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棉纖維成熟度是棉纖維在生長過程中纖維壁發育加厚的程度。棉花花朵開放時，胚珠表皮細胞已多處隆起，受粉后胚珠發育成為棉籽，而表皮細胞發育成為棉纖維。每根纖維是一個單細胞，其生長分為兩個階段：前期為伸長期，原始細胞伸長形成一個中空薄壁圓管向外延伸的初生胞壁，胞壁表皮層為極薄的薄膜；后期為增厚期，在纖維伸長后期胞壁開始增厚，在初生胞壁內壁上由外向內逐日淀積纖維素，組成次生胞壁。在溫度高、光照足、雨量適宜時，胞壁增厚快；在土質差，管理不善，病蟲害嚴重，氣溫低于15℃等條件下，胞壁增厚減慢或停止。
棉纖維成熟度對棉纖維外觀形態和內在質量有很大影響。成熟度與棉纖維性能：　①纖維形態：棉纖維的次生胞壁淀積過程中呈螺旋結構，在棉鈴吐絮、纖維干涸收縮時產生扭轉，形成隨機分布的左旋和右旋，稱為天然轉曲。隨生長時的晝夜溫度、光照不同，次生胞壁淀積速度也不同，形成疏密相間的同心層次，稱為“日輪”。在顯微鏡下觀察,成熟棉纖維有較多豐滿的繩狀轉曲,胞壁較厚，中腔較小，截面呈腰圓形；未成熟棉纖維縱向轉曲少，胞壁較薄，中腔明顯，腔寬大于胞壁厚度；極不成熟棉纖維縱向呈扁平帶狀,無轉曲或有極少折轉,胞壁極薄，截面形態很不規則；過成熟棉纖維呈棒狀，極少轉曲，中腔不明顯(見圖不同成熟度的棉纖維)。② 纖維品質：同一品種棉纖維的外圓周長基本相同，因而纖維胞壁厚度可作為纖維成熟程度的量度。胞壁愈厚，成熟度愈好。成熟度高的纖維強度高、纖維粗、轉曲多、顏色潔白、光澤明亮、富有彈性、染色性能好、纖維間抱合力大，成紗質量高；過成熟纖維胞壁過厚，纖維剛硬，成紗質量差；未成熟纖維較細，強度低，顏色滯白，光澤暗淡,缺乏彈性，吸濕快，回潮率高,常易粘附較多夾雜物，紡紗時易斷裂，質量較差；極不成熟纖維胞壁很薄，染色性能很差。③工藝性能：在紡紗過程中，成熟纖維中所附著的雜質容易清除，不易產生索絲和棉結，落棉少，制成率高，斷頭率低，產量高，織

成的布面豐滿勻凈，染色均勻，富有光澤，堅牢耐用；過成熟纖維紡紗時加拈效率低，成紗強力略差，但織物耐磨好；未成熟纖維在加工時容易損傷和扭結，附著的雜質難以排除，飛花多，制成率低，布面灰暗粗糙，容易顯現染疵和白星；極不成熟的纖維紡紗困難，成紗的外觀和內在質量都很差。　　

成熟度檢驗方法，有胞壁中腔對比法、氫氧化鈉膨脹法、偏振光檢驗法、氣流儀壓差法等。

① 胞壁中腔對比法：成熟程度不同，纖維中腔寬度與胞壁厚度比值即成熟系數也不同，把成熟系數不同的棉纖維制成相應的形態標樣圖。檢驗時把纖維置于顯微鏡下逐根觀察，對照標樣圖確定成熟系數，并計算得出成熟系數的平均值。棉纖維的成熟度好，成熟系數就大。細絨棉的正常平均成熟系數在1.5～2.0。

② 氫氧化鈉膨脹法：成熟度不同，纖維在堿液膨化作用下呈現的形態變化也不同。檢驗時把纖維置于顯微鏡下，滴入18％氫氧化鈉溶液，逐根觀察其形態，區分成熟和不成熟纖維，分別計算其百分率。成熟纖維經膨化后，呈棒狀，沒有卷曲，纖維壁總寬度等于或大于中腔寬度；不成熟纖維則具有幾乎透明的扁平薄帶狀輪廓，或有較多折曲，纖維壁總寬度小于中腔寬度。

③ 偏振光檢驗法：成熟度不同的纖維在偏振光顯微鏡中的光程差不同，白色光產生的干涉色彩也不相同，可以此區別成熟度。檢驗時將纖維置于偏振光顯微鏡中，根據所呈現的不同色彩，逐根觀察區分成熟和不成熟纖維，分別計算其百分率。在一級紅補償器的慢光方向與纖維軸平行時，成熟纖維呈橙、黃、綠色；不成熟纖維呈透明紫、藍色。

（見彩圖天然纖維：棉 葉和花、天然纖維：棉 棉鈴和吐絮、棉纖維的橫截面和縱向外形、不同成熟度的棉纖維在偏振光顯微鏡下的圖像、棉纖維的橫截面和縱向外形、棉纖維的橫截面和縱向外形）

　④ 氣流儀壓差法：成熟度不同，在氣流儀上的兩種壓縮度下氣流通過棉樣的壓力損失之差也不同，氣流儀壓差法利用這一原理來檢測成熟度。差值愈小成熟系數愈高。