纺织材料学基础知识课件1-5章节上

纺织材料基础知识课件1-5章节上第一章天然纤维素纤维第二章化学纤维第三章天然蛋白质纤维第四章纤维的形态及表征第五章纤维的吸湿性第一章天然纤维素纤维–第一节棉纤维–第二节麻纤维第一节棉纤维棉纤维的分类棉纤维的生长发育与形态结构棉纤维的化学组成与化学性质棉花品质评定原棉的常规检验棉花的初加工棉花的初加工也叫轧棉或轧花初加工的目的是使棉纤维和棉籽分离,除去棉籽和部分杂质。几个定义：棉花——棉植物种子上的纤维，籽棉和皮棉的统称。（有时亦做为棉植物，棉植物开的花的名称）籽棉——从棉铃中拾取的带籽的棉瓣。皮棉——籽棉经轧棉机加工，除去棉籽所得的纤维。（轧花厂的称呼）原棉——供纺织厂作纺纱原料等用的皮棉。（纺纱厂的称呼）衣分（率）——皮棉重量占籽棉重量的百分率。剥桃棉——从非自然开裂的棉铃中剥取的棉花。棉纤维的分类-1按棉种分类（长度和细度）★长度(mm)细度(tex)强度(km)陆地棉(细绒棉)23~330.15~0.221~25海岛棉(长绒棉)33~640.12~0.1430亚洲棉(粗绒棉)16~250.25~0.412–长绒棉优点:纤维细、长，单纤维强力好缺点：含糖偏高,易产生“三缠”现象措施：预处理–细绒棉数量最多占世界总产量85%以上，占我国总产量98%以上三类棉纤维的截面形态长绒棉细绒棉粗绒棉棉纤维的分类-2按棉花的初加工分类★–皮辊棉–锯齿棉皮辊棉和锯齿棉的比较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，整齐度较高主体长度长，整齐度低、短绒无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棉纤维的分类-3按纤维色泽分类1、白棉正常成熟，正常吐絮的棉花，不管原棉的色泽呈洁白、乳白或淡黄色，都称为白棉。棉纺厂使用的原棉，绝大部分为白棉。2、黄棉棉花生长晚期，棉铃经霜冻伤后枯死，铃壳上的色素染到纤维上，使原棉颜色发黄。黄棉一般都属低级棉，棉纺厂仅有少量使用。3、灰棉棉花在多雨地区生长时，棉纤维在生长发育过程中或吐絮后，由于雨量多，日照少，温度低，使纤维成熟受到影响，原棉颜色呈现灰白，这种原棉称为灰棉。灰棉强力低、质量差，棉纺厂很少使用。4、天然彩色棉天然彩色棉是生物学家利用生物遗传方法，在棉花的植株上置入产生某种颜色的基因，让这种基因使棉株具有活性，从而使棉桃内的纤维变成相应的颜色而取得。天然彩色棉的特点与应用由于天然彩色棉自身的缺陷，如产量低、纤维短、品质差、颜色单调等，随着染色、染料工业的发展，彩色棉逐渐被白棉取代。直到上世纪70年代，工业污染严重威胁到人类自身，人们才意识到环保的重要性，加上转基因工程的出现，科学家开始重新审视有利于环保的天然彩色棉的栽培和育种。经国外科学家近四十年的杂交、转基因的选育栽培，已成功地培育出棕、绿、蓝、黄、红等多种颜色的彩色棉；国内科学家也培育出了棕、绿、黄、红、灰、紫等品系，其中以棕色系和绿色系为主。纤维的长度、细度、成熟度等已符合现代纺织生产的技术要求；产量和颜色稳定性也已符合规模播种要求，并且已经形成一定的种植生产能力。主要产棉区主要产棉国：美国、中国、俄罗斯、印度、巴基斯坦、巴西、埃及、苏丹等。我国主要产地是：黄河流域（最大），长江流域（其次），北部特早熟棉区（辽河流域），西北内陆棉区（以新疆为主），华南棉区江苏、湖北、河北、山东、河南等省，新疆长绒棉。棉纤维的生长发育•棉纤维是由胚珠(即将来的棉籽)表皮壁上的细胞伸长加厚而成的。一个细胞长成一根纤维。Cotton:seedhairobtainedfromthebollofthecottonplant~4000fibers/seed,max20,000fibers/seed250,000fibers/boll棉纤维正常生长发育分三个阶段▲伸长期→加厚期→转曲期（干涸期）伸长期：纤维加长，形成胞壁加厚期：长度基本长足，主要是胞壁加厚转曲期：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成天然转曲。