棉纤维是一种细而长的物体。每根成熟的棉纤维，大致可分为基部，中部和 顶端三部分。一般顶端封闭，中部略粗，两端略细，纤维长度与宽度之比约为 1000~3000倍。正常成熟的棉纤维，外观上具有天然转曲，即它的纵面呈不规 则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。天然转曲是棉纤维所特有的纵 向形态特征，在纤维鉴别中可以从天然转曲这一特征将棉与其他纤维区别开来。 天然转曲一般以棉纤维单位长度(1厘米)中扭转半周，即180°的个数表示。细 绒棉的转曲数约为39一65个/厘米，比正常成 熟的长绒棉少。不成熟的薄壁纤维外观呈扁带 状，转曲很少，过成熟的纤维外观呈棒状，转 曲也少。天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力， 有利于纺纱工艺过程的正常进行和成纱质量的 提高。但转曲反向次数多的棉纤维强度较低。 棉纤维的横截面由许多同心层组成，目前己 可区分出六个层次，主要的有初生层，次生层、 面结构示意图 中脑三个部分，见图1一4 初生层是在棉纤维伸长期形成的，它的外皮是一层极薄的蜡质与果胶，表面 有螺旋状条纹，螺旋角大约30°，条纹的深度和间距约为0.5微米，长度在10 微米以上。在外皮之下才是纤维的初生胞壁，由网状的原纤组成，其厚度很薄 约为0.1~一0.2微米、初生层与棉纤维表面性质密切相关。例如棉蜡使棉纤维具 有良好的适宜于纺纱的表面性能，但在棉纱、棉布漂染前要经过煮练以除去棉蜡， 保证染色均匀。 次生层是棉纤维在加厚期沉积而成的部分，几乎都是纤维素，是棉纤维的主 体层，又可分为三个层次，如图1一4所示的S1、S2、S3层。纤维素在次生层中 沉积并不均匀，以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形，螺旋角约为20°~ 30°，并沿纤维长度方向有时左时右的转向。次生层决定了棉纤维的主要物理性 质。 棉纤维生长停止后遗留下来的内部空隙就是中腔。同一品种的棉纤维外周长 大致相等，次生层厚时中腔就小，次生层薄时中腔就大。中腔内留有少数原生质 和细胞核残余，对棉纤维颜色有影响。 (二)棉纤维的化学性能 主要组成物质是纤维素(C,H0)约占94%，此外，含有多缩戊糖、蜡质、 蛋白质、脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物。在棉纤维生长过程中，其化学组成 是不断变化的，见表1一2。 表1-2 细绒棉纤维在牛长过程中化学组成的变化
棉纤维是一种细而长的物体。每根成熟的棉纤维，大致可分为基部，中部和 顶端三部分。一般顶端封闭，中部略粗，两端略细，纤维长度与宽度之比约为 1000～3000 倍。正常成熟的棉纤维，外观上具有天然转曲，即它的纵面呈不规 则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。天然转曲是棉纤维所特有的纵 向形态特征，在纤维鉴别中可以从天然转曲这一特征将棉与其他纤维区别开来。 天然转曲一般以棉纤维单位长度(1 厘米)中扭转半周，即 180°的个数表示。细 绒棉的转曲数约为 39～65 个/厘米，比正常成 熟的长绒棉少。不成熟的薄壁纤维外观呈扁带 状，转曲很少，过成熟的纤维外观呈棒状，转 曲也少。天然转曲使棉纤维具有一定的抱合力， 有利于纺纱工艺过程的正常进行和成纱质量的 提高。但转曲反向次数多的棉纤维强度较低。 棉纤维的横截面由许多同心层组成，目前已 可区分出六个层次，主要的有初生层，次生层、 中腔三个部分，见图 1－4。 初生层是在棉纤维伸长期形成的，它的外皮是一层极薄的蜡质与果胶，表面 有螺旋状条纹，螺旋角大约 30°，条纹的深度和间距约为 0.5 微米，长度在 10 微米以上。在外皮之下才是纤维的初生胞壁，由网状的原纤组成，其厚度很薄， 约为 0.1～0.2 微米、初生层与棉纤维表面性质密切相关。例如棉蜡使棉纤维具 有良好的适宜于纺纱的表面性能，但在棉纱、棉布漂染前要经过煮练以除去棉蜡， 保证染色均匀。 次生层是棉纤维在加厚期沉积而成的部分，几乎都是纤维素，是棉纤维的主 体层，又可分为三个层次，如图 1－4 所示的 S1、S2、S3 层。纤维素在次生层中 沉积并不均匀，以束状小纤维的形态与纤维轴倾斜呈螺旋形，螺旋角约为 20°～ 30°，并沿纤维长度方向有时左时右的转向。次生层决定了棉纤维的主要物理性 质。 棉纤维生长停止后遗留下来的内部空隙就是中腔。同一品种的棉纤维外周长 大致相等，次生层厚时中腔就小，次生层薄时中腔就大。中腔内留有少数原生质 和细胞核残余，对棉纤维颜色有影响。 （二）棉纤维的化学性能 主要组成物质是纤维素（C6H10O5） 约占 94%，此外，含有多缩戊糖、蜡质、 蛋白质、脂肪、水溶性物质、灰分等伴生物。在棉纤维生长过程中，其化学组成 是不断变化的，见表 1－2。 表 1－2 细绒棉纤维在生长过程中化学组成的变化 图 1-4 棉纤维截面结构示意图
