Los principios químicos de la fabricación de papel antigua se reflejan principalmente en una serie de cambios químicos que ocurren durante los procesos de producción, incluido el procesamiento de la materia prima, la cocción, la fabricación de pulpa, la fabricación de papel y el secado.
En la etapa de procesamiento de materias primas, las materias primas para la fabricación de papel son principalmente fibras vegetales, como cáñamo, corteza y bambú. Las materias primas se sumergen en agua de cal alcalina, que reacciona químicamente con las impurezas de las fibras vegetales. La lignina contenida en las fibras vegetales se hidróliza bajo la influencia del agua de cal, su estructura se destruye y se separa de la fibra. Al mismo tiempo, el agua de cal también descompone la pectina, eliminando las impurezas de la fibra y haciéndola más pura.
En la etapa de cocción, las materias primas remojadas se colocan en una olla para cocinar. En condiciones alcalinas y de alta temperatura, la composición química de las fibras cambia aún más. La celulosa sufre una degradación parcial, su estructura molecular cambia, su grado de polimerización disminuye y las cadenas moleculares se acortan. Esto mejora la flexibilidad y plasticidad de la fibra, creando las condiciones para la posterior fabricación del papel.
El proceso de fabricación de pulpa tiene como objetivo refinar y dispersar aún más las fibras, un proceso que desencadena reacciones químicas. Las fibras están sometidas a fuerzas mecánicas, provocando cambios en los grupos funcionales de la superficie. Por ejemplo, los grupos hidroxilo en la superficie de la fibra experimentan una lenta reacción de oxidación con el oxígeno del aire, generando nuevos grupos funcionales que contienen oxígeno-. Estos nuevos grupos funcionales aumentan la fuerza de los enlaces de hidrógeno entre las fibras, dando al papel mayor resistencia y dureza.
En el proceso de fabricación de papel, la pulpa se extiende sobre una malla o molde de bambú y el agua se drena para formar papel. A medida que el agua se evapora, la distancia entre las fibras disminuye y las fuerzas de interacción aumentan. Al mismo tiempo, pequeñas moléculas en la superficie de la fibra se concentran con la evaporación del agua, formando enlaces químicos entre las fibras y mejorando la estabilidad estructural del papel.
