棉纤维是由受精胚珠的表皮细胞经伸长、加厚而成的种子纤维，不同于一般的韧皮纤维。棉纤维以纤维素为主，占干重的93-95％，其余为纤维的伴生物。由于棉纤维具有许多优良经济性状，使之成为最主要的纺织工业原料。棉纤维细胞壁的主要组成物质是纤维素，表层含蜡类物质和少量糖类物质，内壁面含有蛋白质、糖类等。纤维素是天然高分子聚合物，由碳、氢、氧三元素组成，分子式为[C6H10O5]n。分子中含有大量的烃基，结晶区和无定形区交错存在。干燥的成熟棉纤维中，纤维素的含量在95%以上，是自然界中纯度极高的纤维素资源之一。
棉纤维的生长发育
棉纤维的生产可分为三个阶段：
伸长期：纤维加长，形成胞壁
加厚期：长度基本长足，主要是胞壁加厚
转曲期（干涸期）：失去水分、胞壁扭转，沿纤维纵向形成天然转曲。
棉纤维的组成物质
初
生层
初生层的外皮是一层极薄的蜡质与果胶，表面有细丝状皱纹。蜡质对棉纤维具有保护作用，能防止外界水分的侵入。
次
生层
次深层是棉纤维加厚期淀积纤维素形成的部分，是棉纤维的主要构成部分，几乎全为纤维素组成。次深层决定了棉纤维的主要物理性质。
中
腔
它是棉纤维生长停止后遗留下来的内部空隙。中腔内留有少数原生质和细胞核残余物，对棉纤维
本色有影响。
1
棉纤维的截面形态结构
成熟正常的棉纤维，截面是不规则的腰圆形，中有中腔。未成熟的棉纤维，截面形态极扁，中腔很大。过成熟棉纤维，截面呈圆形，中腔很小。棉纤维的截面由外至内主要由初生层、决生层和中腔三个部分组成。
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棉纤维纵向形态
棉纤维具有天然转曲，它的纵面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。 成熟正常的棉纤维转曲最多。未成熟棉纤维呈薄壁管状物，转曲少。过成熟棉纤维呈棒状，转曲也少。
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长度
棉纤维长度是指纤维伸直时两端间的距离，是棉纤维的重要物理性质之一。棉纤维的长度 主要由棉花品种、生长条件、初加工等因素决定。棉纤维长度与成纱质量和纺纱工艺关系密切。棉纤维长度长，整齐度好，短绒少，则成纱强力高，条干均匀，纱线表面光洁，毛羽少。棉纤维的长度是不均匀的，一般用主体长度、品质长度、均匀度、短绒率等指标来表示棉纤维的长度及分布。主体长度是指棉纤维中含量最多的纤维的长度。品质长度是指比主体长度 长的那部分纤维的平均长度，它在纺纱工艺中，用来确定罗拉隔距。短绒率是指长度短于某一 长度界限的纤维重量占纤维总重量的百分率。一般当短绒超过15%时，成纱强力和条干会明显变差。此外，还有手扯长度、跨距长度等长度指标。
2
线密度
棉纤维的线密度是指纤维的粗细程度，是棉纤维的重要品质指标之一，它与棉纤维的成熟 程度、强力大小密切相关。棉纤维线密度还是决定纺纱特数与成纱品质的主要因素之一，并与织物手感、光泽等有关。纤维较细，则成纱强力高，纱线条干好，可纺较细的纱。
3
成熟度
棉纤维的成熟度是指纤维细胞壁的加厚程度，即棉纤维生长成熟的程度，它与纤维的各项物理性能密切相关。正常成熟的棉纤维，截面粗、强度高、转曲多、弹性好、有丝光、纤维间抱合力大、成纱强力也高。所以，可以将成熟度看成是棉纤 维内在质量的一个综合性指标。
4
强度和弹性
棉纤维的强度是纤维具有纺纱性能和使用价值的必要条件之一，纤维强度高，则成纱强度也高。棉纤维的强度常采用断裂强力和断裂长度表示。细绒棉的强力为3.5~4.5cN，断裂长度为21~25km；长绒棉的强力为4~6cN，断裂长度为30km。由于单根棉纤维的强力差异较大，所以一般测定棉束纤维强力，然后再换算成单纤维的强度指标。棉纤维的断裂伸长率为3%-7%，弹性较差。
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吸湿性
棉纤维是多孔性物质，且其纤维素大分子上存在许多亲水性基因(-OH)，所以其吸湿性较好，一般大气条件下，棉纤维的回潮率可达8.5%左右。
6
耐酸碱性
棉纤维耐无机酸能力薄弱。棉纤维对碱的抵抗能力较大，但会引起横向膨化。 可利用稀碱溶液对棉布进行 “ 丝光 ” 。
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