Хімічні принципи стародавнього виробництва паперу в основному відображаються в серії хімічних змін, які відбуваються під час виробничих процесів, включаючи обробку сировини, варіння, целюлозу, виробництво паперу та сушку.
На етапі обробки сировини сировиною для виробництва паперу є переважно рослинні волокна, такі як коноплі, кора та бамбук. Сировина замочується в лужній вапняній воді, яка вступає в хімічну реакцію з домішками рослинних волокон. Лігнін, що міститься в рослинних волокнах, під дією вапняної води піддається гідролізу, руйнується його структура і він відділяється від волокна. Одночасно вапняна вода також розкладає пектин, видаляючи домішки з клітковини і роблячи її чистішою.
На етапі варіння замочену сировину поміщають у каструлю для варіння. При високій температурі та лужних умовах хімічний склад волокон ще більше змінюється. Целюлоза зазнає часткової деградації, змінюється її молекулярна структура, знижується ступінь полімеризації, коротшають молекулярні ланцюги. Це покращує гнучкість і пластичність волокна, створюючи умови для подальшого виготовлення паперу.
Процес виготовлення целюлози спрямований на подальше очищення та диспергування волокон, процес, який запускає хімічні реакції. Волокна піддаються механічним зусиллям, викликаючи зміни в поверхневих функціональних групах. Наприклад, гідроксильні групи на поверхні волокна піддаються повільній реакції окислення з киснем у повітрі, утворюючи нові кисневмісні-функціональні групи. Ці нові функціональні групи збільшують силу водневого зв’язку між волокнами, надаючи паперу кращу міцність і міцність.
У процесі виготовлення паперу целюлоза розкладається на бамбуковому ситі або формі, а вода зливається для формування паперу. У міру випаровування води відстань між волокнами зменшується, а сили взаємодії збільшуються. Одночасно малі молекули на поверхні волокна концентруються під час випаровування води, утворюючи хімічні зв’язки між волокнами та підвищуючи структурну стабільність паперу.
