中国棉花纤维品质检验和评价的研究进展

王晓敏 韩文文

摘要：棉花是我国的主要经济作物，对我国经济发展具有重要意义。基于此，本文详细分析了中国棉花纤维品质检验和评价的研究进展。

关键词：棉花纤维;品质检验;评价

随着经济全球化和一体化趋势的日益增强，国家间的经济交流越来越频繁。我国作为棉花生产和消费大国，棉花和棉纺织产品的出口正在增加。在出口贸易中，对棉花的质量要求不断提高。为了确保我国棉花贸易的竞争优势，有必要对棉花质量进行有效的检测和系统的评价。同时，在现代纺织工业快速发展的环境下，对棉花的质量要求也逐渐提高。为维护交易的公平性，棉花质量的评价方法和检验指标应不断创新及改革。在完善的棉花质量检验评价体系下，棉花的生产、加工、销售和流通能更加有序、健康。

一、棉花纤维品质主要指标

1、长度。纤维检验长度方法较多，可分为逐根测定法、分组测定法、不分组测定法。分组测定法能得到主体长度、质量长度、短纤维率和基数等。不分组法是直接测量一束纤维长度，可得到上半部分平均长度及手扯长度、光电长度、分梳长度、跨距长度等。以上长度指标是棉纤维的代表长度，除分梳长度仅用于考种外，其他为常用指标。但由于试验方法、对象、标准不同，同一棉样不同长度指标得到的代表长度也不同，这种差异因棉花样品类型而异。一般来说，它们一般符合以下长度差异关系：质量长度>分梳长度>手扯长度和光电长度>主体长度>上半部分平均长度>50%跨距长度。

手扯长度是我国棉花标准GBll03规定的长度检验方法，按1mm分组。手扯长度试验简单，无需特殊的试验条件，可在现场试验，试验结果具有很强的代表性。近年来，我国大力推广HVI高容量纤维检测仪，逐步取代人工感官检测。棉纤维手扯长度与HVI上半部分平均长度在操作方法、样品取样位置、自误差、样品整齐度等方面存在差异。

2、纤维长度整齐度。棉花由不同长度的单根纤维组成，长度整齐度是纤维束长度分布的一个指标，通常在测定纤维长度时获得。由于长度测量方法不同，长度整齐度的指标也很多，常用的包括：分梳长度、跨距长度整齐度。由于校准方法的不同，有两种跨距长度整齐度：整齐度百分比、整齐度指数。整齐度百分比是50%跨距长度与2.5%跨距长度的比值。整齐度指数是指上半部平均长度与平均长度比值。

3、成熟度、细度及麦克隆值。棉花纤维成熟度是反映纤维胞壁增厚程度的重要指标。当纤维胞壁直径相似时，胞壁越厚，成熟度越高。棉花纤维细度、麦克隆值、强力、强力和染色特性等与成熟度密切相关。成熟度系数一般要求为1.6～1.8;低于1.6，认为成熟度不好，小于1.0，认为成熟度差，影响纤维强度和染色均匀性等;成熟系数若大于2.0，則为过成熟纤维，其纤维捻度小，不利于纤维间抱合，影响成纱强力。

棉花纤维细度是指纤维粗细度，其直接含义是纤维直径。由于棉花纤维直径很难直接测量，而棉纱粗细的主要衡量方法是重量细度，即单位重量长度，目前，重量细度多用于描述纤维粗细，而纤维直径细度只需在一些理论研究中了解。

考虑到细度测试方法繁琐，人们发明了利用棉花纤维对气流阻力来测试棉花细度。后来，深入研究表明，气流法测定的棉花细度与成熟度密切相关。因此，国际上制定了反映纤维细度和成熟度的综合指标-麦克隆值。对于同一品种或类似品种，气流表读数能全面反映纤维粗细和成熟度。在美国棉花分级标准中，“马克隆值”是一项重要指标。规定从1991年起实施新的收购价格政策，麦克隆值为3.7～4.2的棉花给以加价;麦克隆值3.5～3.7、4.2～4.9不加不扣;小于3.5或高于4.9，由于不成熟差或太粗，应适当扣减售价。

