棉株長在農(nóng)田，棉鈴是其果實(shí)，內(nèi)含種籽，籽上長著棉纖維.從棉鈴摘取后，經(jīng)過軋棉機(jī)加工去掉棉籽，留下的棉纖維就原棉，原棉經(jīng)過打包后，送往紡織廠加工制成紗.我國盛產(chǎn)棉花，產(chǎn)量約居各國之首.世界各國栽培的棉種主要有兩種：1細(xì)絨棉.我國有98%的棉田種植,產(chǎn)量高，質(zhì)量也好.纖維長度23?33mm，細(xì)度1.5?2dtex，天然轉(zhuǎn)曲50?80轉(zhuǎn)/cm，可紡制10?60tex的紗;2長絨棉.產(chǎn)量稍低,質(zhì)量?jī)?yōu)良，纖維長度33?45mm，細(xì)度1.2?1.4dtex天然轉(zhuǎn)曲80~120轉(zhuǎn)/cm，可紡5?12tex的紗.原棉根據(jù)其成熟度，色澤特征和軋工優(yōu)劣評(píng)級(jí).細(xì)絨棉分為七個(gè)級(jí)，三級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí),七級(jí)以下為級(jí)外棉;長絨棉分為五個(gè)級(jí).每只棉包都刷上嘜頭，例如標(biāo)志427的意義是:4表示原棉品級(jí)，27表示棉纖維手扯長度(mm)，???表示鋸齒棉,即由鋸齒軋棉機(jī)加工而成的，若是皮輥棉，則不使用任何符號(hào).棉纖維的成熟度與生長的自然環(huán)境和收花期有關(guān)，它決定了纖維的細(xì)度，色澤，強(qiáng)力和彈性.正常成熟的纖維截面大,顏色白，強(qiáng)力高,彈性好.天然轉(zhuǎn)曲多.工廠常采用中腔胞壁對(duì)比法來檢驗(yàn)纖維成熟度.原棉的含濕量用含水率表示，而化纖，紗，布的含濕量用回潮率表示.雜質(zhì)是指混在原棉內(nèi)非纖維物質(zhì)，例如棉籽，鈴殼，枝葉等碎屑，砂泥或煤屑，小金屬物，包皮碎片等.原棉中的雜質(zhì)會(huì)影響用棉量和紗布質(zhì)量.國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了原棉的含雜率;鋸齒棉為2.5%，皮輥棉為3%.棉結(jié)是若干根纖維糾纏在一起形成的小結(jié)，一般有兩種：1纖維結(jié)，它純由纖維形成,其中以下成熟纖維和死纖維形成者占多數(shù).結(jié)的生成也與纖維細(xì)度和加工方法有關(guān)，例如細(xì)纖維的彎曲剛度差，易被搓成纖維結(jié).2籽殼結(jié):由纖維和其它雜質(zhì)，如籽，葉,枝的碎屑共同組成.原棉中的棉結(jié)，大都在機(jī)械摘棉和劇烈軋棉過程中產(chǎn)生的?棉結(jié)數(shù)量一般在清棉車間會(huì)有所增加，而在梳棉車間會(huì)有所減少.棉結(jié)不僅在紗上產(chǎn)生明顯的粗節(jié)，而且在布面上形成斑點(diǎn).塵屑是指那些能懸浮在空氣中的物質(zhì)微粒.原棉中的塵屑大多由加工造成.其中有50%?80%的纖維碎屑和碎葉皮屑,10%?25%的水溶性物質(zhì).塵屑大多存在原棉中或粘附在纖維上.塵屑污染工作環(huán)境，危害工作健康,加速機(jī)件磨損.部份蘇丹的棉纖維肯膠粘物----蜜露(但不是經(jīng)常有的)，它是棉蟲的排泄物，屬醣類，性粘，能溶于溫水.蜜露在干燥狀態(tài)下呈硬物，但在紡紗生產(chǎn)過程中因溫，濕度增高而軟化成粘性物，粘附或聚積在機(jī)件上導(dǎo)致纏繞,使生產(chǎn)不能正常進(jìn)行.