棉花纤维品质分析方法.ppt

一、目的通过操作练习，初步掌握棉花纤维长度、纤维整齐度、纤维强度、纤维细度、纤维成熟度等的测定方法。,二、内容说明棉纤维是纺织工业的原料，其纤维品质的优劣直接影响纺织品的质量和产量。因此，选育棉花新品种不仅要求产量高，而且要求品质好。棉花纤维品质的分析项目包括如下几方面：1、纤维长度2、纤维整齐度3、纤维强度4、纤维细度5、纤维成熟度6、纤维捻曲度,纤维捻曲度是因纤维细胞壁上有螺旋形排列的孔纹，使纤维细胞的厚度不均一，干燥时会形成捻曲，故成熟纤维捻曲较多。捻曲愈多，纺纱时相互抱合力愈大，棉纱强度愈高。一般陆地棉每英寸约140-240个，海岛棉约250-360个，中棉约70-80个。,纤维长度：纤维伸直后两端间的长度，以毫米表示。一般海岛棉纤维长度为33-45mm，陆地棉21-33mm，中棉15-25mm。纤维愈长，纺纱支数愈高，成纱强力愈高，条干愈均匀。纤维长度在检验部门都采用仪器测定，如Y111型罗拉式纤维长度仪、Y146型电光长度仪等。但在育种工作中，多采用籽棉左右分梳法，量其实际长度；在棉花收购部门多采用手扯尺量法。这些方法简便易行，但误差较大。,纤维整齐度：指以上纤维长度是指一批棉样中各种长度纤维的平均值，不同棉样纤维长度有差异，这就涉及到纤维整齐度。一般纤维愈整齐，短纤维含量愈低，则游动纤维少，纺织的质量愈高。通常以整齐度高于90%或长度变异系数低于5%，表示纤维整齐；整齐度低于80%或变异系数高于7%，表示纤维不整齐。,纤维强度是指纤维拉断时所需的力（g），又称断裂强度。纤维强度高，则织成的布强度大，结实耐穿。纤维强度一般用Y162束纤维强度机测定，然后计算纤维强度和纤维断裂长度（千米）。成熟的单纤维强度一般为4-5g,断裂长度则按下式计算：断裂长度（千米）=细度强度0.001,纤维细度是指纤维的宽度，一般以微米（）表示，习惯上用公制支数（1g纤维的总长度，m/g）表示。纤维细度越高，成纱支数也越高。一般陆地棉4500-7000m/g，海岛棉6500-9000m/g。纤维细度测量方法主要有显微测量法、重量测量法和气流测定法。中段称量法是重量测定法的一种，方法简便，但数值稍偏大。,纤维成熟度是指纤维细胞壁纤维素的沉积度，它与纤维强度、细度、捻曲度、弹性、吸湿性、染色能力等都有密切关系。常用中腔壁对比法测定，用成熟系数表示。,（一）纤维长度的测定1、用品,三、所需用品和操作方法,不同棉花品种的籽棉，小型轧花机，黑绒板，钢尺，骨梳。,2、操作方法（1）分梳法取样：每品种取每瓢中部籽棉一粒，共取10-20粒。分梳：以种子的脊为中线，向左右分开棉纤维，然后梳成蝶形，先用梳子稀齿梳通后，再用密齿梳，尽量避免梳落纤维。贴板：梳齐梳平后，用两手拇指与食指，轻轻拉住纤维两端，紧贴在黑绒板上（籽粒尖端向下）。测量：用钢尺在纤维两端多数纤维的终点向内移半个种子宽度处刻划一印，并以此为界，量两边共有长度（mm），用2除之即得其长度。10-20粒一一量毕，便可求出该品种纤维长度的平均值。,（2）手扯尺量法取样：手扯：整理：测量：表12-1不同棉花品种纤维长度(mm),1、用品：计算器,（二）纤维整齐度的测定,2、操作方法：根据表12-1测定结果计算不同棉花品种的纤维整齐度.（1）变异系数表示法,5%以内为整齐5-7%为一般超过7%为不整齐。,（2）纤维整齐度表示法,90%以上为整齐80-90%为一般80%以下为不整齐。,1、用品：Y162型束纤维强力机，扭力天平，限制器绒板，1号夹子，压锤，镊子，梳片，黑绒板，小钢尺，秒表等。,（三）纤维强度的测定,2、方法（1）观察Y162型束纤维强力机的构造和了解其工作原理。此仪器由传动部分、测力部分、掣动部分组成。主要原理是根据力矩平衡原理，求得试样上所受的拉力。,(2)仪器的校正首先校正仪器水平和指针零位，可调节扇形杆上平衡锤的位置。再用隔距片校正，上下夹持器之间的距离为3mm。然后调节下夹持器的下降速度为3005mm/分（一般下夹持器的下降动程约50mm，在10秒钟内下降完毕）。最后检查其它零件是否灵活。,（3）试样准备从试验棉条中纵向取出适当数量的试样，数量随纤维长度而定，手扯长度在31mm及以下的取样30mg左右；手扯长度在31mm以上的，取样40mg左右。用手扯法将取得的试样反复扯理两次，叠成长纤维在下、短纤维在上的一端整齐的宽32mm的棉束。梳去游离纤维，使纤维平直，并将棉束移植另一夹子上，使整齐一端露出夹子外，从棉束整齐一端梳去露出部分的短纤维。梳理时应先用稀梳，后用密梳，由外向内逐渐靠近夹子，徐徐梳理，防止折断纤维。