棉纖維成熟度成熟度測定

1、棉纖維成熟度棉纖維成熟度是指纖維細胞壁加厚的程度，細胞壁愈厚，其成熟度愈 高，纖維轉(zhuǎn)曲多，強度高，彈性強，色澤好，相對的成紗質(zhì)量也高； 成熟度低的纖維，各項經(jīng)濟性狀均差，但過熟纖維也不理想，纖維太 粗，轉(zhuǎn)曲也少，成紗強度反而不高。定義棉纖維成熟度是指纖維胞壁的加厚程度。棉纖維中纖維素越 充滿，胞壁越厚，成熟度越好。棉纖維的成熟度與生長條件、棉 花品種有關(guān)，特別受生長條件影響較大，正常吐絮后采摘的一批 棉花中包含成熟的和不成熟的纖維，通常所指的棉纖維成熟度， 是指一批棉花的平均成熟度。指標描述棉纖維成熟度的指標很多，主要有正常纖維、死纖維、 薄壁纖維、成熟纖維、不成熟纖維、成熟系數(shù)、成熟度比、成

2、熟 纖維百分率等。正常纖維：經(jīng)18%氫氧化鈉溶液膨脹后，中腔呈不連續(xù)或幾 乎沒有任何中腔痕跡的棒狀纖維，沒有輪廓分明的轉(zhuǎn)曲。死纖維：從無轉(zhuǎn)曲、很少轉(zhuǎn)曲或幾乎沒有纖維胞壁的扁平帶 狀到胞壁稍有發(fā)育、轉(zhuǎn)曲較多等各種形態(tài)。纖維胞壁的厚度等于 或小于纖維最大寬度的1/ 5。薄壁纖維：經(jīng)18%氫氧化鈉溶液膨脹后，不能劃為正常纖維 或死纖維的纖維。成熟纖維：發(fā)育良好而胞壁厚的纖維。經(jīng)18%氫氧化鈉溶液 膨脹后，呈無轉(zhuǎn)曲的棒狀纖維。不成熟纖維：發(fā)育不良而胞壁薄的纖維。經(jīng) 18%氫氧化鈉溶 液膨脹后，呈螺旋狀或扁平狀態(tài)，纖維胞壁薄且呈透明的纖維。 纖維胞壁的厚度小于纖維最大寬度的1 / 4。成熟系數(shù)：表示棉纖

3、維成熟度的一種指標，根據(jù)棉纖維中腔 寬度與胞壁厚度的比值訂出的相應(yīng)數(shù)值。比值越小，成熟系數(shù)越 大，表示越成熟。成熟度比：纖維胞壁的增厚度與選定的O.577標準厚度之比。成熟纖維百分率：在一樣品中，成熟纖維占纖維總根數(shù)的平 均百分率。棉纖維成熟度的測試方法大致有：中腔胞壁對比法、偏光測 定法、顯微鏡法（氫氧化鈉處理法）、染色法、氣流法等。不同 的測試原理和方法能得到不同的成熟度指標。性能纖維形態(tài)：棉纖維的次生胞壁淀積過程中呈螺旋結(jié)構(gòu)，在 棉鈴?fù)滦?、纖維干涸收縮時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，形成隨機分布的左旋和右 旋，稱為天然轉(zhuǎn)曲。隨生長時的晝夜溫度、光照不同，次生胞壁 淀積速度也不同，形成疏密相間的同心層次，稱為

4、“日輪”。在 顯微鏡下觀察，成熟棉纖維有較多豐滿的繩狀轉(zhuǎn)曲，胞壁較厚，中腔較小，截面呈腰圓形；未成熟棉纖維縱向轉(zhuǎn)曲少，胞壁較薄， 中腔明顯，腔寬大于胞壁厚度；極不成熟棉纖維縱向呈扁平帶狀， 無轉(zhuǎn)曲或有極少折轉(zhuǎn)，胞壁極薄，截面形態(tài)很不規(guī)則；過成熟棉 纖維呈棒狀，極少轉(zhuǎn)曲，中腔不明顯。纖維品質(zhì)：同一品種棉纖維的外圓周長基本相同，因而纖 維胞壁厚度可作為纖維成熟程度的量度。胞壁愈厚，成熟度愈好。 成熟度高的纖維強度高、纖維粗、轉(zhuǎn)曲多、顏色潔白、光澤明亮、 富有彈性、染色性能好、纖維間抱合力大，成紗質(zhì)量高；過成熟 纖維胞壁過厚，纖維剛硬，成紗質(zhì)量差；未成熟纖維較細，強度 低，顏色滯白，光澤暗淡，缺乏彈

