第二章--天然纤维素纤维.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 天然纤维素纤维,本章要点：,熟悉天然纤维素纤维的主要品种；,了解棉、麻纤维的生长及种类；,掌握棉、麻纤维的组成、形态结构及主要性能；,了解棉、麻纤维的初加工；,了解竹纤维的性能及开发应用；,第一节 棉纤维,第一节 棉纤维,一、棉纤维的形成,棉纤维生长的三个周期:,伸长期,/,加厚期/转曲期,几个概念：,天然转曲：,棉铃裂开后吐絮，棉纤维与空气接触，纤维内水份蒸发，胞壁发生扭转，形成不规则的螺旋形，称为天然转曲,短绒：,在开花第三天后从胚珠表面细胞层所发生的纤维初生细胞，往往不久即停止发育，最后成为附在种籽表面的短绒,棉纤维的主要组成物质是,纤维素,。化学结构式为(C,6,H,10,O,5,)n,正常成熟的棉纤维纤维素含量约为94%。此外还有少量的多缩戊糖、蜡质、蛋白质、脂肪、水溶性物质，灰分等伴生物。,伴生物的存在对棉纤维的加工使用性能有较大的影响。,二、棉纤维的主要组成物质,三、棉纤维的形状结构,1.棉纤维的截面形态结构,正常成熟的棉纤维，截面是,不规则的腰圆形，有中腔,。,未成熟的棉纤维，截面形态极扁，中腔很大；,过成熟的棉纤维，截面呈圆形，中腔极小。,成熟正常的棉纤维转曲最多；,未成熟的棉纤维呈薄壁管状物，转曲少；,过成熟的棉纤维呈棒状，转曲也少。,转曲数,：棉纤维单位长度中扭转半周即180度的个数称为转曲数。一般长绒棉的转曲数多于细绒棉，细绒棉的转曲数约为3965个/cm。,天然转曲使棉纤维具有良好的抱合力，有利于纺纱工艺过程的正常进行和成纱质量的提高。但转曲反向次数过多的棉纤维强度较低。,优点：,棉纤维细长柔软，吸湿性好、耐强碱、耐有机溶剂、耐漂白剂以及隔热耐热，是最大宗的天然纤维。其不仅可以方便地进行各种染色和纺织加工，而且可进行,丝光,处理，或其他改性处理，以增加纤维的光泽、可染性及抗皱性等。,缺点：,弹性和弹性恢复性较差、不耐强无机酸、易发霉、易燃。,四、棉纤维的特性,丝光,：棉纤维在一定浓度的氢氧化钠溶液或液氨中处理后，纤维横向膨化，从而截面变圆，天然转曲消失，使纤维呈现丝一般的光泽。如果膨化的同时再给予拉伸，则在一定程度上可改变纤维内部结构，从而可提高纤维强力。,1.按品种分：,细绒棉（陆地棉）/长绒棉（海岛棉）/粗绒棉（亚洲棉）/草棉（非洲棉）,；,2.按棉花色泽分,:,白棉、黄棉和灰棉。,3.按初加工方法分,:,锯齿棉和皮辊棉,。,轧花：,原棉（皮棉）：,衣分率：,五、棉纤维的分类,锯齿棉,皮辊棉,对纤维作用,剧烈，纤维损伤较大,缓和，纤维损伤小,外观形态,松散,薄片状,主体长度及整齐度,主体长度短，整齐度较高,长，低、短绒没法去除,除杂设备,有排杂、排僵设备,无排杂设备,轧工疵点,多，如棉结、索丝等,少，有黄根,适宜加工,细绒棉,长绒棉产量,高,低,1.能抗虫的棉花品种,2.能抗除草剂的棉花品种,3.彩色棉,定义：是指天然生长的非白色棉花。,是纤维细胞发育过程中色素沉积的结果，是白色棉纤维色素基因变异的类型。,特点,：回避染色加工，减少环境污染和能源消耗；色调偏深、暗；产量低、衣分率低、非纤维素成分含量高、纤维长度偏短、强度偏低、可纺性差等。彩色棉纤维长度一般为2025mm，中段线密度为2.54.0dtex。