棉纤维的生长

一根棉织物是一个植物单细胞，是从胚珠的表皮细胞，经过伸长和加厚而成的。成熟的棉纤维是长在棉籽上的种子毛，经采集轧制加工而成的。

棉纤维的成分和结构

纤维的主要成分是纤维素，此外还有脂肪、糖类、灰分和一些水溶性物质。生长日子愈长，纤维素含量愈高，成熟棉纤维中的纤维素含量高达90%以上。棉纤维由两个互相倒置的葡萄糖组成一单元，反复而成，分子式如下

其结构单元为(C6H10O5),聚合度约2000～3000。

图2－16是棉纤维的模型，由图可见，纤维素大分子组成微原纤，微原纤又组成原纤，再形成纤维。其中1为棉纤维的初生层，2为棉纤维的次生层，3为原纤，4为微原纤，5为纤维大分子，6为棉纤维的中腔。从图2－16和图2－17还可看到棉纤维由纤维素沉积的日轮层。

棉纤维的形态

棉纤维的横截面呈腰圆形，内有中腔(必须借助显微镜才能观察到)，沿着纤维轴向，可在显微镜下看到有天然的转轴(Convolution)的扁带状，如图2－17所示。纤维的长度和粗细度不均一。

棉纤维的主要性能

⑴长度。棉纤维的长度是棉纤维品级的主要依据，也是决定棉纤维价格的主要依据，也是决定棉纤维价格的主要依据。棉纤维长度愈长，用它纺成的纱线无论在强度、弹性上都较好，而且在成纱均匀度和可纺棉纱的细度上也可达更高的要求。棉纤维的长度决定于棉花的品种，也决定于棉花的生长条件及当时的气候。一般棉花的长度在23～38mm之间，比羊毛短。

⑵细度。其重要性仅次于长度。棉纤维细度与成纱细度、成纱强度、成纱均匀度也有密切关系，成熟的棉纤维一般以稍细一些为宜，不成熟的棉纤维虽细但脆，所以并不是理想的纺纱原料。棉的细度一般在1.3～1.7dtex之间，比毛、丝纤维都细。

⑶棉纤维的成熟度。是指棉纤维细胞壁加厚程度，胞壁愈厚，成熟度愈好。正常成熟的棉纤维，横截面呈扁平或腰圆，内有中腔。

强度高，弹性好，有丝光，有较多的天然转曲(图2－17)，且有较好的吸色性，所制成的织物染色均匀。

不成熟或过度成熟的棉纤维，在上述性能上都有不良影响。平时所说的棉纤维的成熟度只是指一批棉纤维的平均成熟度。

⑷天然转轴(Natural convolution)。这是棉纤维的生长过程中自然形成的。是棉纤维区别于其他纤维的形态特征。

一般以单位长度内(1㎝)扭转180°的次数表示。转轴的方向沿纤维轴方向不断改变，有时左旋，有时右旋，称为转轴的反向反向数10～17次/㎝。

天然转轴是棉纤维具有良好的抱合性能和可纺性的原因之一。天然转轴愈多，棉纤维的品质愈好。

⑸强度和伸长率。棉纤维的强力较高，干湿态态强力约为2.6～4.9cN/dtex，湿态强力约为2.9～5.6cN/dtex，与其他纤维不同，吸湿后强力稍有上升。目前测量棉纤维的强力常和细度测定结合进行，用束纤维强力仪进行。

棉纤维断裂伸长率较低，约为3%～7%，变形能力较差，棉纤维的弹性模量也较高，由此也反映出棉纤维的变形能力较差。

⑹吸湿性。棉纤维吸湿能力虽不如羊毛、蚕丝，也不如粘胶，但也能算在较好之列，所以穿着棉纤维制成的服装较为吸湿、透气，无闷热感，也无静电现象。在20°C，65%时W为7%；在20°C，95%时W为24%～27%。棉纤维湿湿彭涨，会导致织物长、宽尺寸缩小，引起“缩水”而影响服装尺寸的稳定。

⑺耐热、耐光等物理性能。棉纤维的耐热不如涤纶、腈纶，但优于羊毛蚕丝，处于第三或第四位，和黏胶接近，耐光性也居中。150°C分解，275～456°C燃烧，160°C为发火点。

⑻化学性质。棉纤维具有天然纤维素纤维的特点，对酸的抵抗力稍强，在碱溶液内不溶解，但能彭润。棉纤维如在张力和碱液同时作用下，会产生丝光效应。氧化剂能使棉纤维生成氧化纤维素，强力下降，甚至发脆。棉纤维可溶于酮铵溶液，利用这一性能制造酮铵纤维。

20世纪70年代以来，美国、苏联、秘鲁和埃及等国家开始研究开发天然彩色棉。我国自90年代起，也开始天然彩色棉的开发研究，现有浅绿色、浅黄色和综色三种。因为天然彩色棉可省去染色加工，所以被称为“绿色纤维”。

但由于天然彩色棉的培育改良只有30多年的历史，它的色素遗传还不稳定，故目前只少量试用浅绿色和综色两个系列。天然彩色棉的彩色饱和度非常低，色彩之间的区分也很微妙，实际生产中常用到二到三种彩色棉进行配合，以达典雅䑃胧的效果。

天然彩色棉纤维的次生细胞壁薄，纤维素含量低，尺寸稳定性差，收缩率大，在湿热或化学、机械处理时，易发生收缩，导致起皱，影响成品外观。

天然彩色棉的纤维长度较短，所以纤维强度较低，可纺性差易起毛。

麻纤维

麻纤维是一年或多年生草本双子叶植物的叶纤维的名称。麻类植物很多，纺织用的有亚麻、苎麻、槿麻、黄麻等，其中亚麻织物和苎麻织物能作衣料用。麻纤维也是由纤维素纤维组成，其分子模型和图2－16相同。