5、性，吸濕快，回潮率高，常易 粘附較多夾雜物，紡紗時易斷裂，質(zhì)量較差；極不成熟纖維胞壁 很薄，染色性能很差。工藝性能：在紡紗過程中，成熟纖維中所附著的雜質(zhì)容易 清除，不易產(chǎn)生索絲和棉結(jié)，落棉少，制成率高，斷頭率低，產(chǎn) 量高，織成的布面豐滿勻凈，染色均勻，富有光澤，堅牢耐用； 過成熟纖維紡紗時加拈效率低，成紗強力略差，但織物耐磨好； 未成熟纖維在加工時容易損傷和扭結(jié)，附著的雜質(zhì)難以排除，飛 花多，制成率低，布面灰暗粗糙，容易顯現(xiàn)染疵和白星；極不成 熟的纖維紡紗困難，成紗的外觀和內(nèi)在質(zhì)量都很差。1檢驗方法有胞壁中腔對比法、氫氧化鈉膨脹法、偏振光檢驗法、氣流 儀壓差法等。胞壁中腔對比法：成熟程度不同，

6、纖維中腔寬度與胞壁 厚度比值即成熟系數(shù)也不同，把成熟系數(shù)不同的棉纖維制成相應(yīng) 的形態(tài)標樣圖。檢驗時把纖維置于顯微鏡下逐根觀察，對照標樣 圖確定成熟系數(shù)，并計算得出成熟系數(shù)的平均值。棉纖維的成熟 度好，成熟系數(shù)就大。細絨棉的正常平均成熟系數(shù)在 1.52.0。氫氧化鈉膨脹法：成熟度不同，纖維在堿液膨化作用下 呈現(xiàn)的形態(tài)變化也不同。檢驗時把纖維置于顯微鏡下，滴入 18 % 氫氧化鈉溶液，逐根觀察其形態(tài)，區(qū)分成熟和不成熟纖維，分別計算其百分率。成熟纖維經(jīng)膨化后，呈棒狀，沒有卷曲，纖維壁 總寬度等于或大于中腔寬度；不成熟纖維則具有幾乎透明的扁平 薄帶狀輪廓，或有較多折曲，纖維壁總寬度小于中腔寬度。偏振光

7、檢驗法：成熟度不同的纖維在偏振光顯微鏡中的 光程差不同，白色光產(chǎn)生的干涉色彩也不相同，可以此區(qū)別成熟 度。檢驗時將纖維置于偏振光顯微鏡中，根據(jù)所呈現(xiàn)的不同色彩， 逐根觀察區(qū)分成熟和不成熟纖維，分別計算其百分率。在一級紅 補償器的慢光方向與纖維軸平行時，成熟纖維呈橙、黃、綠色； 不成熟纖維呈透明紫、藍色。氣流儀壓差法：成熟度不同，在氣流儀上的兩種壓縮度 下氣流通過棉樣的壓力損失之差也不同，氣流儀壓差法利用這一 原理來檢測成熟度。差值愈小成熟系數(shù)愈高。影響原因棉纖維成熟度與棉花品種、生長條件等有關(guān)，特別受生長條 件的影響較大。1、品種。受品種遺傳因素的影響，棉花品種的纖維對生態(tài) 條件有嚴格的要求。

8、例如同品種在不同生態(tài)棉區(qū)種植，纖維品質(zhì) 性狀有明顯不同，故而在推廣新品種中要注意品種的適應(yīng)性。2、氣候。棉花是多次現(xiàn)蕾開花作物，收獲時間長，受水分、 溫度、日照、霜期等因素的影響大。若遇干旱缺水或陰雨低溫， 會因養(yǎng)分供應(yīng)不足而停止纖維胞壁加厚和充實其纖維素，致使成 熟度差。如伏桃和早秋桃生長時期，正是溫度和光照最為充足的 階段，即溫、光的“高能期”，有利于棉纖維的生長發(fā)育。加之 伏桃和早秋桃位于棉株中上部，透光性好，養(yǎng)分充足，纖維發(fā)育 完全。而伏前桃，處于氣溫逐步上升階段，加之位于棉株下部， 光照不足，纖維的成熟度就不夠。晚秋桃則處于氣溫不斷下降階 段，加之棉株制造的養(yǎng)分主要供給棉鈴，養(yǎng)分供需

9、矛盾突出，因 而成熟較差。吐絮期遇陰雨，易產(chǎn)生爛桃和僵瓣棉。受霜害的棉 花和拔桿后吐絮的棉花，因停止生長發(fā)育形成不成熟纖維或死纖 維。3、土質(zhì)與施肥。同一品種會因土質(zhì)、施肥、栽培技術(shù)和管 理工作水平不同而影響棉纖維成熟度。缺磷、鉀肥的纖維，成熟 度差。若肥料過多會導(dǎo)致陡長，肥料不足會造成早衰，均影響纖 維成熟度。4、病蟲害。病害有枯黃萎病、紅葉莖枯病、炭疽病、紅腐 病、紅粉病等，它使棉株枯萎衰竭，養(yǎng)分供應(yīng)受阻或停止，棉鈴 干癟，纖維僵枯。蟲害有棉鈴蟲、紅鈴蟲、金鋼鉆等，它蛀食棉 鈴后，形成爛鈴或僵瓣。5、采摘。棉鈴開裂后，需要34天，纖維和種子才完全 成熟，以裂鈴第7天，纖維成熟度最佳，這時采

