棉纖維素大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是由β—D葡萄糖?；舜艘?，4甙鍵聯(lián)結(jié)而成，大分子的兩個(gè)末端葡萄糖?；鶐в胁煌鶊F(tuán)，一端有四個(gè)自由羥基，另一端有三個(gè)自由經(jīng)基和一個(gè)半縮醛羥基。纖維素大分子鏈中的貳鍵對(duì)堿的穩(wěn)定性較高，對(duì)酸則易發(fā)生水解，使大分子聚合度下降，分子間力減弱，因而強(qiáng)度下降。

目前纖維素對(duì)堿的作用機(jī)理說(shuō)法不一，但普遍認(rèn)為，堿只能與纖維大分子上的輕基發(fā)生作用。有人將濃堿與纖維素作用后的產(chǎn)物用醇等試劑長(zhǎng)時(shí)間沖洗，卻總有部分堿洗不掉，說(shuō)明堿確實(shí)與纖維素發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。

其作用原理有兩種理論解釋：一種觀點(diǎn)認(rèn)為纖維素是一種弱酸；它與堿發(fā)生了類似中和反應(yīng)而生成醇鈉化合物；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為堿和纖維素輕基結(jié)合，形成分子化合物，即分子化合說(shuō)。

一般認(rèn)為以上兩種反應(yīng)可能同時(shí)存在。但堿與纖維素作用后的產(chǎn)物叫堿纖維素，它是一種不穩(wěn)定的化合物，經(jīng)水洗后仍能恢復(fù)原來(lái)的纖維素分子結(jié)構(gòu)，但纖維的微結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，結(jié)晶區(qū)減少了，無(wú)定形區(qū)增加了。天然棉纖維的結(jié)晶度為70%，經(jīng)濃堿作用后的絲光棉纖維，結(jié)晶度降至50%一60%，這說(shuō)明堿液使纖維發(fā)生膨化而破壞了部分結(jié)晶區(qū)，這種作用很有實(shí)用意義，是棉纖維染整加工中的重要環(huán)節(jié)。

因此，在染整加工中利用不同濃堿的作用可得到絲光、堿縮等效果，還可以生產(chǎn)泡泡紗等產(chǎn)品。纖維素纖維遇酸后，常表現(xiàn)出手感變硬、強(qiáng)度降低，甚至?xí)刻炕?。這是由于酸對(duì)纖維素分子中甙鍵水解起催化作用，水解后形成聚合度不同的混合物，被稱為水解纖維素。水解纖維素的化學(xué)組成與原纖維素并無(wú)區(qū)別，只是聚合度較低，纖維素相對(duì)分子質(zhì)量具有更大的多分散性。水解纖維素若繼續(xù)與酸作用，聚合度降至50左右稱為纖維素糊精。

如果纖維素甙鍵完全水解斷裂則產(chǎn)物就是葡萄糖。影響纖維素水解的因素主要是酸的性質(zhì)、反應(yīng)溫度及作用時(shí)間。

在實(shí)際生產(chǎn)中，如果用酸工藝適當(dāng)，就不會(huì)產(chǎn)生纖維嚴(yán)重?fù)p傷。酸與纖維素作用的一般規(guī)律是，酸性愈強(qiáng)，催化能力愈強(qiáng)，水解速度加快。強(qiáng)無(wú)機(jī)酸如鹽酸、硫酸、硝酸對(duì)纖維素水解特別強(qiáng)，弱酸如磷酸、硼酸催化活性較弱；有機(jī)酸如醋酸則更緩和。酸對(duì)纖維素纖維雖有危害，但只要控制得當(dāng)，仍有許多實(shí)際用處。

如織物經(jīng)含氯漂白劑漂白后用稀酸處理，可進(jìn)一步加強(qiáng)漂白作用；可用酸中和織物上剩余的堿；棉織物用酸處理生產(chǎn)蟬翼紗；滌棉織物的爛花鞘等產(chǎn)品均有應(yīng)用。