纺纱的极限细度愈细 ②成纱条干 纤维越细，成纱条干越均匀 ③纺纱工艺 纤维越细，加工时易扭结、折断而产生棉结、短纤维纤维越细时，刚性越差，细纤维不宜做起绒织物的起绒纱。