12.棉花纖維品質(zhì)分析的方法

1、一、目的通過(guò)操作練習(xí)，初步掌握棉花纖維長(zhǎng)度、纖維整齊度、纖維強(qiáng)度、纖維細(xì)度、纖維成熟度等的測(cè)定方法。,二、內(nèi)容說(shuō)明 棉纖維是紡織工業(yè)的原料，其纖維品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響紡織品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，選育棉花新品種不僅要求產(chǎn)量高，而且要求品質(zhì)好。棉花纖維品質(zhì)的分析項(xiàng)目包括如下幾方面： 1、纖維長(zhǎng)度 2、纖維整齊度 3、纖維強(qiáng)度 4、纖維細(xì)度 5、纖維成熟度 6、纖維捻曲度,纖維捻曲度是因纖維細(xì)胞壁上有螺旋形排列的孔紋，使纖維細(xì)胞的厚度不均一，干燥時(shí)會(huì)形成捻曲，故成熟纖維捻曲較多。捻曲愈多，紡紗時(shí)相互抱合力愈大，棉紗強(qiáng)度愈高。一般陸地棉每英寸約140-240個(gè)，海島棉約250-360個(gè)，中棉約70-80個(gè)

2、。,纖維長(zhǎng)度：纖維伸直后兩端間的長(zhǎng)度，以毫米表示。一般海島棉纖維長(zhǎng)度為33-45mm，陸地棉21-33mm，中棉15-25mm。纖維愈長(zhǎng)，紡紗支數(shù)愈高，成紗強(qiáng)力愈高，條干愈均勻。纖維長(zhǎng)度在檢驗(yàn)部門都采用儀器測(cè)定，如Y111型羅拉式纖維長(zhǎng)度儀、Y146型電光長(zhǎng)度儀等。但在育種工作中，多采用籽棉左右分梳法，量其實(shí)際長(zhǎng)度；在棉花收購(gòu)部門多采用手扯尺量法。這些方法簡(jiǎn)便易行，但誤差較大。,纖維整齊度：指以上纖維長(zhǎng)度是指一批棉樣中各種長(zhǎng)度纖維的平均值，不同棉樣纖維長(zhǎng)度有差異，這就涉及到纖維整齊度。一般纖維愈整齊，短纖維含量愈低，則游動(dòng)纖維少，紡織的質(zhì)量愈高。通常以整齊度高于90%或長(zhǎng)度變異系數(shù)低于5%，表

3、示纖維整齊；整齊度低于80%或變異系數(shù)高于7%，表示纖維不整齊。,纖維強(qiáng)度是指纖維拉斷時(shí)所需的力（g），又稱斷裂強(qiáng)度。纖維強(qiáng)度高，則織成的布強(qiáng)度大，結(jié)實(shí)耐穿。纖維強(qiáng)度一般用Y162束纖維強(qiáng)度機(jī)測(cè)定，然后計(jì)算纖維強(qiáng)度和纖維斷裂長(zhǎng)度（千米）。成熟的單纖維強(qiáng)度一般為4-5g,斷裂長(zhǎng)度則按下式計(jì)算： 斷裂長(zhǎng)度（千米）= 細(xì)度強(qiáng)度0.001,纖維細(xì)度是指纖維的寬度，一般以微米（）表示，習(xí)慣上用公制支數(shù)（1g纖維的總長(zhǎng)度，m/g）表示。纖維細(xì)度越高，成紗支數(shù)也越高。一般陸地棉4500-7000m/g，海島棉6500-9000m/g。纖維細(xì)度測(cè)量方法主要有顯微測(cè)量法、重量測(cè)量法和氣流測(cè)定法。中段稱量法是重量

4、測(cè)定法的一種，方法簡(jiǎn)便，但數(shù)值稍偏大。,纖維成熟度是指纖維細(xì)胞壁纖維素的沉積度，它與纖維強(qiáng)度、細(xì)度、捻曲度、彈性、吸濕性、染色能力等都有密切關(guān)系。常用中腔壁對(duì)比法測(cè)定，用成熟系數(shù)表示。,（一）纖維長(zhǎng)度的測(cè)定 1、用品,三、所需用品和操作方法,不同棉花品種的籽棉， 小型軋花機(jī)，黑絨板， 鋼尺，骨梳。,2、操作方法 （1）分梳法 取樣：每品種取每瓢中部籽棉一粒，共取10-20粒。 分梳：以種子的脊為中線，向左右分開棉纖維，然后梳成蝶形，先用梳子稀齒梳通后，再用密齒梳，盡量避免梳落纖維。 貼板：梳齊梳平后，用兩手拇指與食指，輕輕拉住纖維兩端，緊貼在黑絨板上（籽粒尖端向下）。 測(cè)量：用鋼尺在纖維兩端多