,六、棉的其他品种,4.木棉,（1）属果实纤维；,（2）形态结构,截面为圆形或椭圆形，薄壁、大中空结构；纵向呈薄壁圆柱形，表面有微细凸痕，无转曲。,（3）木棉的基本性能,木棉纤维块体浮力好,强力较低，伸长能力小,吸湿性好于棉,耐酸碱性较好,上染率比棉纤维低,虽不适于单纤维纺纱，但可以混纺，尤其是作为絮填隔热吸声材料和浮力救生材料极佳,七、棉纤维的主要性能,1.长度,(1)影响棉纤维长度的主要因素,棉纤维的长度主要取决于,棉花的品种，生长条件和初加工,。,通常细绒棉的手扯长度均为2333mm，长绒棉为3345mm,(2)棉纤维的长度与纺纱工艺及成纱质量关系,一般长度越长，且长度整齐度越高，短绒越少，可纺纱越细，纱线条干越均匀，强度高，且表面光洁，毛羽少。,2.线密度(细度),（1）我国棉纤维的线密度检验现采用,中段称重法和气流测定,法,。,由于气流测定法快速、简便、代表性强，故已广泛应用于国产细绒棉。长绒棉和部分外棉则尚用中段称重法。,(2)影响棉纤维线密度的因素,棉纤维的线密度主要取决于,棉花品种、生长条件,等。一般长绒棉较细，为1.111.43dtex（90007000公支），细绒棉较粗，约1.432.22dtex（70004500公支）。,(3)棉纤维的线密度（细度）与纺纱工艺及成纱质量关系,在成熟正常的情况下，棉纤维的线密度小，有利于成纱强力和条干均匀度，可纺线密度低的纱。,3.吸湿性,（1）我国原棉的回潮率一般在,8%13%,（2）我国规定原棉的标准含水率为,10%,（3）回潮率与纺纱工艺的关系,原棉含水的多少会影响重量、用棉量的计算及以后的纺纱工艺。回潮率太高的原棉不易开松除杂，影响开清棉工序的顺利进行，还容易扭结成“萝卜丝”。回潮率太低则会产生静电现象，造成绕罗拉、绕皮辊、纱条中纤维紊乱、纱的条干不均匀等,4.化学稳定性,由于棉纤维的主要组成物质是纤维素，所以它,较耐碱而不耐酸,。,5.成熟度,(1)成熟度的定义,棉纤维中细胞壁的增厚程度，即棉纤维生长成熟的程度称为,成熟度,。,(2),棉纤维的成熟度与其他物理性能的关系,成熟正常的棉纤维，天然转曲多，抱合力大，弹性好，有丝光，对加工性能和成纱品质都有利。,成熟度差的棉纤维，线密度较小，强力低，天然转曲少，抱合力差，吸湿较多，且染色性和弹性较差，加工中经不起打击，容易纠缠成棉结。,过成熟的棉纤维天然转曲少，纤维偏粗，也不利于成纱强力。,成熟度能综合反映棉纤维的内在质量,。,(3)表示成熟度的指标-,成熟系数。,成熟系数是根据棉纤维中腔宽度与胞壁厚度的比订出的相应数值。,成熟系数越大，表示棉纤维越成熟。一般正常成熟的细绒棉平均成熟系数为1.52.0左右。成熟系数在1.71.8时，对纺纱工艺和成纱质量都较理想。长绒棉的成熟系数如用同样的腔宽壁厚比值来看较细绒棉高些，通常为2.0左右。,6.马克隆值,国际标准中用马克隆气流仪来测定棉纤维的细度，以克隆值来表示。,马克隆值是指每英寸长棉纤维重量的微克数。马克隆值是反映棉花成熟程度和细度的综合指标，马克隆值越大，棉纤维越粗，同时也反映棉纤维成熟度较高。,我国国标中也采用马克隆值来测定棉纤维细度。国家标准把马克隆值分为A、B、C三级。A级：3.74.2；B级：3.53.6、4.34.9；C级：3.4及以下、5.0及以上。,测定马克隆值的仪器是Y145,（或Y175）气流仪。