故這類原棉在使用前需經(jīng)預(yù)處理，例如將醣化霉溫水噴灑在初步松解的原棉上，靜置24h后使用.棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)1棉纖維的截面形態(tài)結(jié)構(gòu)成熟正常棉纖維，截面是不規(guī)則的腰圓形，中有中腔.示成熟的棉纖維,截面形態(tài)極扁，中腔很大,過成熟棉纖維.截面呈圓形，中腔很小.棉纖維的截面由外至內(nèi)主要由初生層,決生層和中腔三個(gè)部份組成.初生層是棉纖維在伸長形成的初生細(xì)胞壁，它的外皮是一層極薄的蠟質(zhì)與果膠.初生層很薄，纖維素含量也不多.纖維素在初生層中呈螺旋形網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu).次生層是棉纖維在加厚期淀積而成的部分，幾乎都是纖維素.由于每日溫差的關(guān)系,大多數(shù)棉纖維逐日淀積一層纖維素.形成了棉纖維的日輪.纖維素在次生層中的淀積并不均勻,以束狀小纖維的形態(tài)與纖維軸傾斜呈螺旋形(螺旋角約為250?300)，并沿纖維長度方向有轉(zhuǎn)向.這是使棉纖維具有天然轉(zhuǎn)曲的原因.次生層的發(fā)育加厚情況決于棉纖維的生長條件，成熟情況，它定了棉纖維的主要物理性質(zhì).棉纖維生長停止后遺留下來的內(nèi)部空隙就是中腔，同一品種的棉纖維，外周長大致相等，次生層厚時(shí)中腔就小，次生層薄時(shí)就大.中腔內(nèi)留有少數(shù)原生質(zhì)和細(xì)胞核殘余，它對(duì)棉纖維顏色有影響.2棉纖維縱向形態(tài)：棉纖維具有天然轉(zhuǎn)曲，它的縱面呈不規(guī)則的而且沿纖維長度不斷改變轉(zhuǎn)向的螺旋形扭曲.成熟正常的棉纖維轉(zhuǎn)曲最多.未成熟棉纖維呈薄壁管狀物,轉(zhuǎn)曲少.過成熟棉纖維呈捧狀，轉(zhuǎn)曲也少.棉纖維單位長度中扭轉(zhuǎn)半周，即1800的個(gè)數(shù)稱為轉(zhuǎn)曲數(shù).一般長絨棉的轉(zhuǎn)曲數(shù)多于細(xì)絨棉，細(xì)絨棉的轉(zhuǎn)曲約為39?65個(gè)/cm.天然轉(zhuǎn)曲使棉纖維具有一定的抱合力，有利于紡紗工藝過程的正常進(jìn)行和成紗質(zhì)量的提高，但轉(zhuǎn)曲反向次數(shù)多的棉纖維強(qiáng)度較低棉纖維的組成一棉纖維素棉纖維素是一種碳水化合物，是在棉花長生過程中由二氧化碳和水經(jīng)過光合作用而形成的.經(jīng)過元素定量分析，得知纖維素是由碳素(C),氫(H),氧(O)三元素組成，其組成比例為碳44.4%,氫6.2%,氧49.4%.纖維素的分子式可以寫成(C6H10O5)n,其中n為聚合度,是指一個(gè)纖維素分子中含有的基本單元即(C6H10O5)的個(gè)數(shù).棉纖維素的分子量和聚合度并不是一個(gè)分子都是一樣的，這是高分子化合物的特征之一,稱為不均勻性或多分散性.有關(guān)資料上所載棉纖維素的分子量和聚合度是指一個(gè)樣品中很多分子的平均值.棉纖維素的聚合度越高，分子量越大，棉纖維的某些物理機(jī)械性能也就越好.根據(jù)棉纖維素在一定濃度的氫氧化溶解的不同情況，通過分離，可以得到聚合度和某些性質(zhì)不同的纖維素，分別稱為a一纖維素P一纖維素y一維生素.a一纖維素:是在室溫(20。。下不溶于17.5%氧化溶液中的素，其聚合度在150以上.P一纖維素:是在室溫(20。。下能溶于17.5%氧化溶液,再用醋酸中和沉淀出來的素，其聚合度在15?150.Y一維生素:是在室溫(20。