5、數(shù)纖維的終點(diǎn)向內(nèi)移半個(gè)種子寬度處刻劃一印，并以此為界，量?jī)蛇吂灿虚L(zhǎng)度（mm），用2除之即得其長(zhǎng)度。10-20粒一一量畢，便可求出該品種纖維長(zhǎng)度的平均值。,（2）手扯尺量法 取樣： 手扯： 整理： 測(cè)量： 表12-1 不同棉花品種纖維長(zhǎng)度(mm),1、用品：計(jì)算器,（二）纖維整齊度的測(cè)定,2、操作方法： 根據(jù)表12-1測(cè)定結(jié)果計(jì)算不同棉花品種的纖維整齊度. （1）變異系數(shù)表示法,5%以內(nèi)為整齊 5-7%為一般 超過(guò)7%為不整齊。,（2）纖維整齊度表示法,90%以上為整齊 80-90%為一般 80%以下為不整齊。,1、用品：Y162型束纖維強(qiáng)力機(jī)，扭力天平，限制器絨板，1號(hào)夾子，壓錘，鑷子，梳片，

6、黑絨板，小鋼尺，秒表等。,（三）纖維強(qiáng)度的測(cè)定,2、方法 （1）觀察Y162型束纖維強(qiáng)力機(jī)的構(gòu)造和了解其工作原理。此儀器由傳動(dòng)部分、測(cè)力部分、掣動(dòng)部分組成。主要原理是根據(jù)力矩平衡原理，求得試樣上所受的拉力。,(2) 儀器的校正 首先校正儀器水平和指針零位，可調(diào)節(jié)扇形桿上平衡錘的位置。再用隔距片校正，上下夾持器之間的距離為3mm。然后調(diào)節(jié)下夾持器的下降速度為3005mm/分（一般下夾持器的下降動(dòng)程約50mm，在10秒鐘內(nèi)下降完畢）。最后檢查其它零件是否靈活。,（3）試樣準(zhǔn)備 從試驗(yàn)棉條中縱向取出適當(dāng)數(shù)量的試樣，數(shù)量隨纖維長(zhǎng)度而定，手扯長(zhǎng)度在31mm及以下的取樣30mg左右；手扯長(zhǎng)度在31mm以上

7、的，取樣40mg左右。用手扯法將取得的試樣反復(fù)扯理兩次，疊成長(zhǎng)纖維在下、短纖維在上的一端整齊的寬32mm的棉束。梳去游離纖維，使纖維平直，并將棉束移植另一夾子上，使整齊一端露出夾子外，從棉束整齊一端梳去露出部分的短纖維。梳理時(shí)應(yīng)先用稀梳，后用密梳，由外向內(nèi)逐漸靠近夾子，徐徐梳理，防止折斷纖維。梳去短纖維長(zhǎng)度的規(guī)定是，手扯長(zhǎng)度31mm以下的，梳去短纖維長(zhǎng)度161mm及其以下的纖維。手扯長(zhǎng)度31mm以上的，梳去短纖維長(zhǎng)度20mm及其以下的纖維。,（4）測(cè)定 測(cè)試時(shí)用上夾持器夾住小棉束（重約30.3mg）整齊一端，夾入長(zhǎng)度為8mm（手扯長(zhǎng)度在31mm以下的試樣）或10mm（手扯長(zhǎng)度在31mm以上的試

8、樣）。旋緊螺絲后再梳理一下。掛上夾持器，將小棉束不整齊一端夾于下夾持器中，旋緊螺絲。扳動(dòng)手柄，在加壓重錘的重力作用下，使下夾持器下降，待小棉束斷裂后記錄斷裂強(qiáng)力。,（5）計(jì)算平均單纖維強(qiáng)力,式中為平均單纖維斷裂強(qiáng)力（gf，克力）；F為全部小束的斷裂強(qiáng)力之和（gf）；G為斷裂的全部小棉束的重量之和（mg）；Ng為每mg纖維的根數(shù)（可在中段稱量法測(cè)定纖維細(xì)度中求得）；0.675為束纖維強(qiáng)力換算成單纖維斷裂強(qiáng)力的常數(shù)，即1000根纖維的束纖維斷裂強(qiáng)力，僅相當(dāng)于675根單纖維強(qiáng)力的總和。,1、用品：Y171型纖維切斷器，Y145型動(dòng)力氣流式纖維細(xì)度儀，棉纖維。,(四)纖維細(xì)度的測(cè)定,2、操作方法 （1

