Hemijski principi drevne proizvodnje papira uglavnom se ogledaju u nizu hemijskih promena koje se dešavaju tokom proizvodnih procesa, uključujući preradu sirovina, kuvanje, celulozu, proizvodnju papira i sušenje.
U fazi prerade sirovina, sirovine za proizvodnju papira su uglavnom biljna vlakna, kao što su konoplja, kora i bambus. Sirovine su natopljene alkalnom krečnom vodom, koja hemijski reaguje sa nečistoćama u biljnim vlaknima. Lignin, koji se nalazi u biljnim vlaknima, pod dejstvom krečne vode podleže hidrolizi, uništava se njegova struktura i odvaja se od vlakana. Istovremeno, krečna voda takođe razgrađuje pektin, uklanjajući nečistoće iz vlakana i čineći ih čistijim.
U fazi kuvanja, natopljene sirovine se stavljaju u lonac za kuvanje. Pod visokim temperaturama i alkalnim uslovima, hemijski sastav vlakana se dalje menja. Celuloza se delimično razgrađuje, menja se njena molekularna struktura, smanjuje se stepen polimerizacije, a molekularni lanci se skraćuju. Ovo poboljšava fleksibilnost i plastičnost vlakana, stvarajući uslove za kasniju izradu papira.
Proces pulpe ima za cilj dalje rafiniranje i raspršivanje vlakana, proces koji pokreće hemijske reakcije. Vlakna su izložena mehaničkim silama, uzrokujući promjene u površinskim funkcionalnim grupama. Na primjer, hidroksilne grupe na površini vlakana prolaze kroz sporu reakciju oksidacije s kisikom u zraku, stvarajući novi kisik-koji sadrži funkcionalne grupe. Ove nove funkcionalne grupe povećavaju silu vodonične veze između vlakana, dajući papiru bolju čvrstoću i žilavost.
U procesu proizvodnje papira, pulpa se razvlači na bambusov sito ili kalup, a voda se ocijedi kako bi se formirao papir. Kako voda isparava, razmak između vlakana se smanjuje, a sile interakcije se povećavaju. Istovremeno, male molekule na površini vlakana se koncentrišu isparavanjem vode, formirajući hemijske veze između vlakana i povećavajući strukturnu stabilnost papira.