4、棉花纤维强度（力）及断裂伸长率。棉纤维强力（力）是衡量纤维拉伸性能的重要指标，对成纱质量有重要影响。当其他物理性能基本相同时，纤维强度越高，纺纱断头率越低，成纱强度越高，织物强度高、坚牢耐穿。棉纺生产时，一般需综合分析棉花纤维强度（力），作为指导原棉选择的重要指标。单纤维强力是指单纤维在拉伸断裂时所能承受的最大断裂载荷，也称为断裂强力，通常用“厘牛顿”表示，在我国长期使用的单位是“克力”。单纤维强力取决于纤维粗细和纤维单位面积所能承受的载荷（断裂强度）。由于纤维强力指数本身不考虑纤维细度，难以综合评价纤维的拉伸性能，材料间无可比性。如亚洲棉，由于其纤维粗，单纤维强力高，不能以此认为亚洲棉具有良好的抗拉伸性。断裂比强度是指纤维单位横截面积或单位线密度所承受的断裂载荷，该指标考虑了纤维细度，可用于测量不同类型纤维和纱线的拉伸性能。由于试验方法、标准、夹头和隔距的不同，断裂强度有很多指标。同一指标因不同仪器而有不同结果。

断裂伸长率是指纤维束在最大断裂载荷下的相应伸长率，以3.2mm间距长度的百分比表示。断裂伸长率是指棉花纤维在承受外拉伸时的变形程度，与纺纱强力及条干均匀度密切相关。

二、我国棉花质量评价方法

我国棉花品质评价起源较晚，约从20世纪60年代开始研究，与国外发达国家相比存在较大差距。1966年，国务院成立了棉花纤维标准改革机构，了解研究了当时的棉花生产水平，制定了符合我国国情的国家棉花标准。该标准的制定，标志着我国棉花质量评价检测工作进入了一个新阶段，并逐步向规范化、标准化方向发展。

1985年，我国颁布了《棉花纤维检验抽样法》等棉花纤维检验方法标准，这是我国建立的第一个棉花纤维检验标准，能使我国各地的棉花纤维生产及检验更加规范，使棉花流通取得更好的效果。

1993年，我国在原有的棉花纤维检测标准的基础上进行了更新，提出了15个棉花纤维检测方法，使棉花纤维的单一质量指标更加规范化。

2003年，国务院批准了棉花质检体制改革方案，该方案明确要求研制国家棉花花色特征图及其应用软件，制定适合仪器化检测的棉花质量标准和相关技术。为此，有关部门对本标准进行了修订，颁布了《棉花国家标准（细绒棉）》（GB1103）。本标准增加了大容量棉花纤维测试仪（HVI）检测的长度和长度整齐度等物理指标，但仍保留了棉花品级指标。由于HVI能实现长度、长度整齐度等指标检测，但不能检测棉花等级，所以棉花质量检测体系的改革并未完全实现棉花质量仪器检验目标。

三、我国棉花纤维品质检验和评价的未来展望

经过一段时间的发展，我国棉花纤维质量检验评定工作取得了很大成绩，逐步缩短了与发达国家的差距，保证了我国棉花产品及纺织品的质量。随着检测技术的不断进步及科技的发展，我国棉花标准改革将进一步推进，逐步实现与国际标准的接轨。目前，我国棉花品质评价已逐步由定性转向定量，由人力转向仪器，在技术和标准上都有所提高。在这种情况下，应重点研究棉花色特征。首先，要认识到棉花纤维品质的形成受多种因素的影响，包括遗传因素、环境、栽培技术等，因此，应建立相关质量指标定量关系，研究各指标与棉花纤维品质间的关系，并将这些数据转化为模型，为培育优质棉花提供科学依据。同时，在棉花种植过程中，也将高新技术应用到地理信息系统中，这些技术能与农业发展相结合，为棉花生产提供有效的信息及源，并通过空间动态管理为棉花生产提供辅助工作。未来，可利用色特征的气象生态模型来分析各地区的棉花产量，在此基础上，建立了我国棉花纤维品质分级体系，并对棉花纤维品质指标及色特征的空间区域评价和预测，实现棉花纤维品质的宏观决策。其次，通过对棉花纤维色特征区域的分布研究，可结合我国棉花生产和纺织的实际需求，打造具有特色的棉花生态区域布局，在重点地区培育棉花，改进棉花品种和栽种技术，提高棉花生产效率，培育更优质棉花，提高我国棉花纤维的整体质量。

参考文献

[1]马利伟.我国棉花纤维品质检验和评价的研究进展[J].工业c，2018（01）.

[2]熊宗伟.中国棉花纤维品质检验和评价的研究进展[J].棉花学报，2016 （05）.