В результате различных условий варки сульфатная и сульфитная целлюлозы отличаются, как известно, распределением остаточного лигнина в волокнах, химическим составом, а также степенью полимеризации и молекулярно-массовым распределением.
Используя новый метод исследований, Э. Раффаэль количественно установил различия в надмолекулярном строении сульфатной и сульфитной целлюлозы. Он нашел, что в сульфатной целлюлозе структурная упорядоченность свойственна значительно большим областям, чем в сульфитной. Именно этим указанный автор объясняет более высокую реакционную способность сульфитной целлюлозы.
Как указывает Ю. Н. Непенин, у сульфатной целлюлозы как лигнин, так и гемицеллюлозы распределены равномерно в толще клеточной стенки волокна и относительно труднодоступны, чем и объясняется трудность отбелки, плохая реакционная способность и трудность размола сульфатной целлюлозы. У сульфитной целлюлозы остаточный лигнин и гемицеллюлозы сосредоточены в наружных слоях вторичной оболочки и поэтому более доступны действию химических реагентов и механическому воздействию при размоле.
В процессе размола при прочих равных условиях у волокон сульфитной целлюлозы по сравнению с волокнами сульфатной разрушение первичной стенки и рост удельной внешней поверхности происходит заметно быстрее. Относительно высокое содержание лигнина во вторичной стенке волокон сульфатной целлюлозы, сохраняющееся после варки, обусловлено, как предполагает Г. Томлинсон, набуханием волокон, вызываемым щелочью, что затрудняет доступ щелочи к лигнину. Таким образом, уменьшение содержания лигнина в сульфатной целлюлозе приводит к большему снижению выхода и прочности.
В сульфитной целлюлозе, а также в предгидролизованной сульфатной целлюлозе отсутствуют: галактоза, арабиноза, рамноза и галактуроновая кислота, что обусловлено, но мнению Ж- К- Хамилтона и Н. С. Томсона, кислотным гидролизом полимеров, содержащих эти сахара.