Удлинение волокна при разрыве составляет в среднем 7—8%, что объясняется спиралеобразным расположением слоев целлюлозы в стенке волокна. Хлопковые волокна характеризуются незначительным упругим и большим пластическим удлинением. Из-за низкой упругости волокна текстильные изделия из хлопка легко мнутся, на них образуются нераспрямляющиеся складки и замины.
Гигроскопичность хлопкового волокна невысока по сравнению с другими природными волокнами, по мере созревания волокна она снижается. Однако гигроскопичность хлопковых волокон вполне достаточна для обеспечения хороших гигиенических свойств тканей. В нормальных условиях влажность волокна хлопка составляет 7—9%. Максимальная влажность волокна хлопка (при относительной влажности, близкой к 100%) —20—23%. К действию воды, как холодной, так и горячей, хлопковое волокно устойчиво. При нагревании в горячей воде (до 150 °С) под давлением свойства хлопка также не ухудшаются. В водной среде волокно хлопка разбухает, увеличивается в поперечнике на 15—30% в зависимости от температуры и длительности обработки. Набухание волокна сопровождается увеличением его разрывной прочности на 15—17%, что объясняется увеличением степени ориентации макромолекул целлюлозы по направлению действия растягивающей нагрузки.
Термоустойчивость волокна хлопка довольно высокая. Увлажненное волокно не разрушается при температуре даже выше 250 °С. До тех пор пока влага из волокна удаляется испарением, температура его не превышает 100°С. Однако после потери влаги волокно быстро разрушается с образованием различны жидких и газообразных продуктов. При температуре 400—450 °С волокно обугливается. Волокно выдерживает кратковременное нагревание до температуры 120—150 °С.
Под влиянием солнечного света и атмосферных воздействий волокно хлопка постепенно разрушается, что выражается в уменьшении механической прочности и удлинения, увеличении жесткости и ломкости волокна. Наиболее разрушающе на волокна действуют ультрафиолетовые лучи. Механизм разрушающего действия солнечной радиации на текстильное волокно очень сложен. Большинство исследователей считают, что деструкция целлюлозы волокна происходит в результате фотолиза, фотоокисления и фотогидролиза. Для протекания прямого фотолиза необходимо, чтобы энергия поглощенных лучей превышала энергию химических связей в макромолекуле целлюлозы. В макромолекуле целлюлозы различают два основных вида связей — глюкозидную и углеродную, энергия которых равна соответственно 31,9-104 и 79,4 • 104Дж/моль. Энергия электромагнитного излучения лучей ультрафиолетового диапазона с длиной волны короче 370 Нм достаточна для разрушения обоих видов химической связи макромолекулы целлюлозы.
Под действием энергии ультрафиолетовых лучей макромолекулы целлюлозы приходят в возбужденное состояние, в результате чего легко вступают в реакцию с кислородом, что и является причиной протекания процесса фотоокисления. Наличие гигроскопической влаги в волокнах и окружающей среде рассматривается как один из основных факторов, способствующих протеканию фотогидролиза. Облучение целлюлозы ультрафиолетовыми лучами ускоряет этот процесс. Фотодеструкция целлюлозы протекает во времени. Начальный этап ее — поглощение лучистой энергии и переход макромолекул целлюлозы в возбужденное состояние. Механизм реакций зависит от многих факторов. Хлопковые волокна обладают более высокой светоустойчивостью, чем волокна вискозные и натурального шелка, но уступают по этому показателю льняным и шерстяным.
Химические свойства. Под действием минеральных кислот волокно хлопка разрушается в результате гидролиза целлюлозы. Щелочеустойчивость хлопковых волокон очень высокая: даже при кипячении в растворах щелочей без доступа кислорода волокна почти не изменяются. Но при кипячении в растворах едких щелочей с доступом воздуха механическая прочность волокна уменьшается вследствие окисления целлюлозы. Своеобразно действуют на хлопковые волокна крепкие растворы едких щелочей на холоде (при температуре 15—18 °С): волокна набухают, укорачиваются, теряют извитость, их прочность и блеск (при натяжении) повышаются, улучшаются адсорбционные свойства.
Устойчивость к биологическому разрушению. Хлопковые волокна по химическому составу представляют собой достаточно хороший субстрат для жизнедеятельности различных микроорганизмов. Волокно с содержанием влаги (более 9%) может повреждаться или разрушаться в результате жизнедеятельности микроорганизмов.