项目2-3 棉纤维成熟度检验
【项目任务】
某公司送来1份棉纤维原料样品，要求对这批原棉进行成熟度检验，并出具检测报告。
【项目要求】
1.在学习查阅相关资料和标准的基础上，采用分组讨论的方式，制订工作计划，并写出实施方案。
2.在教师的指导下，以小组为单位，学生在纺织检测实训室，按照标准分别用中段切断称重法和纤维细度分析仪法进行测试操作。
3．安全、规范地使用仪器及化学试剂，并做好实验场地的清洁整理工作。
4.完成检测报告。
5.小组互评，教师点评。
棉纤维的成熟度是指棉纤维细胞壁增厚的程度。成熟度是反映棉纤维品质的综合性指标，成熟度的高低与棉纤维的细度、强力、弹性、吸湿性、染色、转曲的形态及可纺性有密切关系，是原棉品质测试的重要内容。
一、棉纤维成熟度的指标
表征棉纤维成熟度的指标有成熟系数、成熟度比和成熟纤维百分率等。
1.成熟系数（K）
根据棉纤维腔宽与壁厚比值的大小（与纤维形态有关，见图2-1）所定出的相应数值，即将棉纤维成熟程度分为18组后所规定的18个数值，最不成熟的棉纤维成熟系数定为零，最成熟的棉纤维成熟系数定为5，用以表示棉纤维成熟度的高低。棉纤维成熟系数与腔宽壁厚比值间的对应关系见表2-2。
图2-1 不同成熟系数的棉纤维形态
正常成熟的细绒棉的成熟系数一般在1.5~2.0，低级棉的成熟系数在1.4以下。从纺纱工艺与成品质量来考虑，成熟系数在1.7~1.8时，较为理想。长绒棉的成熟系数通常在2.0左右，比细绒棉高。
2.成熟度比（M）
成熟度比是指棉纤维细胞壁的实际增厚度（指棉纤维细胞壁的实际横截面积对相同周长的圆面积之比）与选定为0.577的标准增厚度之比。成熟度比越大，说明纤维越成熟。成熟度比低于0.8的纤维未成熟。
表2-2 成熟系数与腔宽壁厚比值对照表
3.成熟纤维百分率（PM）
成熟纤维百分率是指在一个试验试样中，成熟纤维根数占纤维总根数的百分率。成熟纤维是指发育良好而胞壁厚的纤维，经氢氧化钠溶液膨胀后纤维呈无转曲状。不成熟纤维是指发育不良而胞壁薄的纤维，经氢氧化钠溶液膨胀后纤维呈螺旋状或扁平状，纤维胞壁薄且透明。
二、棉纤维成熟度的测定方法
棉纤维成熟度的测定方法较多，常用的有腔壁对比法、偏光仪法及氢氧化钠膨胀法等。
1.腔壁对比法
腔壁对比法是通过显微镜目测棉纤维的中腔宽度与胞壁厚度的比值，以平均成熟系数作指标来检测棉纤维成熟度的高低。其计算式如下：
式中:K——平均成熟系数；
Ki——第ｉ组纤维的成熟系数；
ni——第ｉ组纤维的根数。
根据需要还可以计算成熟系数的标准差、变异系数和未成熟纤维百分数（成熟系数在0.75及以下的纤维根数占测定纤维总根数的百分数）等指标。
2.偏光仪法
采用棉纤维偏光成熟度仪，根据棉纤维的双折射性质，应用光电方法测量偏振光透过棉纤维和检偏片后的光强度。由于光强度与棉纤维的成熟度相关，成熟度高光强度强，成熟度低光强度弱，因而通过转化计算可求得棉纤维的成熟系数、成熟度比、成熟纤维百分率等指标。
3.氢氧化钠膨胀法
将棉纤维浸入18％的氢氧化钠溶液中，由于钠离子包括被吸引的水分子和氢氧根离子，不仅能进入纤维的无定形区，而且会进入结晶区，从而引起纤维细胞壁的膨胀。根据膨胀后棉纤维的中腔宽度与胞壁厚度的比值及纤维形态，将棉纤维分类并计算其成熟比或成熟纤维百分率。
（1）成熟度比。
式中：M——成熟度比；
N——正常纤维的平均百分率；
D——死纤维的平均百分率。
（2）成熟纤维百分率。
式中：M′——成熟纤维根数；
T——纤维总根数。