,7.强伸性,湿强比干强增加2%-10%,8.弹性,弹性较差,9.耐热性,一般,10.染色性,较好,11.防霉变性,不好,八、原棉检验,原棉检验的目的：,原棉检验是为了充分掌握原棉的性能及其与成纱质量的关系，以达到合理使用原棉，提高成纱产量与质量的目的。,特别是新棉上市与使用外棉，要认真调查研究，掌握它的性能，采取相应措施。所以原棉检验是棉纺厂的一项重要工作。,1.原棉检验的方法：,根据我国的经验，原棉抽检验采用手感目测、仪器检验和单批（单唛）试纺三者结合的方法进行。,2.手感目测,是依靠人们的感官，如手扯、手摸、眼看、耳听等，根据个人长期积累的经验来检验原棉的各种性能。,特点：,优点检验面广，代表性大，速度快，更重要的是能检验目前工厂中尚不能以一般仪器来检验的性质，如柔软度、抱合力、色泽等。,缺点检验结果因人、因条件而异，且一般无具体数据表示。,3.仪器检验,-是利用仪器来测量原棉的各种性能，如长度、线密度、强力、成熟度、含水、含杂等。,特点：,优点-它可得出原棉各项性能的具体指标，比较客观、科学。,缺点-但由于试样少，故代表性差，检验速度慢，还存在试验误差和仪器误差，试验项目还有局限性。,4.单批（单唛）试纺,-是将单一批号（唛头）的原棉小量试纺成纱后，根据成纱质量和试纺中的生产情况正常与否，掌握该原棉的性能。,特点：,优点-其结果对生产具有直接参考价值。,缺点-但费时费力。由于纺纱条件不同，与实际大面积生产有时也有一定差距。,手感目测、仪器检验和单批（单唛）试纺三结合的方法可以取长补短，相互核对，从而做到正确掌握原棉。,三结合的具体内容包括业务检验、物理性能检验、逐包检验等三个检验以及单批（单唛）试纺，必要时还可以进行成分试纺。,业务检验包括：分级、手扯长度、含水、含杂检验等内容。,物理性能检验包括：长度、线密度、强力、成熟度检验等内容，另外还要进行疵点检验和含糖检验等。,逐包检验是把发进车间的每一包原棉，使用前逐包进行手感目测检验，如发现异常应另行处理。,(一）业务检验,在原棉的工商交接验收时，需对棉花品质进行综合评定，这一工作称为,业务检验。,根据其四项检验中的,品级和手扯长度确定价格，含水和含杂确定原棉重量,（1）取样(扦样),在进行检验前需先取样。,取样的原则是随机抽取。,按批检验抽样,：,数量按包数10%抽样。,每包抽取约300g，形成批样。回潮率批样（100 g/包）要密闭。,逐包检验抽样（针对大包型）：用专用取样装置在每个棉包两侧中部切取两个切割样品260105(或124)mm，重量不少于125g。,（2）品级检验,品级,是原棉品质优劣的一个综合性指标，反映棉纤维的内在质量。品是品质，级是级别。,品级划分依据：,成熟程度、色泽特征、轧工质量,分级情况：,细绒棉,分七级，一级至七级（无级外棉）。,三级为标准级，,一级至五级为纺用棉。,长绒棉分为一至五级，三级为品级标准级，五级以下为级外棉。,彩棉分为一至三级，二级为品级标准级，三级以下为级外棉,。,品级标准,分为,文字标准和实物标准,评级方法,：在分级室内人工模拟昼光光线或北窗射入的正常光线下，手持棉样，在实物标准旁逐样对照，决定棉样品级。,。,黄棉、灰棉、剥桃棉等成熟度差、光泽呆滞、强力低、缺乏弹性，不得超过四级。