9、）重量試測(cè)法 取8-10mg，根數(shù)在1500-2000范圍內(nèi)的試樣，應(yīng)整理成平行伸直，寬約5-6mm的棉束，梳去游離纖維及短纖維。用纖維切斷器切斷后，置于溫度203，相對(duì)濕度653%條件下1h，分別稱量中段和上下兩端的重量，然后將中段纖維置于顯微鏡下數(shù)其根數(shù)。根據(jù)下列各公式計(jì)算各種參數(shù)。,式中的Nm為公制支數(shù)(m/g)，Ng為每mg纖維根數(shù)，Gf為棉束中段纖維重量(mg)，n為纖維根數(shù)，Gc為棉束兩端纖維重量之和(mg)。,（2）氣流測(cè)試法 觀察Y145型動(dòng)力氣流式纖維細(xì)度儀的結(jié)構(gòu)，了解其工作原理。該儀器主要由壓力計(jì)、試樣筒、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、氣流調(diào)節(jié)閥和抽氣泵組成。, 測(cè)定方法 將棉樣稱取兩份，每

10、份5g，放入試樣筒內(nèi)，將壓樣筒插入旋緊，卡在試樣筒的頸圈上。 開啟電動(dòng)機(jī)，按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)氣流調(diào)節(jié)閥手柄，使氣流通過(guò)試樣而被吸入，壓力計(jì)內(nèi)水柱慢慢下降，轉(zhuǎn)子上升。當(dāng)壓力計(jì)水柱面的新月形弧與下刻線相切時(shí)，關(guān)閉氣流調(diào)節(jié)閥，從轉(zhuǎn)子流量計(jì)內(nèi)升起的轉(zhuǎn)子頂部相齊處讀出流量數(shù)。 將流量讀數(shù)換算成馬克隆值。,1、用品：供試棉纖維，生物顯微鏡，挑針，鑷子，小鋼尺，梳子（稀梳為10針/cm，密梳為20針/cm），黑絨板，載玻片，蓋玻片，玻璃皿，膠水，目鏡測(cè)微尺，物鏡測(cè)微尺，氫氧化鈉，Y147型偏光成熟儀等。,（五）纖維成熟度的測(cè)定,2、操作方法 （1）中腔胞壁對(duì)比法 顯微鏡直接觀察法 取棉樣4-6mg，通過(guò)整理留

11、下中間部分較長(zhǎng)的纖維約為180-200根，置于載玻片上，用400倍顯微鏡觀察纖維中段，對(duì)照纖維形態(tài)圖，決定每根纖維平均成熟系數(shù)。 也可以根據(jù)中腔寬度（用e表示）和胞壁厚度（用s表示）比值（簡(jiǎn)稱腔壁比e/s），查表決定棉纖維的成熟系數(shù)（見下圖）。,各種成熟度的棉纖維,顯微鏡下棉纖維中腔（e）與細(xì)胞壁厚度（s）示意圖, 氫氧化鈉測(cè)定法 棉纖維在18%氫氧化鈉溶液中形狀發(fā)生變化。根據(jù)胞壁厚度與纖維最大寬度的比及形狀變化判斷類型。 三種類型：死纖維、正常纖維和薄壁纖維。 計(jì)算成熟度比（M）：,式中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(shí)，屬于未成熟棉纖維。,（2）

12、Y147型偏光成熟儀測(cè)試法 儀器使用前預(yù)熱20min后，將夾有兩片空白載玻片的夾子插入試樣口中， 將撥桿前移（中性濾光鏡推入光路），轉(zhuǎn)動(dòng)電位器旋鈕，使電流表指針位于“100”上。撥出空白夾子，插入夾有纖維試樣的夾子，此時(shí)電流表指針向左偏移，要求在“55-65”范圍內(nèi)，指示纖維數(shù)量讀數(shù)。將撥桿后移，使起偏正片進(jìn)入光路，此時(shí)試樣在直線偏振光照射下，透過(guò)偏振片的光強(qiáng)度讀數(shù)。根據(jù)纖維試樣數(shù)量讀數(shù)和透射光的光強(qiáng)度讀數(shù)，計(jì)算出試樣的成熟系數(shù)。實(shí)驗(yàn)證明，透射光強(qiáng)度同棉纖維成熟系數(shù)相關(guān)甚為顯著。根據(jù)透射光強(qiáng)度查表，即可知成熟系數(shù)。,Y147型綿纖維偏光成熟儀光路示意圖,1、用品：生物顯微鏡，載玻片，蓋玻片，鑷子，目鏡測(cè)微尺，物鏡測(cè)微尺。,（六）纖維捻曲度的測(cè)定,2、操作方法 先用玻棒沾一滴稀膠水于載玻片上并將其涂抹均勻。將纖維平鋪在載玻片上，并蓋上蓋玻片