棉纤维的生长发育棉纤维的形态结构★正常生长的棉纤维形态结构★–截面：腰圆形，有中腔(kidney-beanshapedwithalumen)–纵向：天然转曲（thetwistsreverseindirectionalongthelength）棉纤维的断面结构★初生层:蜡质与果胶次生层：由于每日温差的关系，大多数棉纤维逐日淀积一层纤维素，形成了棉纤维的日轮。纤维素在次生层中以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形，并沿纤维长度方向有转向。这是使棉纤维具有天然转曲的原因。中腔：少数原生质和细胞核残余棉纤维化学组成与性质▲组成物质：主要组成为纤维素★化学性质：–水的作用：不溶于水，但会膨胀，纵：1～2%，横40-45%–酸的作用：不耐酸–碱的作用：耐碱，可在碱液中进行丝光处理–氧化剂的作用：氧化剂会使纤维素发生降解破坏–微生物的作用：在潮湿条件下，易霉变–有机溶剂的作用：不溶于一般溶剂棉纤维的品质评定(1)—抽样★抽样应具有代表性抽样分籽棉抽样和成包皮棉抽样成包皮棉抽样分按批检验抽样和逐包检验抽样。抽样数量：按批检验抽样，按10%抽样，即每10包抽一包，不足10包的部分按10包计。抽样方法棉纤维的品质评定(2)—品级★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。品级评定主要依据成熟程度、色泽特征、轧工质量分级情况：分七级，一级至七级，无级外棉，其中三级为标准级，一级至五级为纺用棉品级标准分为文字标准和实物标准棉花评级时，规定在室内北窗射入的正常光线下或符合规定的人工光线下，手持棉样在实物标准前面与之对照，以实物标准结合品级条件决定棉样品级。棉纤维的品质评定(3)—长度★采用手扯尺量法和HVI检验，以HVI为准分级情况：25mm,包括25.9mm及以下26mm,包括26.0~26.9mm27mm,包括27.0~27.9mm28mm,包括28.0~28.9mm29mm,包括29.0~29.9mm30mm,包括30.0~30.9mm31mm,包括31.0~31.9mm32mm,32.0mm及以上（三）手扯长度检验手扯长度是用手扯尺量的方法所测得的原棉中根数最多的纤维长度。国家标准规定，手扯长度以1mm为间距，分为七档，见下表。其中27mm为标准长度，五级棉花长于27mm，按27mm计算；六、七级均按25mm计算。手扯尺量法是取有代表性棉样10g左右，双手平分，抽取纤维束，靠手反复整理成没有疵点和游离纤维的、一端齐或两头齐的平直棉束，放在黑绒板上，观察棉束两头对黑绒板的覆盖情况，尺量两头不露黑绒板位置线间的距离即得手扯长度。棉纤维的品质评定(4)—马克隆值★分级情况：三级五档，其中B级为标准级棉纤维的品质评定(5)—异性纤维新标准将危害性杂物分为硬杂物和软杂物。异性纤维为软杂物。异性纤维是指混入棉花中的非棉纤维和非本色棉纤维，如化学纤维、毛发、丝、麻、塑料膜、塑料绳、染色线（绳、布块）等。成包皮棉异性纤维含量是指从样品中挑拣出的异性纤维的重量与被挑拣样品重量之比，用克/吨（g/t）表示。棉纤维的品质评定(6)—断裂比强度断裂比强度：是束纤维拉伸至断裂负荷最大时所对应的强度，以未受应变试样每单位线密度所受的力表示，单位为cN•tex-1。断裂比强度是重要的棉花质量指标，与纱线的成纱强力有很好的相关性。断裂比强度为3.2mm隔距，HVICC校准水平断裂比强度范围，cN/tex分档24.0很差24.0～25.9差26.0～28.9中等29.0～30.9强≥31.0很强棉纤维的品质评定(7)—长度整齐度指数长度整齐度指数：棉花平均长度和上半部平均长度的比值，以百分数来表示。棉花长度整齐度指数分档见下表。长度整齐度指数范围，％分档77.0很低77.0～79.9低80.0～82.9中等83.0～85.9高≥86.0很高棉纤维的品质评定(8)——反射率、黄色深度和色特征级反射率和黄色深度用于反映棉花的色特征。