De chemische principes van het oude papiermaken worden voornamelijk weerspiegeld in een reeks chemische veranderingen die plaatsvinden tijdens de productieprocessen, waaronder de verwerking van grondstoffen, koken, verpulveren, papiermaken en drogen.
In de verwerkingsfase van grondstoffen bestaan de grondstoffen voor het maken van papier voornamelijk uit plantaardige vezels, zoals hennep, schors en bamboe. De grondstoffen worden gedrenkt in alkalisch kalkwater, dat chemisch reageert met onzuiverheden in de plantenvezels. Lignine, dat zich in de plantenvezels bevindt, ondergaat hydrolyse onder invloed van kalkwater, de structuur wordt vernietigd en het scheidt zich van de vezels. Tegelijkertijd breekt kalkwater ook pectine af, waardoor onzuiverheden uit de vezels worden verwijderd en deze zuiverder worden.
In de kookfase worden de geweekte grondstoffen in een pan geplaatst om te koken. Onder hoge temperaturen en alkalische omstandigheden verandert de chemische samenstelling van de vezels verder. Cellulose ondergaat een gedeeltelijke afbraak, de moleculaire structuur verandert, de polymerisatiegraad neemt af en de moleculaire ketens worden korter. Dit verbetert de flexibiliteit en plasticiteit van de vezel, waardoor omstandigheden worden gecreëerd voor de daaropvolgende papierproductie.
Het verpulpingsproces heeft tot doel de vezels verder te verfijnen en te verspreiden, een proces dat chemische reacties teweegbrengt. De vezels worden onderworpen aan mechanische krachten, waardoor veranderingen in de functionele oppervlaktegroepen ontstaan. Hydroxylgroepen op het vezeloppervlak ondergaan bijvoorbeeld een langzame oxidatiereactie met zuurstof in de lucht, waardoor nieuwe zuurstof-bevattende functionele groepen ontstaan. Deze nieuwe functionele groepen vergroten de waterstofbindingskracht tussen de vezels, waardoor het papier een betere sterkte en taaiheid krijgt.
Bij het maken van papier wordt de pulp uitgespreid op een bamboezeef of mal en wordt het water afgevoerd om papier te vormen. Naarmate het water verdampt, wordt de afstand tussen de vezels kleiner en nemen de interactiekrachten toe. Tegelijkertijd concentreren kleine moleculen op het vezeloppervlak zich door de verdamping van water, waardoor chemische bindingen tussen de vezels worden gevormd en de structurele stabiliteit van het papier wordt verbeterd.
