棉纖維成熟度的指標及檢測標準、方法和操作步驟

棉纖維成熟度的指標及檢測標準、方法和操作步驟

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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。


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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。

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1.成熟系數（Ｋ）

根據棉纖維腔寬與壁厚比值的大?。ㄅc纖維形態有關）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。

成熟系數與腔寬壁厚比值對照表

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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。
3.成熟纖維百分率（ＰＭ）
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。

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二、棉纖維成熟度的檢測方法

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：

Ｋ ＝Σ Ｋｉｎｉ/Σ ｎｉ

式中：Ｋ──平均成熟系數；

Ｋｉ──第ｉ組纖維的成熟系數；

ｎｉ──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。

Ｍ＝（Ｎ－Ｄ）/２００＋０．７

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。

ＰＭ＝Ｍ′Ｔ×１００％

式中：Ｍ′———成熟纖維根數；

Ｔ———纖維總根數。

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三、操作儀器和測試標準

1.操作儀器、用具及試樣

顯微鏡或顯微投影儀（放大倍數為２００倍）、計數器、載玻片、蓋玻片、限制器絨板、５０ｍｍ小鋼尺、鑷子、稀疏、挑針、膠水、１８％±０.２％氫氧化鈉溶液等。

2.測試標準

ＧＢ／Ｔ１３７７７—２００６《棉纖維成熟度試驗方法顯微鏡法》，ＧＢ／Ｔ ６０９９—２００８《棉纖維成熟系數試驗方法》，ＧＢ／Ｔ ６５２９—２００８《紡織品調濕和試驗用標準大氣》。

四、檢測操作步驟

1.氫氧化鈉膨脹法

（１）試樣準備。

①從樣品不同部位?。常矃裁迾?，組成兩份，每份約１０ｍｇ的試驗樣品。

②將一份１０ｍｇ的樣品用手扯或用限制器絨板將一份試樣纖維整理成平行且一端整齊平直、厚薄均勻、層次清晰的棉束，先用稀梳，后用密梳進行梳理，從棉纖維整齊一端梳去細絨棉１６ｍｍ及以下的短纖維、梳去長絨棉２０ｍｍ及以下的短纖維，然后從縱向劈開，分成大致相等的五份小棉束。

③用手指捏住試驗樣品整齊的一端，梳理另一端，舍棄棉束兩旁的纖維，在載玻片邊緣上粘一些水，左手握住纖維的一端。右手用夾子從棉束另一端夾取數根纖維，均勻地排在載玻片上，將１００根或以上的纖維全部排列在載玻片上。

④用挑針撥動載玻片上的纖維，使之保持平行、伸直、分布均勻，排列寬度約為２５ｍｍ，輕輕地蓋上蓋玻片，并在其一角滴入１８％氫氧化鈉溶液，輕壓蓋玻片，使氫氧化鈉溶液浸潤每根纖維，并防止產生氣泡。

⑤其他四份小棉束，按上述步驟備樣；另一份試樣重復上述步驟準備。

（２）調節顯微鏡。照度適中、照明均勻的視場，使纖維胞壁和中腔間的反差增強。

（３）測定成熟度。將載玻片放在顯微鏡的載物臺上，使纖維中部處于視場中心，對纖維逐根觀察分類并記錄試樣的各類纖維根數，測試纖維的成熟度比或成熟纖維百分率。

①測成熟度比：將被測的所有纖維分為三類，即正常纖維、死纖維、薄壁纖維，分別記錄其根數。

②測成熟纖維百分率：將被測纖維分成成熟纖維與不成熟纖維，分別記錄其根數。

2.腔壁對比法

（１）從棉條中抽取棉樣４～６ｍｇ，用手扯法整理，使之成為一端整齊的小棉束。用一號夾子、限制器絨板和金屬梳子制作成一端平齊并除去短于１６～２０ｍｍ纖維的棉束。

（２）左手拿一號夾子夾住棉層整齊的一端；右手拿梳子，梳理另一端，舍去棉層兩旁纖維，留下中間部分１８０～２２０根纖維。

（３）用干凈軟布將載玻片擦干凈，放在黑絨板上。在載玻片邊緣涂上些膠水，左手捏住棉束整齊一端，右手以夾子從棉束另一端夾取數根纖維均勻地排列載玻片上，連續排列直至排完為止。待膠水干后，用挑針把纖維整理平直，并用膠水粘牢纖維另一端，然后輕輕地在纖維上面放置蓋玻片。

（４）將制得的片子放在低倍生物顯微鏡下依次逐根觀察載玻片中部的纖維區段，根據腔壁比值決定其成熟系數，并加以記錄。腔壁比值應在天然轉曲中部纖維寬度的最寬處觀察。若兩壁厚薄不同，則可取其平均數，沒有轉曲的纖維也須在觀察范圍內最寬處測定。

（５）觀察時，可在載玻片上纖維的中部劃兩條間隔線，間隔距離一般為２ｍｍ，沿間隔線范圍內觀察，一般觀察一個視野來決定每根纖維的成熟系數。

（６）按下式計算結果，結果修約至小數點后第二位。

試樣平均成熟系數＝（Σ 各組根數×成熟系數）/測定的總根數

未成熟纖維百分率＝成熟系數在０．７５以下的纖維根數/測定的總根數×１００％