下能溶于17.5%,氧化溶液,再用醋酸中和亦不沉淀的素，其聚合度在15以下.P一纖維素和？一維生素也可以概括稱為半纖維素，又叫氧化纖維素或水解纖維素.成熟度不好的棉纖維,半纖維素含量較高，則a一纖維素含量相對(duì)降低.所以用作軍工或化工原料的棉短絨需要經(jīng)過化驗(yàn).a一纖維素的含量越高，原料的利用率就越高.二棉纖維素伴生物棉纖維素伴生物除天然有色棉的色素由于含量極微和一小部份其它物質(zhì)尚未查明外，主要有下列幾類.(一)脂肪和蠟質(zhì)棉纖維表面含有層脂肪和蠟質(zhì)，其含量隨棉纖維成熟程度提高而降低.它能保護(hù)棉纖維不易受潮并增潤棉纖維的光澤，含量適當(dāng)時(shí)在紡紗過程中能起潤滑作用，但它防礙棉纖維及其制品的著色能力.用乙醚，酒精和堿溶液解可以把它除去.果膠物質(zhì)用水抽提棉纖維而得到的水溶液性物質(zhì)主要為果膠物質(zhì)，所以也稱為水溶物，果膠物質(zhì)會(huì)防礙棉纖維的毛細(xì)管作用，除去果膠物質(zhì)后的棉纖維吸濕性高.含氮物質(zhì)主要是蛋白質(zhì)和其它含氮的化合物.隨著棉纖維成熟度的提高.含氮物質(zhì)含量則降低.把棉纖維放在水中加熱或用堿液蒸煮即可除去.糖類物質(zhì)是指多縮戊糖，在棉纖維中含量不多，用乙醚和熱水抽取了脂肪,蠟質(zhì),有色物質(zhì)以后剩下的能溶于稀堿溶液的物質(zhì)，統(tǒng)稱為糖類物質(zhì).它是以多縮戊糖為主，還有多縮已糖和多縮醛糖等的混合物.因?yàn)樗鼈兌紝儆诙嗵穷?有著相似的化學(xué)性質(zhì)，很難分離,因此在用化學(xué)分析方法測(cè)定時(shí)都按多縮戊糖計(jì)算.含糖較多的棉纖維在紡紗過程中容易引起繞羅拉,繞皮輥，繞皮圈等現(xiàn)象,影響紡紗工藝及產(chǎn)品質(zhì)量.灰分棉纖維在生長過程中伴有灰分.它是鐵，鈣，鎂.鈉,鉀等金屬元素氧化物的總稱.棉纖維成熟度越高，灰分含量越低.軍工和化工用的棉短絨化驗(yàn)灰含量，具有重要意義.棉纖維的主要性能1長度：棉纖維的長度主要取決于棉花的品種，生長條件和初加工.通常細(xì)絨棉的手扯長度平均為23?33mm，長絨棉為33?45mm.棉纖維的長度與紡紗工藝及紗線的質(zhì)量關(guān)系十分密切.一般長度越長，且長度整齊度越高，短絨越少，可紡紗越細(xì)，紗線條干越均勻,強(qiáng)度高，且表面光潔，毛羽少.2線密度：棉纖維的線密度(細(xì)度)指針是指纖維單位長度的重量.特克斯(tex)是我國線密度的法定計(jì)量單位名稱，是指1000米長纖維的重量以克表示.其計(jì)算式如下;Ntex=(G/L)X1000(2-1)式中:Ntex一線密度(tex);L一纖維長度(m)G一纖維重量(g)特克斯(tex)的千分之一，十分之一和一千倍分別稱為毫特(mtex),分特(dtex)和千特(ktex).以往曾以公制支數(shù)作為棉纖維的細(xì)度指標(biāo).公制支數(shù)是指每毫克棉纖維所具有的長度毫米數(shù)，其計(jì)算式為:Nm=L/G(2-2)式中:Nm—公制支數(shù);L一纖維長度(mm)G一纖維重量(mg)棉纖維的線密度主要決于棉花品種，生長條件等.一般長絨棉較細(xì)，為1.11?1.43dtex(9000?7000公支)，細(xì)絨棉較粗，約1.43?2.22dtex(7000?4500公支).在成熟正常的情況下，棉纖維的線密度小，有利于成紗強(qiáng)力和條干均勻度，可紡線密度低的紗.