反射率是表示棉花样品反射光的明暗程度，以Rd表示。黄色深度是表示棉花黄色色调的深浅程度，以+b表示。棉花按色特征分为白棉、淡黄染棉、黄染棉3种类型，共13个色特征级。色特征级用两位数字表示，第一位是级别，第二位是类型。白棉分6个色特征级，代号分别为：11、21、31、41、51、61；淡黄染棉分4个色特征级，代号分别为：12、22、32、42；黄染棉分3个色特征级，代号分别为：13、23、33。31为色特征级标准级。色特征图40455055606570758085904681012141618黄色深度(+b)→反射率Rd(%)→11213141516112223242132333棉纤维的重量检验(1)—含杂率★杂质——夹杂的非纤维性物质，如：泥纱，枝叶，棉籽，破籽，虫屎等。疵点——原棉中含有的有害纺纱的纤维性物质，如，索丝，棉结，软籽表皮，带纤维籽屑，黄根等。棉花标准含杂率，皮辊棉为3.0%，锯齿棉为2.5%。检验：杂质（原棉杂质分析机）疵点（手拣法）棉纤维的重量检验(2)—回潮率★回潮率：公定，标准，实际棉花公定回潮率为8.5%，棉花回潮率最高限度为10.0%。表示水分多少的指标除了回潮率之外还有含水率W纤维湿重纤维干重纤维干重棉纤维的重量检验(3)—公量计算★准重：按棉花实际含杂率折算成标准含杂率后的重量。公定重量：准重按棉花实际回潮率折算成公定回潮率后的重量。1W1W准重净重实际含杂率标准含杂率1+W1+W公重准重公定回潮率实际回潮率计算一批锯齿棉花净重5000kg，测得其实际回潮率为7.2%，含杂率2.9%，试计算其公定重量。1+0.085W1+W公重准重0.072150001W准重0.0290.025棉花质量标识★按批检验的成包皮棉应标示棉花质量标识。棉花质量标识按棉花类型、主体品级、长度级，主体马克隆值级顺序标识。黄棉以字母“Y”标示，灰棉以字母“G”标示，白棉不作标示；品级代号：一级至七级，用“1”……“7”标示；长度级代号：25毫米至32毫米，用“25”……“32”标示；马克隆值级代号：A、B、C级分别用A、B、C标示；皮辊棉、锯齿棉代号：皮辊棉在质量标示符号下方加横线“—”表示；锯齿棉不作标志。相关规定★举例二级锯齿白棉，长度29毫米，主体马克隆值级A级，质量标识为：四级锯齿黄棉，长度27毫米，主体马克隆值级B级，质量标识为：四级皮辊白棉，长度30毫米，主体马克隆值级B级，质量标识为：五级锯齿白棉，长度29毫米，主体马克隆值级C级，质量标识为：五级皮辊灰棉，长度28毫米，主体马克隆值级C级，质量标识为：六级锯齿灰棉，长度27毫米，主体马克隆值级C级，质量标识为：229AY427B430B529CG528CG625C棉纤维的常规检验(1)—长度★长度的不均一性:任何一批原棉，从中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，这叫棉纤维长度的不均一性。它可以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出来。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。如图影响长度的因素：棉花的种类与品种（决定因素）、生长条件、初加工、气候、土壤等长度与成纱质量和纺纱工艺的关系强度、细度、条干、毛羽长度检验1、罗拉式分组测试法根据棉纤维长度分布特性，利用罗拉钳口控制纤维由短到长进行等距分组称重，求得长度分布等各项指标。2、梳片式分组测定法采用Y121型梳片式长度仪。它利用一组钢针梳片将试样整理成一端平齐的棉束，然后由长到短地将棉束的纤维按长度分成若干组，分别称其重量，计算求得各项长度分布指标，包括上四分位长度（自最长纤维至试样总重的1/4处的长度）、主体长度、平均长度、整齐度及短纤维率等。3、光电式不分组测定法具有代表性的是美国思彬莱（Spinlab）公司（现已被瑞士乌斯特公司购买）生产的