（一）棉纤维的组成物质
棉纤维的成分含量见表2-2，主要组成物质是纤维素，棉纤维是自然界最纯的纤维素标本。纤维素的分子式为［C6H10O5］n，n为聚合度，棉纤维的聚合度在6000～11000。纤维素中碳元素含量44.44%，氢元素含量6.17%，氧元素含量49.39%。纤维素的化学结构式为：
纤维素的单体单元为葡萄糖剩基。棉花生长过程中，二氧化碳和水经过叶子的光合作用形成葡萄糖，葡萄糖被输送至种子，葡萄糖剩基以氧为桥成为氧六环，氧六环的1，4碳原子缩去一个水分子成为氧六环大分子长链。在纤维素大分子的构造单元中存在三个游离羟基，一个是伯羟基，两个仲羟基，这使其某些化学性质较为活泼。由氧六环组成的纤维素大分子内旋转比较困难，导致棉纤维比较刚硬。
棉纤维中包含有约5%的伴生物，纤维外表面的脂肪蜡质对纤维有保护和润滑作用，有利于纺纱。但高温时棉蜡易熔化，染整前必须经煮练去除脂肪蜡质。脂肪蜡质影响吸湿性，脱脂棉的吸湿性大幅度增加。棉纤维中腔内的残余物有细胞核等，其颜色决定棉纤维颜色。严格讲，棉纤维中包含的糖分并非伴生物，多为昆虫的分泌物，附着于纤维表面，纺纱时容易缠绕罗拉、皮辊、皮圈等。
表2-2 棉纤维的成分含量
（二）棉纤维的物理性质
1.较强的吸湿能力 因棉纤维的主要成分是纤维素，有较多的亲水性基团（如－OH），棉纤维中有中腔，又有很多孔隙，因此，吸湿能力较强。在标准大气条件下，回潮率可达8%。在常温下，相对湿度为100%时，其平衡回潮率可达24%～27%。棉纤维吸湿后，其强力会增加，伸长也会增加。
2.耐热性良好 在110℃以下，只会使水分蒸发，不会引起棉纤维损伤。能短时间忍受125～150℃高温作用。150℃时，棉纤维会发生轻微分解。
3.保暖性较好 其导热系数为0.071～0.073W/（m·℃），仅次于毛、丝，优于其他化学纤维，也是御寒的优良絮料之一。
4.干燥棉纤维也是电的不良导体 其介电常数在4～7.5，随着含水率的提高，其导电性也增加，介电常数增加。因此，也可用此性能测定棉纤维的含水率。(www.xing528.com)
5.在阳光照射下纤维素大分子会发生分解 聚合度下降导致强度下降。光照作用中，紫外线对纤维的破坏作用最强。棉织物在阳光下曝晒一个月，强度会下降26.5%，两个月会下降45.8%，三个月会下降60.6%。
6.受微生物作用会引起分解 破坏棉纤维的微生物种类很多，其中以霉菌作用较剧烈。遭受微生物损害后产生黑斑，黑斑在碱液中易溶解，还会导致棉纤维品级下降。
7.棉纤维密度大 密度为1.5g/cm3，为纺织纤维中较重的一种。
（三）棉纤维的化学性质
1.棉纤维不溶于水 但吸水后会膨胀，不溶于任何普通溶剂，如醚、苯和酒精。
2.对碱和有机酸有较强的抵抗力 因为纤维素分子葡萄糖甙键，对碱的作用具有高度的稳定性。但在高温浓碱中，也会受到强烈的破坏。在常温或低温下将棉纤维浸入浓度为18%～25%的氢氧化钠溶液中，纤维素吸收氢氧化钠，引起纤维横向膨胀，横截面由腰圆形变成圆形，天然转曲消失，长度缩短。此时，若对棉纤维施加张力，不使长度收缩，则可使棉纤维光泽改善、强度增加、吸湿能力及毛细管效应提高、染色印花性能改善。纺织工业上常利用此方法处理棉纺织品，以提高其外观和内在质量，这种加工处理就称为丝光处理。
3.对无机酸抵抗力较弱 盐酸、硝酸等强无机酸对纤维素破坏作用强烈，磷酸较弱，硼酸最小。70%浓硫酸或硝酸，在常温下也可使纤维素破坏以至溶解。因此，棉质服装极忌强酸，即使溅到一小滴强酸，也会产生一个小洞。
4.棉纤维的染色性能很好 一般染料均可染色。成熟纤维染色较均匀，不成熟的则差。
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