亚麻(flax)

亚麻纤维为两端尖细的瘦长细胞，约17～20㎜，宽度约为(单纤维)12～17μm，纤维纵向表面有纹路，称为竖纹，还有横节或X形节(160～320个/㎝)，横截面呈多角形，以五角形或六角形为多，有明显的中腔，细胞壁较厚，中腔较小，图2－18(a)为亚麻茎的断面，从中可见亚麻纤维的多角形中腔的断面。图2－18(b)为亚麻纵横形态图。

优良的亚麻纤维为淡黄色，强度约4.9～5.5cN/dtex，比棉高，伸长率非常低，这组它的细微构造有关。弹性模量很高，约为19600N/㎜²。所以亚麻纤维的抗弯刚度很大，表现为相当硬直。亚麻纤维光泽较好，吸湿、放湿容易，速度也快，对紫外线的透过率也较大，对人体皮肤的卫生保健有一定作用，有一定的耐光性，导热性能好，所以冷感强，适于夏季服用。亚麻纤维所制成的织物以它独特的“爽”“清凉感”，通气性好，耐洗且缩水少，不易污染，污染后又极易洗去，日光照射下不变色等等良好的服用性能，使其深受人喜爱。

亚麻纤维不仅有中腔，而且它的表面还有许多细孔与中腔相连，这些细孔能很快地吸收水分，并很快地使水分散发，同时也能很快地传递皮肤的热量，而使人有清凉的感觉。又由于亚麻纤维很刚硬，所以与相同平方米重量的棉织物相比，亚麻织物的透气率要高。

从服用要求来看，这些性能都较理想。但亚麻纤维也有弹性差，制成织物易起皱，悬垂性较差的缺点。

亚麻主要成分是纤维素、果胶、木质素等，它的化学性质与棉相近，对酸的抵抗力极差，对碱的抵抗力稍强，在含氯的氧化剂作用下，也会使纤维性能恶化。亚麻纤维主要作衣料、渔网线和耐水要求高的场合，如消防管等。

苎麻(ramie)

苎麻属荨麻科苎麻属，是多年生宿根植物，一年能收获多次。苎麻分白叶苎麻和绿叶苎麻两种，白叶苎麻的叶背有白色茸毛，这种苎麻起源于我国南部山区，在我国栽培历史最悠久，有“中国草”(chi－na grass)之称。绿叶苎麻起源于东南亚热带地区，叶背呈绿色，无白色茸毛，产量、质量都差。我国目前种的是白叶种苎麻，产地主要集中在长江流域一带。

苎麻栽一年后，即能收获，一般一年三次，三次收获的苎麻分别称为头麻、二麻、三麻。苎麻纤维是初生韧皮纤维，存在于麻茎的初生韧皮内部。苎麻纤维束约为200～400㎝，单纤维也很长，约60～250㎜，最长可达550㎜，宽为20～45μm。纤维的纵向表现有节状凸起，细胞壁厚，截面呈扁圆形、椭圆形、半圆形、菱形、多角形不一，有明显的中腔(图2－19)

苎麻纤维是植物纤维中强力最高，断裂伸长率最低。弹性模量最高的一种纤维。它的弹性模量约比涤纶短纤维大六倍，比强力黏胶纤维大二倍。根据X射线分析可知。它的微胞沿纤维轴向配置，整列度和定向度很好。苎麻吸湿后强力上升，同时也具有如上述亚麻纤维的特性。苎麻是麻纤维中品质最好的纤维，且具有丝样的光泽，在日本有“绢麻”的别名。且刚度高、硬挺、不粘身，适宜制作夏季衣料。苎麻与涤纶混纺的“麻的确良”具有挺爽的风格，很受欢迎。

毛纤维

羊毛

动物毛纤维有棉羊毛、山羊绒、马海毛、骆驼绒、驼羊毛、兔毛等，这里主要就产量最多、应用最广的棉羊毛为例进行说明。

羊毛即绵羊毛是纺织服装工业的重要原料，它具有许多优良的特性，如弹性好、吸湿性强、保暖性好、不易玷污、光泽柔和。这些性能使毛织物和毛料服装具有独特的风格。

绵羊毛的品种

国内绵羊毛①土种毛:未经改良的我国土种羊的羊毛属土种毛。由于羊种、产地和饲养条件不同，土种毛的品质和性能有很大差别。如西藏种绵羊毛，羊毛细度均匀，有毛辫，毛的强度大，弹性好，光泽亮，长度也长，可作长毛绒、毛毯、地毯和精纺呢绒原料。而哈萨克毛为异制粗毛，质量较差，作为纺织原料使用也有一定影响。

②改良毛:我国各主要产毛区进行了羊种培养和改良工作，培育成了改良细羊毛和改良半细毛。目前仍在不断努力培育新品种培育新品种，以提供数量更多、品质更好的细毛。

⑵国外绵羊毛:澳大利亚、新西兰、阿根廷和乌拉圭是世界羊毛的主要输出国，这些国家的产毛量和南非地区的产毛量一起共占世界总表毛量的60%。以澳大利亚和新西兰的产毛量最高。我国进口的羊毛，也大部分是由这些国家进口的。以澳大利亚为例，主要品种是优良的美利权，羊毛细而均匀，毛丛长而整齐，一般约长35～75㎜，卷曲正常，强度高，弹性好，色泽洁白，光泽好，杂质少，油汗多，是毛纺工业的优良原料。

绵羊品种、羊的生长、饲养的条件对羊毛的品质有很大影响。羊毛分为细绒毛、粗毛、发毛、两型毛和死毛。