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棉纖維的主要成份是纖維素，纖維素是天然高分子化合物，纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式由α葡萄糖為基本結(jié)構(gòu)單元重復(fù)構(gòu)成，其元素組成為碳44.44%、氫6.17%、氧49.39%。

棉纖維的聚合度在6000~11000間。此外，棉纖維還附有5%左右的其他物質(zhì)，稱為伴生物，伴生物對紡紗工藝與漂練、印染加工均有影響。

棉纖維的表面含有脂蠟質(zhì)，俗稱棉蠟，棉蠟對棉纖維具有保護(hù)作用，是棉纖維具有良好紡紗性能的原因之一，但在高溫時(shí)，棉蠟容易熔融。所以棉布容易繞羅拉、繞膠輥。經(jīng)脫脂處理，原棉吸濕性增加，吸水能力可達(dá)本身重量的23~24倍。

棉纖維的內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)主要有纖維長度、纖維細(xì)度、纖維強(qiáng)度和纖維成熟度等四項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。

棉纖維長度

棉纖維長度是指伸直纖維兩端的距離。纖維長度有不同的測定方法。用手扯尺量法測出的長度叫手扯長度；用分梳法測出的長度叫分梳長度；用棉纖維光電長度儀測出的長度叫光電長度；用大容量纖維分析儀測出的長度叫跨距長度，常用的是2.5％跨距長度，簡稱2.5％纖維跨長。
一般情況下，分梳長度＞手扯長度、光電長度＞2.5％纖維跨長。棉纖維長度與成紗強(qiáng)度關(guān)系密切，用較長的纖維紡紗，會增加纖維之間的抱合長度，使紗線在受外力作用時(shí)，纖維不易滑脫，成紗強(qiáng)度較高。

棉纖維細(xì)度

棉纖維細(xì)度是指纖維的粗細(xì)程度，其直接含義是纖維細(xì)胞的直徑。由于棉纖維的直徑難以直接測定，且衡量棉紗粗細(xì)的主要是重量細(xì)度，即單位重量的長度，因而常選用重量細(xì)度來描述纖維的粗細(xì)?，F(xiàn)在常用氣流儀測定纖維的細(xì)度，即利用氣流原理，對纖維比表面積進(jìn)行快速測定，并由此估計(jì)纖維的細(xì)度，用馬克隆值表示。
纖維細(xì)度與成紗強(qiáng)度關(guān)系密切，由于棉紗由多根纖維抱合而成，紗線強(qiáng)度的高低，除決定于纖維自身強(qiáng)度外，還與單位紗線細(xì)度內(nèi)的纖維根數(shù)、纖維之間相對滑移的程度和條干均勻度有關(guān)。紡高支紗，只能使用纖維較長、細(xì)度較好的原棉。

棉纖維強(qiáng)度

 棉纖維強(qiáng)度是指棉纖維抵抗拉伸斷裂的強(qiáng)弱程度。在其他指標(biāo)基本相同時(shí)，纖維強(qiáng)度與紗、布質(zhì)量成正相關(guān)關(guān)系。在現(xiàn)代紡紗設(shè)備轉(zhuǎn)速較高的情況下，纖維強(qiáng)度高，對降低紡紗中的斷頭率和提高生產(chǎn)效率，具有很重要的作用。

棉纖維成熟度

棉纖維成熟度是一項(xiàng)反映纖維胞壁加厚程度的重要指標(biāo)。在纖維細(xì)胞直徑相似的情況下，胞壁愈厚，成熟度愈高。棉花纖維的細(xì)度、馬克隆值、強(qiáng)度以及染色特征等，都與成熟度有密切關(guān)系。

優(yōu)質(zhì)原棉纖維要求各主要物理性能指標(biāo)必須協(xié)調(diào)，即纖維的長度、強(qiáng)力、細(xì)度和整齊度要相互搭配合理，個別指標(biāo)好不能代表整體品質(zhì)好。