項目2-3 棉纖維成熟度檢驗

【項目任務】

某公司送來1份棉纖維原料樣品，要求對這批原棉進行成熟度檢驗，并出具檢測報告。

【項目要求】

1.在學習查閱相關資料和標準的基礎上，采用分組討論的方式，制訂工作計劃，并寫出實施方案。

2.在教師的指導下，以小組為單位，學生在紡織檢測實訓室，按照標準分別用中段切斷稱重法和纖維細度分析儀法進行測試操作。

3．安全、規范地使用儀器及化學試劑，并做好實驗場地的清潔整理工作。

4.完成檢測報告。

5.小組互評，教師點評。

棉纖維的成熟度是指棉纖維細胞壁增厚的程度。成熟度是反映棉纖維品質的綜合性指標，成熟度的高低與棉纖維的細度、強力、彈性、吸濕性、染色、轉曲的形態及可紡性有密切關系，是原棉品質測試的重要內容。

一、棉纖維成熟度的指標

表征棉纖維成熟度的指標有成熟系數、成熟度比和成熟纖維百分率等。

1.成熟系數（K）

根據棉纖維腔寬與壁厚比值的大小（與纖維形態有關，見圖2-1）所定出的相應數值，即將棉纖維成熟程度分為18組后所規定的18個數值，最不成熟的棉纖維成熟系數定為零，最成熟的棉纖維成熟系數定為5，用以表示棉纖維成熟度的高低。棉纖維成熟系數與腔寬壁厚比值間的對應關系見表2-2。

圖2-1 不同成熟系數的棉纖維形態

正常成熟的細絨棉的成熟系數一般在1.5~2.0，低級棉的成熟系數在1.4以下。從紡紗工藝與成品質量來考慮，成熟系數在1.7~1.8時，較為理想。長絨棉的成熟系數通常在2.0左右，比細絨棉高。

2.成熟度比（M）

成熟度比是指棉纖維細胞壁的實際增厚度（指棉纖維細胞壁的實際橫截面積對相同周長的圓面積之比）與選定為0.577的標準增厚度之比。成熟度比越大，說明纖維越成熟。成熟度比低于0.8的纖維未成熟。

表2-2 成熟系數與腔寬壁厚比值對照表

3.成熟纖維百分率（P_M）

成熟纖維百分率是指在一個試驗試樣中，成熟纖維根數占纖維總根數的百分率。成熟纖維是指發育良好而胞壁厚的纖維，經氫氧化鈉溶液膨脹后纖維呈無轉曲狀。不成熟纖維是指發育不良而胞壁薄的纖維，經氫氧化鈉溶液膨脹后纖維呈螺旋狀或扁平狀，纖維胞壁薄且透明。

二、棉纖維成熟度的測定方法

棉纖維成熟度的測定方法較多，常用的有腔壁對比法、偏光儀法及氫氧化鈉膨脹法等。

1.腔壁對比法

腔壁對比法是通過顯微鏡目測棉纖維的中腔寬度與胞壁厚度的比值，以平均成熟系數作指標來檢測棉纖維成熟度的高低。其計算式如下：

式中:K——平均成熟系數；

K_i——第ｉ組纖維的成熟系數；

n_i——第ｉ組纖維的根數。

根據需要還可以計算成熟系數的標準差、變異系數和未成熟纖維百分數（成熟系數在0.75及以下的纖維根數占測定纖維總根數的百分數）等指標。

2.偏光儀法

采用棉纖維偏光成熟度儀，根據棉纖維的雙折射性質，應用光電方法測量偏振光透過棉纖維和檢偏片后的光強度。由于光強度與棉纖維的成熟度相關，成熟度高光強度強，成熟度低光強度弱，因而通過轉化計算可求得棉纖維的成熟系數、成熟度比、成熟纖維百分率等指標。

3.氫氧化鈉膨脹法

將棉纖維浸入18％的氫氧化鈉溶液中，由于鈉離子包括被吸引的水分子和氫氧根離子，不僅能進入纖維的無定形區，而且會進入結晶區，從而引起纖維細胞壁的膨脹。根據膨脹后棉纖維的中腔寬度與胞壁厚度的比值及纖維形態，將棉纖維分類并計算其成熟比或成熟纖維百分率。

（1）成熟度比。

式中：M——成熟度比；

N——正常纖維的平均百分率；

D——死纖維的平均百分率。

（2）成熟纖維百分率。

式中：M′——成熟纖維根數；

T——纖維總根數。