组成物 组成物质含量 0 发5 水溶性物压 40.8 119 4.3 3.09 1.8 .12 纤维素是一种碳水化合物，是在棉花生长过程中由二氧化碳和水经过光合作 用而形成的。纤维素是一种多糖物质，每个纤维素大分子是由个葡萄糖剩基， 彼此以1-4代键（氧桥）联结而形成的。这个为大分子的聚合度。棉纤维素的聚 合度为10000一15000，即它是由10000~一15000个萄萄腰剩基连成一个大分子。 纤维素大分子的官能团是羟基(-O)和武键(-0-)。羟基是亲水性基团，使棉 纤维具有一定的吸湿能力，而武键对酸敏感，所以棉纤维比较耐碱而不耐酸。此 外，棉纤维素大分子的氧六环之间距离较短，大分子间羟基的作用又较多，故纤 维素大分子的柔曲性较差，是属于较僵硬的大分子，棉纤维表现为比较刚硬，初 始模量很高，回弹性质有限 1.水和染料的作用 棉纤维虽然具有大量的亲水性基团，但它并不溶于水，仅能有限度地膨化。 这主要是由于纤维素大分子间存在着较强的氢键和范德华力。当棉纤维被水湿润 而膨化后，水只能进入纤维内部的无定形区。棉纤维在水中横截面积增长可达 45~50%,但其长度方向仅增长1~2%，呈各向异性。长时间的蒸汽作用会使 纤维强度变弱，并且由于蒸汽中存在着氧气，会使纤维素氧化。 当棉纤维用染料进行染色时，通常采用染料的水溶液来进行。其中水分除了 用作染料的溶剂外，同时又是纤维的优良膨化剂。由于纤维被水膨化，染料分子 才能很好地讲入大分子间的空隙，与大分子结合起来，使棉纤维若色。棉纤维的 染色性能很强，一般染料均可染色，成熟好的棉纤维染色均匀，成熟不好的棉纤 维染色则差。 2.酸和碱的作用 纤维素大分子键中有甙键存在，由于式键对酸特别敏感，对碱的作用都相当 稳定，所以棉纤维耐碱而不耐酸。 棉纤维在酸的水溶液中或高温水作用下可被水解，在水解过程中形成很多中 间产物，称为中间纤维素。强无机酸如硫酸，盐酸，硝酸等，对纤维素的作用特 别强烈，磷酸较弱，有机酸如甲酸，乙酸等对棉纤维作用也较弱。一些酸性盐类， 如疏酸铝，它的水溶液呈酸性反应，也能引起棉纤维素水解切断分子长链而呈现 脆损。酸对棉纤维的作用，随着温度，浓度和时间的增加，破坏程度也加快
纤维素是一种碳水化合物，是在棉花生长过程中由二氧化碳和水经过光合作 用而形成的。纤维素是一种多糖物质，每个纤维素大分子是由 n 个葡萄糖剩基， 彼此以 1-4 甙键(氧桥)联结而形成的。这个 n 为大分子的聚合度。棉纤维素的聚 合度为 10000～15000，即它是由 10000～15000 个葡萄糖剩基连成一个大分子。 纤维素大分子的官能团是羟基(-OH)和甙键(-O-)。羟基是亲水性基团，使棉 纤维具有一定的吸湿能力，而甙键对酸敏感，所以棉纤维比较耐碱而不耐酸。此 外，棉纤维素大分子的氧六环之间距离较短，大分子间羟基的作用又较多，故纤 维素大分子的柔曲性较差，是属于较僵硬的大分子，棉纤维表现为比较刚硬，初 始模量很高，回弹性质有限。 1．水和染料的作用 棉纤维虽然具有大量的亲水性基团，但它并不溶于水，仅能有限度地膨化。 这主要是由于纤维素大分子间存在着较强的氢键和范德华力。当棉纤维被水湿润 而膨化后，水只能进入纤维内部的无定形区。棉纤维在水中横截面积增长可达 45～50％，但其长度方向仅增长 1～2％，呈各向异性。长时间的蒸汽作用会使 纤维强度变弱，并且由于蒸汽中存在着氧气，会使纤维素氧化。 当棉纤维用染料进行染色时，通常采用染料的水溶液来进行。其中水分除了 用作染料的溶剂外，同时又是纤维的优良膨化剂。由于纤维被水膨化，染料分子 才能很好地进入大分子间的空隙，与大分子结合起来，使棉纤维着色。棉纤维的 染色性能很强，一般染料均可染色，成熟好的棉纤维染色均匀，成熟不好的棉纤 维染色则差。 2．酸和碱的作用 纤维素大分子键中有甙键存在，由于甙键对酸特别敏感，对碱的作用都相当 稳定，所以棉纤维耐碱而不耐酸。 棉纤维在酸的水溶液中或高温水作用下可被水解，在水解过程中形成很多中 间产物，称为中间纤维素。强无机酸如硫酸，盐酸，硝酸等，对纤维素的作用特 别强烈，磷酸较弱，有机酸如甲酸，乙酸等对棉纤维作用也较弱。一些酸性盐类， 如硫酸铝，它的水溶液呈酸性反应，也能引起棉纤维素水解切断分子长链而呈现 脆损。酸对棉纤维的作用，随着温度，浓度和时间的增加，破坏程度也加快。 含量 组成物质 组成物质含量 （%） 25 天 35 天 45 天 60 天 80 天 纤维素 40.2 77.9 78.6 85.8 93.9 多缩戊糖 2.9 1.5 1.1 1.07 1.02 蛋白质 5.8 3.4 2.5 1.5 0.9 脂肪与蜡质 4.1 2.3 1.6 1.01 0.6 水溶性物质 40.8 11.9 — 9.8 3.3 灰分 4.3 3.09 2.6 1.8 1.12