,（3）手扯长度检验,将品级检验后棉样用手扯的方法整理成没有丝团杂质，纤维平直，一端平齐的小棉束，放在黑绒板上，量取平齐端到另一端不露黑绒板处的距离即为手扯长度。,手扯长度的量度单位是毫米，在业务检验中以1mm间距分档，分为7个级。,五级花长度长于27mm时，按27mm计。六级、七级棉花长度均按25mm计。,长绒棉则分为33mm、35mm、37mm三档。,（4）含水检验 测定原棉的回潮率或含水率。常用的方法是电测法和烘箱法,（5）含杂检验 原棉中含有的非纤维性物质及其着生的纤维，如沙土、枝叶、铃壳、虫屎、虫尸、棉籽、破籽、不孕籽、带纤维籽屑、软籽表皮等称为杂质。,原棉含杂多少以含杂率表示。含杂率是指原棉中所含杂质的重量占原棉重量的百分率。其计算式如下：,I=Gi/G100（%）,式中：I原棉含杂率（%）,Gi杂质重量（g）,G原棉重量（g）,我国规定原棉标准含杂率，皮辊棉为3%，锯齿棉为2.5%。实际含杂率不足或超过时，原棉重量除应按标准含水率折算外，还要同时按标准含杂率折算。其折算公式为：,九、原棉质量标识和刷唛格式,1、质量标识：为了交接和使用上的方便，每批原棉在品级、手扯长度等决定之后，规定将其以代号形式刷在棉包上，称为原棉质量标识或唛头代号。,它是按棉花类型、品级、长度级、马克隆值级顺序表示。6、7级棉花不标马克隆值级。,类型代号：黄棉以Y标示；灰棉以G标示；白棉不做标示。,品级代号：一级至七级用“1”“7”标示。,长度级代号：25mm至31mm用“25”“31”标示,马克隆值级代号：A、B、C级，分别A、B、C标示。,皮辊棉、锯齿棉代号：皮辊棉在质量标识下方划横线，锯齿棉不做标示。,2、刷唛格式,棉包一般为重约220Kg的大包，刷唛格式规定如下：,产地：刷省（区、市）、县（市）,加工单位：刷轧花厂全称,质量标识：按国家规定标准执行,批号：按规定的代码表示产地、产区、年份等,包号：所在批次的棉包编号,毛重：刷棉包实际称见重量，单位为公斤，精确到小数点后一位。,生产日期：,第二节 麻纤维,一、分类：,韧皮纤维（软质纤维）：,苎麻，亚麻，黄麻，大麻，罗布麻等,叶纤维（硬质纤维）：,剑麻，蕉麻,二、麻纤维的初步加工,目的：从韧皮或叶子中取出纤维；包括剥制和脱胶。,脱胶的方法主要有：微生物脱胶和化学脱胶。,脱胶程度：全脱胶和半脱胶。,工艺纤维：又称束纤维。,亚麻、黄麻等单纤维很短，不能采用单纤维纺纱，而是以许多植物单细胞藉胶质粘合集束作为纺纱用纤维，称为工艺纤维。,麻纤维的主要组成是,纤维素,，其含量视麻的品种而定,一般约占6080。其中苎麻，亚麻的纤维素含量略高。黄麻等则低些。,除纤维素外还有木质素、果胶、脂肪及蜡质、灰分和糖类物质等。,三、麻纤维的基本组成,四、麻纤维的特性,麻纤维的吸湿性好、强度高、变形能力小，纤维以挺爽为特征；,苎麻原产中国，有,中国草,之称，也以我国产量最多。,其品质优良，有较好的光泽，呈青白色或黄白色。苎麻织物宜作夏季面料和西装面料，也是抽纱、刺绣工艺品的优良用布,五、苎麻(中国草),1.苎麻纤维结构,纵向外观为圆筒形或扁平形，没有转曲，纤维外表面有的光滑，有的有明显的条纹，纤维头端钝圆；,横截面为椭圆形，且有椭圆形或腰圆形中腔，胞壁厚度均匀，有辐射状裂纹。,2.苎麻纤维的主要性能,1）纤维规格：可单纤维纺纱,2）断裂比强度与断裂伸长率：强度是天然纤维中最高的，伸长率较低。