10、摘最好。過早采 摘，棉纖維欠成熟；過遲采摘，降低棉花色澤和纖維表面蠟質(zhì)脂 肪。6、“五分”。在同一時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，就會使整批棉花的成熟度 降低。因此，從棉花采摘到出售，都需做好不同的棉花分摘、分 曬、分存、分軋、分售，以提升整批棉花成熟度的一致性。 與紡紗工藝、質(zhì)量的關(guān)系棉纖維的成熟度是棉纖維內(nèi)在質(zhì)量的一項綜合性指標。除長 度外，棉纖維的各項性能幾乎都與成熟度有密切的關(guān)系。正常成 熟的棉纖維精亮而有光澤，平均回潮率低，吸色性能和染色均勻 度好，天然轉(zhuǎn)曲多，彈性好，強力高。棉纖維成熟度的高低與成品質(zhì)量、紡織工藝的關(guān)系十分密切。 成熟度好的棉纖維

11、能經(jīng)受機械打擊，易清除雜質(zhì)，不易產(chǎn)生棉結(jié) 束絲，纖維間的抱合力大，成紗強力高。但過成熟的棉纖維天然 轉(zhuǎn)曲少，纖維間的抱合力小，纖維粗，單位線密度棉紗的纖維根 數(shù)少，成紗強力反而低。成熟差的棉纖維天然轉(zhuǎn)曲少，抱合力小，強力低，吸色性和染色性差，在紡紗工序中容易斷裂成短纖維或 糾纏成棉結(jié)，染色后的棉結(jié)會在織物表面上顯現(xiàn)成淡色的或白色 的斑點。因此，紡織廠需要選擇滿足紡紗質(zhì)量要求的成熟纖維， 尤其需要控制未成熟纖維的百分率以確保成續(xù)的質(zhì)量。在棉花貿(mào) 易中，成熟度指標也越來越被貿(mào)易雙方重視。棉纖維成熟系數(shù)試驗方法A中腔胞壁對比法（GB/T60992008）（1）實驗原理根據(jù)棉纖維中腔寬度與胞壁厚度的比

12、值來測定棉纖維的成 熟系數(shù)。（2）主要儀器和工具生物顯微鏡、鑷子、載玻片和蓋玻片等。（3）整理棉束用手扯法整理成一端整齊的小棉束約4-6mg，且梳去游離纖 維和短纖維。（4）制片在載玻片邊緣粘上一些膠水，把整理整齊的棉束均勻排列在 載玻片上，棉纖維根數(shù)不少于180根。（5）試驗用400倍顯微鏡沿載玻片逐根觀察，根據(jù)中腔胞壁比值確定 纖維成熟系數(shù)，結(jié)果見表1（表內(nèi)結(jié)果為平均值，下同）。（6）試驗次數(shù)每根試驗棉條測試兩個試驗試樣，每個試驗室樣觀測應(yīng)不低 于180根纖維，兩個試樣試驗結(jié)果的差值符合標準精密度要求。B氫氧化鈉測定法（1）實驗原理棉纖維經(jīng)18%氫氧化鈉溶液處理膨脹后，用顯微鏡逐根觀 察棉

13、纖維胞壁厚度與最大寬度的比值及纖維形態(tài)來測定棉纖維成熟 度。（2）主要儀器和工具生物顯微鏡、氫氧化鈉溶液（18+0.2）%、載玻片、蓋玻片 等。（3）樣品制備同方法A，且棉纖維根數(shù)不少于100根。（4）實驗正常纖維：經(jīng)18%氫氧化鈉溶液膨脹后，中腔呈不連續(xù)或幾 乎沒有任何中腔痕跡的棒狀纖維，沒有輪廓分明的轉(zhuǎn)曲。死纖維：從無轉(zhuǎn)曲、很少轉(zhuǎn)曲或幾乎沒有纖維胞壁的扁平帶 狀到胞壁稍有發(fā)育、轉(zhuǎn)曲較多等各種形態(tài)。纖維胞壁的厚度等于 或小于纖維最大寬度的1/ 5。（5）結(jié)果分析計算成熟度比（M）:M= （N-D）/200+0.70試中N為正常纖維的平均百分率（%）； D為死纖維的百分率（%）。成熟度比低于0.8時，屬于未成熟棉纖維。過成熟纖維（呈圓形棒狀，無中腔，無轉(zhuǎn)曲或少有轉(zhuǎn)曲）、成 熟