梳去短纤维长度的规定是，手扯长度31mm以下的，梳去短纤维长度161mm及其以下的纤维。手扯长度31mm以上的，梳去短纤维长度20mm及其以下的纤维。,（4）测定测试时用上夹持器夹住小棉束（重约30.3mg）整齐一端，夹入长度为8mm（手扯长度在31mm以下的试样）或10mm（手扯长度在31mm以上的试样）。旋紧螺丝后再梳理一下。挂上夹持器，将小棉束不整齐一端夹于下夹持器中，旋紧螺丝。扳动手柄，在加压重锤的重力作用下，使下夹持器下降，待小棉束断裂后记录断裂强力。,（5）计算平均单纤维强力,式中为平均单纤维断裂强力（gf，克力）；F为全部小束的断裂强力之和（gf）；G为断裂的全部小棉束的重量之和（mg）；Ng为每mg纤维的根数（可在中段称量法测定纤维细度中求得）；0.675为束纤维强力换算成单纤维断裂强力的常数，即1000根纤维的束纤维断裂强力，仅相当于675根单纤维强力的总和。,1、用品：Y171型纤维切断器，Y145型动力气流式纤维细度仪，棉纤维。,(四)纤维细度的测定,2、操作方法（1）重量试测法取8-10mg，根数在1500-2000范围内的试样，应整理成平行伸直，宽约5-6mm的棉束，梳去游离纤维及短纤维。用纤维切断器切断后，置于温度203，相对湿度653%条件下1h，分别称量中段和上下两端的重量，然后将中段纤维置于显微镜下数其根数。根据下列各公式计算各种参数。,式中的Nm为公制支数(m/g)，Ng为每mg纤维根数，Gf为棉束中段纤维重量(mg)，n为纤维根数，Gc为棉束两端纤维重量之和(mg)。,（2）气流测试法观察Y145型动力气流式纤维细度仪的结构，了解其工作原理。该仪器主要由压力计、试样筒、转子流量计、气流调节阀和抽气泵组成。,测定方法将棉样称取两份，每份5g，放入试样筒内，将压样筒插入旋紧，卡在试样筒的颈圈上。开启电动机，按逆时针方向旋转气流调节阀手柄，使气流通过试样而被吸入，压力计内水柱慢慢下降，转子上升。当压力计水柱面的新月形弧与下刻线相切时，关闭气流调节阀，从转子流量计内升起的转子顶部相齐处读出流量数。将流量读数换算成马克隆值。,1、用品：供试棉纤维，生物显微镜，挑针，镊子，小钢尺，梳子（稀梳为10针/cm，密梳为20针/cm），黑绒板，载玻片，盖玻片，玻璃皿，胶水，目镜测微尺，物镜测微尺，氢氧化钠，Y147型偏光成熟仪等。,（五）纤维成熟度的测定,2、操作方法（1）中腔胞壁对比法显微镜直接观察法取棉样4-6mg，通过整理留下中间部分较长的纤维约为180-200根，置于载玻片上，用400倍显微镜观察纤维中段，对照纤维形态图，决定每根纤维平均成熟系数。也可以根据中腔宽度（用e表示）和胞壁厚度（用s表示）比值（简称腔壁比e/s），查表决定棉纤维的成熟系数（见下图）。,各种成熟度的棉纤维,显微镜下棉纤维中腔（e）与细胞壁厚度（s）示意图,氢氧化钠测定法棉纤维在18%氢氧化钠溶液中形状发生变化。根据胞壁厚度与纤维最大宽度的比及形状变化判断类型。三种类型：死纤维、正常纤维和薄壁纤维。计算成熟度比（M）：,式中N为正常纤维的平均百分率（%）；D为死纤维的百分率（%）。成熟度比低于0.8时，属于未成熟棉纤维。,（2）Y147型偏光成熟仪测试法仪器使用前预热20min后，将夹有两片空白载玻片的夹子插入试样口中，将拨杆前移（中性滤光镜推入光路），转动电位器旋钮，使电流表指针位于“100”上。拨出空白夹子，插入夹有纤维试样的夹子，此时电流表指针向左偏移，要求在“55-65”范围内，指示纤维数量读数。将拨杆后移，使起偏正片进入光路，此时试样在直线偏振光照射下，透过偏振片的光强度读数。根据纤维试样数量读数和透射光的光强度读数，计算出试样的成熟系数。实验证明，透射光强度同棉纤维成熟系数相关甚为显著。根据透射光强度查表，即可知成熟系数。,Y147型绵纤维偏光成熟仪光路示意图,1、用品：生物显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，目镜测微尺，物镜测微尺。,（六）纤维捻曲度的测定,2、操作方法先用玻棒沾一滴稀胶水于载玻片上并将其涂抹均匀。将纤维平铺在载玻片上，并盖上盖玻片，在显微镜下数计测微尺50格内所具有的捻曲数，依次测定10根纤维样本，求出平均数，最后算出1cm长度内所具有的捻曲数。记载所测定棉纤维捻曲度的结果，并比较不同品种差异。,（六）纤维捻曲度的测定,四、作业1、整理不同棉花品种的纤维长度、纤维整齐度、纤维强度、纤维细度、纤维成熟度和纤维捻曲度的测定结果，指出哪个品种纤维品质较好。2、在测定纤维品质时取样和工作条件要注意哪些问题？,