Набухание целлюлозы в растворах щелочей — сложный физико-химический процесс и еще окончательно не выясненный. Важнейшими факторами, оказывающими влияние на степень набухания целлюлозы, являются структура волокна, природа и концентрация реагента и температура.

Степень набухания древесных технических целлюлоз значительно выше, чем хлопковых, но ниже регенерированных. Гетерогенность надмолекулярной структуры целлюлозы, наличие в ней кристаллических и аморфных участков приводят к набуханию двух типов: межкристаллитному и внутрикристаллитному.

Важную роль при набухании играет концентрация растворов гидроксида натрия. В очень концентрированных растворах степень набухания целлюлозы уменьшается. Концентрация раствора щелочи, при которой происходит максимальное набухание, зависит от характера целлюлозного материала и от температуры обработки. С понижением температуры степень набухания целлюлозы в растворах увеличивается, поскольку набухание целлюлозы в щелочи — процесс экзотермический.

Для характеристики степени набухания технической целлюлозы определяют набухание по массе, объемное набухание, линейное расширение и капиллярную впитываемость целлюлозы. На эти показатели, кроме вышеуказанных факторов, в значительной степени оказывает влияние структура испытуемого целлюлозного листа,. Поэтому в дополнение к перечисленным показателям иногда определяют плотность технической целлюлозы, которая, в отличие от постоянной плотности целлюлозного вещества, изменяется в широких пределах. Для определения степени набухания целлюлозы обычно в практике контроля используют 17,5%-ный раствор. Однако более полная характеристика способности целлюлозы к набуханию может быть получена при определении набухания в растворах щелочи с различной массовой долей NaOH, включая и набухание в воде.

Растворимость целлюлозы в растворах гидроксидов щелочных металлов, по существу, зависит от тех же факторов, что и ограниченное набухание, т. е. от природы исходного целлюлозного материала и от условий щелочной обработки. С уменьшением степени полимеризации растворимость целлюлозы в растворах щелочи повышается. В случае гидроксида натрия максимальная растворимость хлопковой целлюлозы при обычной температуре наблюдается в растворах с массовой долей NaOH около 12%, древесной целлюлозы — 10% и ниже. С понижением температуры растворимость целлюлозы в растворе щелочи одной и той же концентрации увеличивается. Следует отметить, что растворимость целлюлозы в щелочах и влияние этого показателя на свойства волокна еще недостаточно изучены. Для характеристики целлюлозы предлагалось множество методов определения ее растворимости в растворах гидроксидов различных щелочных металлов. Однако в настоящее время для определения устойчивости целлюлозы к действию "щелочей используют только растворы гидроксида натрия. Для определения содержания альфа-, бета- и гамма-целлюлозы— 17,5%-ный раствор NaOH при 20°С, для определения растворимости — 10 и 18%-ные растворы NaOH при 20°С.

Гравиметрический метод определения альфа-целлюлозы является условным и требует строгого соблюдения условий проведения анализа. К источникам ошибок, кроме несоблюдения концентрации раствора гидроксида натрия и температуры обработки, можно отнести операции разбавления и промывки остатка альфа-целлюлозы от щелочи. До настоящего времени эти процессы не унифицированы в методах анализа, применяемых в разных странах. В одних методах образец целлюлозы после обработки 17,5%-ным раствором NaOH промывают водой, уксусной кислотой и снова водой. В других— первая промывка водой исключается, остаток на фильтре сначала обрабатывают уксусной кислотой, а затем водой. В СССР согласно стандартной методике предусматривается после обработки целлюлозы 17,5%-ным раствором NaOH промывка остатка 9,5%-ным раствором NaOH и водой, в США — 8,3%-ным раствором щелочи и уксусной кислотой. Значения массовой доли альфа-целлюлозы, определенные по методикам, включающим ее промывку раствором гидроксида натрия с меньшей концентрацией, всегда будут ниже этого показателя, полученного для одного и того же образца по методикам без дополнительной щелочной промывки.