棉纤维的主要成份是纤维素，纤维素是天然高分子化合物，纤维素的化学结构式由α葡萄糖为基本结构单元重复构成，其元素组成为碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。棉纤维的聚合度在6000~11000间。此外，棉纤维还附有5%左右的其他物质，称为伴生物，伴生物对纺纱工艺与漂练、印染加工均有影响。棉纤维的表面含有脂蜡质，俗称棉蜡，棉蜡对棉纤维具有保护作用，是棉纤维具有良好纺纱性能的原因之一，但在高温时，棉蜡容易熔融。所以棉布容易绕罗拉、绕胶辊。经脱脂处理，原棉吸湿性增加，吸水能力可达本身重量的23~24倍。
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
不同日均温、土壤水量下不同品种棉纤维长度
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。
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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，可以将成熟度看成棉纤维内在质量的一个综合性指标。
中腔　棉纤维生长停止后，胞壁内遗留下来的空隙称为中腔。同一品种的棉纤维，中段初生细胞周长大致相等。当次生胞壁厚时，中腔就小；次生壁薄时，中腔就大。当棉铃成熟而示裂开时，棉纤维截面呈圆形，中腔亦成圆形，中腔截面相当于纤维截面积的1/2或1/3.当棉铃自然裂开后，由于棉纤维内水分蒸发，纤维胞壁干涸，棉纤维截面就呈腰圆形，中腔截面也随之压扁，压扁后的中腔截面仅为纤维总面料的10%左右。

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