Senās papīra ražošanas ķīmiskie principi galvenokārt atspoguļojas virknē ķīmisku izmaiņu, kas notiek ražošanas procesos, tostarp izejvielu apstrādē, vārīšanā, celulozes veidošanā, papīra ražošanā un žāvēšanā.
Izejvielu apstrādes posmā papīra ražošanas izejvielas galvenokārt ir augu šķiedras, piemēram, kaņepes, miza un bambuss. Izejvielas iemērc sārmainā kaļķa ūdenī, kas ķīmiski reaģē ar augu šķiedrās esošajiem piemaisījumiem. Augu šķiedrās esošais lignīns kaļķūdens ietekmē tiek hidrolizēts, tiek iznīcināta tā struktūra un atdalās no šķiedras. Vienlaikus kaļķu ūdens sadala arī pektīnu, no šķiedras noņemot piemaisījumus un padarot to tīrāku.
Gatavošanas stadijā izmērcētās izejvielas ievieto katlā vārīšanai. Augstas temperatūras un sārmainos apstākļos šķiedru ķīmiskais sastāvs tālāk mainās. Celuloze daļēji sadalās, mainās tās molekulārā struktūra, samazinās polimerizācijas pakāpe, saīsinās molekulārās ķēdes. Tas uzlabo šķiedras elastību un plastiskumu, radot apstākļus turpmākai papīra ražošanai.
Pulverēšanas procesa mērķis ir vēl vairāk attīrīt un izkliedēt šķiedras, kas izraisa ķīmiskas reakcijas. Šķiedras tiek pakļautas mehāniskiem spēkiem, izraisot izmaiņas virsmas funkcionālajās grupās. Piemēram, hidroksilgrupām uz šķiedras virsmas notiek lēna oksidēšanās reakcija ar skābekli gaisā, radot jaunas skābekļa -saturošas funkcionālās grupas. Šīs jaunās funkcionālās grupas palielina ūdeņraža saites spēku starp šķiedrām, nodrošinot papīram labāku izturību un stingrību.
Papīra ražošanas procesā mīkstumu izklāj uz bambusa sieta vai veidnes, un ūdeni notecina, veidojot papīru. Ūdenim iztvaikojot, attālums starp šķiedrām samazinās, un mijiedarbības spēki palielinās. Vienlaikus mazas molekulas uz šķiedras virsmas koncentrējas, iztvaicējot ūdeni, veidojot ķīmiskās saites starp šķiedrām un uzlabojot papīra strukturālo stabilitāti.