,3）初始模量：较高,4）弹性：弹性恢复性较差，苎麻织物抗皱性和耐磨性较差。,5）具有较强的光泽,6）吸湿性：具有非常好的吸、放湿性能,7）耐酸碱性：较耐碱不耐酸,8）耐热性：耐热性好于棉,9）染色性：较好,亚麻对气候的适应性强，种植区域很广。原苏联的产量最多，我国主要产地是黑龙江、吉林等省。亚麻品质也较好。脱胶后呈淡黄色。用途较广，除服装和装饰用外，亦可用于水龙带等工业用布。,六、亚麻,1.亚麻纤维形态结构,纵向中间粗，两端尖细，中空，两端封闭无转曲；,中部纤维截面为多角形，纤维细胞壁厚,2.亚麻纤维主要性能,1）纤维规格：工艺纤维纺纱,2）断裂比强度与断裂伸长率：有较好的强度，伸长率较低。,3）初始模量：较高,4）具有较好的光泽,5）吸湿性：具有很好的吸、导湿性能,6）抗菌性：对细菌具有一定的抑制作用,七、黄麻,1.黄麻纤维形态结构,纵向光滑，无转曲，富有光泽；,横截面一般为五角形或六角形，中腔为圆形或椭圆形，且中腔的大小不一致；,2.黄麻纤维主要性能,1）纤维规格：工艺纤维纺纱,2）断裂比强度与断裂伸长率：有较好的强度，伸长率较低。,3）富有光泽,4）吸湿性：具有很好的吸、导湿性能,5）耐热性：燃点低，易燃,八、汉（大）麻,1.汉麻纤维的形态结构,横截面：多为不规则的三角形、四边形、扁圆形、腰圆形或多角形等，中腔呈椭圆形，中腔较大。,纵向：有许多裂纹和微孔，并与中腔相连；,2.汉麻纤维主要性能,1）纤维规格：工艺纤维纺纱,2）断裂比强度与断裂伸长率：优于亚麻，低于苎麻，伸长率较低。,3）吸湿性：具有很好的吸湿透气性,4）光泽自然柔和,5）抗菌性：具有天然抗菌性,6）抗静电性：较好,7）耐热性：良好的耐热性,8）抗紫外线功能：具有吸收紫外线辐射的功能,九、罗布麻,功效,1.罗布麻纤维的形态结构,横截面：为多边形或椭圆形，中腔较小，胞壁很厚，纤维粗细差异较大；,纵向：表面有许多竖纹和横节；,2.罗布麻纤维的主要性能,性能一般,具有天然抗菌功能,第三节,竹纤维,一、制造,竹纤维是利用机械方法来粉碎、分离，并配以物理化学方法剔除竹中的木质素、竹粉、果胶等物质，制取竹纤维，是原生纤维物质。,二、作用,竹纤维多用于建筑建材、汽车制造、污水处理等行业，但也有个别品种可用于纺织面料。用于纺织面料的竹纤维仅限于某些竹（慈竹）品种，有严格的要求，目前以产于浙江的毛竹为主。,三、形态特征,天然竹纤维单纤维细长，呈纺锤状，两端尖。纵向有横节，粗细分布很不均匀。纤维表面有无数微细沟槽，有的壁层上有裂纹。竹纤维是一种天然的多孔、中空纤维，其横截面为不规则的椭圆形或腰圆形，有中腔，且截面边缘有裂纹，横截面上还有许多近似椭圆形的空洞，其内部存在许多管状腔隙。,四、主要性能,1.是天然纤维中最轻的纤维；,2.具有良好的吸湿性、渗透性、放湿性及透气性能；,3.具有独特的抗菌性；,作业,什么叫天然转曲、丝光、转曲数；,棉纤维的形态特征是什么？,棉纤维的横截面由外向内分为几层？各层有什么作用？,棉纤维的分类？锯齿棉和皮辊棉各有什么特点？,棉纤维、彩色棉、木棉各有什么特点？,什么叫成熟度、马克隆值？各有什么物理意义？,原棉品级检验依据以及分级情况如何？,原棉的质量标识包含哪些内容？,棉、麻纤维初加工的内容是什么？,麻纤维的主要特点？什么叫工艺纤维？,总结一下主要麻纤维的特性？,竹纤维的特性？,