棉纤维可以与氢氧化钠作用生成碱纤维素。氢氧化钠浓度不同，进入到棉纤维内部的区域也不同。当氢氧化钠浓度<9％时，仅能进入棉纤维的无定形区，浓度>13％时，不仅能进入棉纤维的无定形区，破坏无定形区纤维素分子链之间的氢键，发生微晶胞间的溶胀，也能进入棉纤维的部分结晶区，部分地拆开结晶区内的结合力，发生微晶胞内的溶胀，并改变微晶胞的晶体结构，作用的结果使棉纤维发生不可逆的剧烈溶胀。这是因为钠离子的体积小，又是一个水化能力很强的离子。在钠离子周围有较多的水，形成一层很厚的水化层。当钠离子进人棉纤维内部并与纤维结合时，大量的水分子也被带人纤维内部，因而引起纤维剧烈溶胀。一般来说，随着碱液浓度提高，与纤维素结合的钠离子数增多，水化程度提高，纤维的溶胀程度也相应增大。但当氢氧化钠浓度提高到一定程度时，水全部以水化状态存在，此时若再继续提高氢氧化钠浓度，对每个钠离子来说，能结合到的水分子数量有减少的倾向，即钠离子的水化层变薄，因而纤维溶胀程度反而减小。但氢氧化钠不能破坏晶体内的所有结合力，所以在氢氧化钠作用下，棉纤维只能发生有限溶胀，不能发生无限溶胀一一溶解。棉纤维经浓碱作用再水洗去碱后，碱纤维素发生水解，化学组成能恢复到原来状态。但由于发生了剧烈溶胀，纤维素的分子链不能全部恢复到原来状态，棉纤维的超分子结构和形态结构发生不可逆变化，从而使纤维或织物的性能得到改善。浓碱处理后纤维超分子结构的不可逆变化，表现为部分结晶区转变为无定形区，纤维的结晶度下降，无定形区增加，从而提高了纤维对染料或化学药剂的吸附能力和纤维的化学反应性能。棉纤维的结晶度为的腰子形变为椭圆形甚至圆形，胞腔缩为一点，整根纤维由扁平带状变成团柱状。此时，若施加张力，纤维经拉伸后，圆度增加，整齐度提高，棉纤维表面原有的皱纹消失，表面平滑度提高，对光线反射由原来的漫反射转变为较多的定向反射，并增加了反射光的强度，从而使