棉纤维物理指标变异性能研究

文/王星宇 盖磊

近年来，我国每年用棉量均在1000万吨以上，其中大部分都是国家储备库内存放若干时间的棉花，有的储备棉甚至是在储备库存放多年。棉花经过长时间的存放，其物理指标会发生怎样的变化，棉花品质是否下降？通过国家棉花公检实验室进行模拟测试，统计和分析棉纤维物理指标随存放时间延长的具体变异情况。

试验样本和方法

试验地点和样本。新疆昌吉州呼图壁仪器化公证检验实验室作为试验地点，从企业棉包抽取皮棉样品24个（250克），作为此次试验的样本，编号为1～24号。

试验技术方法：严格按照国家棉花仪器化公证检验规程进行试验操作，每次试验前按要求在温度（20±2）℃、湿度（65±3）%条件下，平衡待测样本棉样24小时以上。

试验人员和设备：安排两名取得HVI检测设备操作员证的检验人员为试验人员，统一操作手法。使用美国进口大容量纤维检测仪HVI1000C编号为080317设备，每次试验前对该设备进行校准和校准检查。

在2014年3月、2014年9月、2015年6月和2016年12月，分4次对同一样本棉样进行测试，每个样本棉样测试5次，记录检测样本的上半部平均长度、长度整齐度、断裂比强度、马克隆值、反射率、黄度值，并计算5次测试的平均值，结果不确定度由HVI设备测试系统自动计算得出。用Excel软件进行数据统计和分析，使用Word作图。

检测结果分析

1.上半部平均长度。如图1和图2，对4次检测的24组样本棉样长度指标进行作图分析，发现经过3年存放之久，棉纤维长度指标变化不大。

图2 棉纤维长度变化情况

2.长度整齐度。如图3和图4，对24组样本检测结果分析，棉纤维长度整齐度指数在3年存放期变化不大。

图3 棉纤维长度整齐度指数变化情况

图4 棉纤维长度整齐度指数变化情况

3.断裂比强度。如图5和图6，对24组样本检测结果分析，棉纤维断裂比强度曲线在3年存放期整体略微下降，纤维强度略微减弱。

图5 棉纤维断裂比强度变化情况

图6 棉纤维断裂比强度变化情况

4.马克隆值。如图7和图8，对24组样本检测结果分析，棉纤维马克隆值在3年存放期变化不大。

5.反射率。如图9和图10，对24组样本检测结果分析，棉纤维反射率在3年存放期变化非常大，显示为棉纤维反射率降低，并且降低幅度较大。

图7 棉纤维马克隆值变化情况

图8 棉纤维马克隆值变化情况

图9 棉纤维反射率变化情况

6.黄度。如图11和图12，对24组样本检测结果分析，棉纤维黄度在3年存放期变化也非常大，分析显示为棉纤维黄度上升，且上升幅度较大。

结论

图11 棉纤维黄度变化情况

图12 棉纤维黄度变化情况

从本次试验的棉花纤维主要物理指标来看，在3年内随着存放时间越来越长，棉纤维的上半部平均长度、长度整齐度指数、马克隆值的变化不大。如果存放时间继续延长，以上指标是否会有较大变化，还有待于进一步对储存棉花样品进行检测分析和验证。

但是随着存放时间延长，棉纤维的断裂比强度值有下降的趋势，棉纤维的强度在缓慢减弱。棉纤维的反射率下降非常明显，而黄度上升幅度非常大。24组样品棉样在3年的测试结果中，明显发现全部样本的颜色级都下降了1～3个档次不等，甚至部分颜色级白棉降为淡点污棉，淡点污棉降为淡黄染棉。

目前，相同等级相同产地的棉花，新棉花和存放时间超过3个月以上的棉花对纺纱过程、纺纱质量会产生明显的不同。新棉花由于加工完后，僵片、不孕棉、软籽表皮、带纤维籽屑、棉籽壳等会在加工过程中破损，未受温度和湿度的长时间影响，表现出较强的粘连性。另外，由于棉纤维表面的蚜虫粪和含蜡、含糖分子处于活性，微生物活动能力强，在纺织厂温湿度的影响下易粘缠。因此，新棉花在使用过程中表现为棉皮、死棉及短绒粘胶辊、胶圈明显，而清梳联对这些疵点的清除能力弱，原棉中的许多疵点易随纤维转移存在于纱线中，严重时缠胶辊罗拉，影响生产的顺利进行，并使棉纱中的棉结、短粗节及常发性纱疵大面积增加。而存放超过3个月以上的棉花粘缠胶辊现象明显下降，而且原棉中的僵片、不孕籽、软籽表皮、带纤维籽屑都因通风及温度的影响而分散开来，便于清梳联清除。存放时间较长或更长的棉花，虽然各项品质指标变化缓慢，但是颜色级下降明显，棉花品质降低，对纺织生产还是具有一定影响。

棉花在正常的储存条件下，保质期较长，但由于棉花内含有一定的水分，夏天来临后，由于温度升高、湿度增大等原因，尤其是温度超过35℃时，对棉花的颜色影响较大，可能出现自然变异，进而影响到棉花的颜色级。因此棉花在长时间存放时，必须控制好存储环境的温度和湿度。目前国内的棉花储备库房有砖混仓和钢板仓两种。储存库要求交通便利、防火、通风、防潮、防霉变等。一般来说，棉花应库内堆垛存放，库外存放要盖苫布，垛与垛之间应留出必要的通道。棉花保管员应每天查库，测量温湿度，并做好记录。根据天气变化和库内外温湿度差异，应适时采取通风散湿或关闭仓库等措施。