如果由于成熟差而造成的纖維線密度小，如未成熟，死纖維等,在加工過程中容易扭結(jié)，折斷，形成棉結(jié),短纖維，對(duì)成紗品質(zhì)有害.3吸濕性：表示吸濕性的指標(biāo)是回潮率.回潮率是指材料所含水分的材料干量的百分率，其計(jì)算式如下:W=(G-G0)G0X100(%)2-3)式中:W一回潮率(%)G0—材料干量(g)G一材料濕量(g)我國原棉的回潮率一般在8%?13%.原棉含水的多少會(huì)影響重量，用棉量的計(jì)算及以后的紡紗工藝.回潮率太高的原棉不易開松除雜，影響開清棉工序順利進(jìn)行，還容易扭結(jié)成“羅卜絲”回潮率太低則會(huì)產(chǎn)生靜電現(xiàn)象,造成繞羅拉,繞皮輥，紗條中纖維紊亂,紗的條干不均勻等.目前我國很多地方原棉的含水多少仍沿用含水率這個(gè)指標(biāo).含水率是指原棉中所有含水分重量占原棉濕量的百分率.其計(jì)算如下:M=(G-G0)/GX100(%)(2-4)我國規(guī)定原棉的標(biāo)準(zhǔn)含水率為10%.4強(qiáng)伸性：棉纖維的強(qiáng)伸性通常可用拉伸斷裂強(qiáng)力或比強(qiáng)度,斷裂長度伸長率表示.拉伸斷裂強(qiáng)力是纖維拉伸到斷裂時(shí)所需的最大外力P,單位是牛頓(N).由于纖維的細(xì)度影響纖維的強(qiáng)力,為了比較不同粗細(xì)纖維的拉伸性質(zhì)，可將其換算到單位線密度纖維所能承受的最大外力,即斷裂比強(qiáng)度Pt,單位為牛每特(N/tex)，計(jì)算式如下:Pt=P/Ntex(2-5)斷裂長度是以長度形成式表示的強(qiáng)度指標(biāo).它的物理意義是設(shè)想纖維頭尾銜接懸吊起來,直到它因自身重力而斷裂時(shí)的長度，也就是重力等于強(qiáng)力時(shí)的纖維長度，棉纖維在紡織加工過程于中不斷受到外力作用，一定的強(qiáng)度是纖維具有紡織加工性能的必備條件之一,并且纖維強(qiáng)度越高紡得的紗線也越高.棉纖維的強(qiáng)度主要取決于纖維的品種,粗細(xì)等.一般細(xì)絨棉的斷裂長度均為20?30km,長絨棉更高一些.棉纖維的濕強(qiáng)度增加2%?10%.棉纖維的斷裂伸長率是指纖維拉伸到斷裂時(shí)的伸長與原長的比值的百分率.計(jì)算式如下:e=(La-Lo)/LOX100(%)(2-6)式中s為斷裂伸長率(%);La為拉伸斷裂時(shí)的纖維長;LO為拉伸前纖維表度(原長).棉纖維的斷裂伸長率為3%?7%.5化學(xué)穩(wěn)定性：由于棉纖維的主要組成物質(zhì)是纖維素，所以它較耐堿而不耐酸.酸會(huì)促使纖維素水解,使大分子斷裂，從而破壞棉纖維.稀堿溶液在常溫下處理棉纖維不發(fā)生破壞作用,但會(huì)使棉纖維膨化.棉纖維在一定濃度的氫氧化鈉溶液或液氨中處理后,纖維橫向膨化，從而截面變圓,天然轉(zhuǎn)曲消失，使纖維呈絲一般的光澤,如果膨化的同時(shí)再給予拉伸，則在一定程度上改變纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而可提高纖維強(qiáng)力.這一處理稱為絲光.濃堿高溫對(duì)棉纖維可能起破壞作用.6成熟度：棉纖維中細(xì)胞壁的增厚程度,即棉纖維生長成熟的程度稱為成熟度.隨著成熟度的增加，細(xì)胞壁增厚，中腔變小，棉纖維在生長期內(nèi)，如果受到病，蟲,霜等的侵害就會(huì)影響纖維的成熟度.棉纖維的成熟度幾乎與各項(xiàng)物理性能都有密切關(guān)系.