고대 제지의 화학적 원리는 원료 가공, 조리, 펄프화, 제지, 건조 등 생산 과정에서 발생하는 일련의 화학적 변화에 주로 반영됩니다.
원료가공단계에서 제지 원료는 대마, 나무껍질, 대나무 등 식물섬유가 대부분이다. 원료를 알칼리성 석회수에 담그면 식물 섬유의 불순물과 화학적으로 반응합니다. 식물 섬유에 함유된 리그닌은 석회수의 영향으로 가수분해되어 구조가 파괴되어 섬유에서 분리됩니다. 동시에 석회수는 펙틴을 분해하여 섬유질의 불순물을 제거하고 더 순수하게 만듭니다.
조리 단계에서는 불린 원료를 냄비에 넣어 조리한다. 고온 및 알칼리성 조건에서는 섬유의 화학적 조성이 더욱 변합니다. 셀룰로오스는 부분적으로 분해되어 분자 구조가 변하고 중합도가 감소하며 분자 사슬이 짧아집니다. 이는 섬유의 유연성과 가소성을 향상시켜 후속 제지 조건을 만듭니다.
펄프화 공정은 화학 반응을 유발하는 공정인 섬유를 더욱 정제하고 분산시키는 것을 목표로 합니다. 섬유는 기계적 힘을 받아 표면 기능 그룹에 변화를 일으킵니다. 예를 들어, 섬유 표면의 수산기는 공기 중의 산소와 느린 산화 반응을 거쳐 새로운 산소-함유 작용기를 생성합니다. 이러한 새로운 기능 그룹은 섬유 사이의 수소 결합력을 증가시켜 종이의 강도와 인성을 향상시킵니다.
제지 과정에서는 대나무 망이나 틀에 펄프를 펴고 물을 빼내 종이를 만듭니다. 물이 증발함에 따라 섬유 사이의 거리가 감소하고 상호 작용력이 증가합니다. 동시에 섬유 표면의 작은 분자는 물의 증발과 함께 집중되어 섬유 사이에 화학적 결합을 형성하고 종이의 구조적 안정성을 향상시킵니다.
