تنعكس المبادئ الكيميائية لصناعة الورق القديمة بشكل أساسي في سلسلة من التغيرات الكيميائية التي تحدث أثناء عمليات الإنتاج، بما في ذلك معالجة المواد الخام، والطهي، وفصل اللب، وصناعة الورق، والتجفيف.
في مرحلة معالجة المواد الخام، تكون المواد الخام لصناعة الورق في الغالب أليافًا نباتية، مثل القنب واللحاء والخيزران. ويتم نقع المواد الخام في ماء الجير القلوي الذي يتفاعل كيميائياً مع الشوائب الموجودة في ألياف النبات. يخضع اللجنين الموجود في الألياف النباتية للتحلل المائي تحت تأثير ماء الجير، ويتم تدمير بنيته، وينفصل عن الألياف. وفي الوقت نفسه، يقوم ماء الليمون أيضًا بتحليل البكتين، مما يزيل الشوائب من الألياف ويجعلها أكثر نقاءً.
في مرحلة الطهي، توضع المواد الخام المنقوعة في وعاء للطهي. في ظل درجات الحرارة المرتفعة والظروف القلوية، يتغير التركيب الكيميائي للألياف بشكل أكبر. يتعرض السليلوز لتحلل جزئي، ويتغير تركيبه الجزيئي، وتنخفض درجة بلمرته، وتقصر السلاسل الجزيئية. يؤدي ذلك إلى تحسين مرونة الألياف ولدونتها، مما يخلق الظروف اللازمة لصناعة الورق لاحقًا.
تهدف عملية فصل الألياف إلى تحسين وتشتيت الألياف بشكل أكبر، وهي عملية تؤدي إلى تفاعلات كيميائية. تتعرض الألياف لقوى ميكانيكية، مما يسبب تغيرات في المجموعات الوظيفية السطحية. على سبيل المثال، تخضع مجموعات الهيدروكسيل الموجودة على سطح الألياف لتفاعل أكسدة بطيء مع الأكسجين الموجود في الهواء، مما يؤدي إلى توليد أكسجين جديد-يحتوي على مجموعات وظيفية. تعمل هذه المجموعات الوظيفية الجديدة على زيادة قوة الترابط الهيدروجيني بين الألياف، مما يمنح الورق قوة وصلابة أفضل.
في عملية صناعة الورق، يتم نشر اللب على شاشة أو قالب من الخيزران، ويتم تصريف الماء لتشكيل الورق. ومع تبخر الماء، تقل المسافة بين الألياف، وتزداد قوى التفاعل. وفي الوقت نفسه، تتركز الجزيئات الصغيرة الموجودة على سطح الألياف مع تبخر الماء، وتشكل روابط كيميائية بين الألياف وتعزز الاستقرار الهيكلي للورق.