成熟正常的棉纖維，天然轉(zhuǎn)曲多，抱合力大，彈性好,有絲光，對(duì)加工性能和成紗質(zhì)量都有益.成熟正常差的棉纖維，線密度小,強(qiáng)力低，天然轉(zhuǎn)曲少，抱合力差，吸濕較多,且染色性和彈性較差，加工中經(jīng)不起打擊，容易糾纏成棉結(jié).過成熟的棉纖維天然轉(zhuǎn)曲少，纖維偏粗，也不利于成紗強(qiáng)力.成熟度與纖維各項(xiàng)物理性能關(guān)系很大,因此成熟度能綜合地反映棉纖維的內(nèi)在質(zhì)量.表示成熟度的指標(biāo)常用的有成熟系數(shù)，成熟度比和成熟纖維百分率.成熟系數(shù)是根據(jù)棉纖維中腔寬度與胞壁的比值訂出的相應(yīng)數(shù)值，如表2-1所示.成熟系數(shù)越大，表示棉纖維越成熟.一般正常成熟的細(xì)絨棉平均成熟系數(shù)為1.5?2.0左右.成熟系數(shù)在1.7?1.8時(shí)，對(duì)紡紗工藝和成紗質(zhì)量都較理想.長絨棉的成熟系數(shù)如用同樣的腔寬壁厚比值來看要較細(xì)絨棉高些，通常為2.0左右.表2-1成熟系數(shù)與腔寬壁厚比值對(duì)照表成熟系數(shù)0.00.250.500.751.01.251.501.752.0腔寬壁厚比值a/b30~2221~1312~98~65432.52成熟系數(shù)2.252.502.753.03.253.503.754.05.0腔寬壁厚比值a/b1.510.750.50.330.20不可察覺不可察覺成熟度比是纖維胞壁增厚對(duì)任意選定等于0.577的標(biāo)準(zhǔn)增厚之比.纖維胞壁增厚度是纖維胞壁的實(shí)際截面積對(duì)具有相同周長的圓面積之比.成熟度比值為1時(shí)，說明纖維成長率度良好.低于0.8時(shí)，說明纖維未成熟.成熟纖維百分率是一批纖維中,成熟纖維占批纖維根數(shù)的百分率.棉花質(zhì)量要求和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)一棉花質(zhì)量要求：1品級(jí)GB1103-1999規(guī)定棉花根據(jù)其成熟程度,色澤特征，軋工質(zhì)量，棉花品級(jí)分成七級(jí)，即一至七,三級(jí)為品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)級(jí),七級(jí)以下為級(jí)外棉.根據(jù)品級(jí)條件和品級(jí)參考指針，制作品級(jí)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn).品級(jí)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)為基本標(biāo)準(zhǔn)和紡制標(biāo)準(zhǔn).皮輥棉,鋸齒棉紡制標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)定棉花品級(jí)的依據(jù)，各級(jí)實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)都是底線.黃棉，灰棉，拔桿剝桃棉，由各產(chǎn)棉省,自治區(qū),直轄市參照基本標(biāo)準(zhǔn)副本的品級(jí)程度制作參考棉樣,最高品級(jí)不高于四級(jí).2長度：棉花纖維長度以1mm為級(jí)距，分為25mm，包括25.9mm及以下26mm，包括2