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造纸行业的高速发展，特种纸张使用量的逐年攀升，使得特种纸张增强化学品和工艺的研究成为了行业热点。表面施胶剂是特种纸张增强领域非常重要的一类，主要包括改性淀粉、丙烯酸酯乳液、聚乙烯醇类和水性聚氨酯乳液等。水性聚氨酯乳液相对于其他类型表面施胶剂，具有固化速率高、交联密度大和胶膜力学强度优良等优点，对纸张综合性能的提高尤为明显。 本研究以甲苯二异氰酸酯(TDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1，6-己二醇作为硬段、以聚己内酯二元醇(PCL1000)、聚碳酸酯二元醇(PCDL)、聚四氢呋喃二元醇(PTMG)、聚丙二醇(PPG)为柔性链段，通过异佛尔酮二胺(IPDA)扩链制备了一系列阴离子型聚氨酯乳液(WPU)，制备了一系列TDI型水性聚氨酯乳液，并对它的结构和性能做了深入的研究，同时对特种纸张进行表面施胶，对它的应用条件进行优化。另外，通过与聚乙烯醇乳液共混复合研究了不同共混比例对乳液、胶膜性能及特种纸张表面施胶效果的影响。研究结果表明: 1、研究了具有不同结构特点的水性聚氨酯乳液和胶膜的性能，采用多种现代分析手段对其结构、形态和热性能进行了表征，讨论了聚氨酯结构对于特种纸张性能的影响 (1)研究了n(NCO)/n(OH)对乳液、胶膜及纸张性能的影响。结果表明:当n(NCO)/n(OH)=1.8时，乳液粒径为75.72nm，它的机械性能也很优异，拉伸强度达到18MPa，断裂伸长率为238.73％;施胶后纸张耐折强度达到1075次，干湿拉力分别为155.6N和61.2N; (2)研究了w(1，6-己二醇)对乳液、胶膜及纸张性能的影响。当w(1，6-己二醇)=5％时，乳液粒径为51.17nm，拉伸强度为17.98MPa、断裂伸长率为284.53％，综合性能佳，施胶后纸张耐折强度达到901次，纸张干湿拉力分别为156.4N和52.4N; (3)研究了柔性链段结构对乳液、胶膜及纸张性能的影响。当n(NCO)/n(OH)=1.8，w(DMPA)=9.25％，w(1，6-己二醇)=5％时，四类具有不同柔性链段结构的聚氨酯乳液粒径在50-100nm之间，乳液透明稳定;聚酯型WPU乳液胶膜耐热性优于聚醚型;胶膜均平滑规整、聚醚型粗糙度更低;聚酯型胶膜具有更高的强度与硬度、聚醚型胶膜的柔顺性相比较佳;施胶后纸张性能均有明显提高，PCDL型干湿拉伸强度与表面强度最大，分别为147.8N、66.4N和2.96m/s;PCL型耐折度最高，达到了1072次。 2、研究了共混比例复合乳液、胶膜性能的影响，讨论了作为特种纸张表面施胶剂的应用性能。 (1)乳液粒径随PVA用量的增加而增加，m(PVA)=100％时，粒径为280.7nm。 (2)胶膜的耐水性随WPU含量的增加而增加，拉伸强度和铅笔硬度随WPU含量的增加而减小，断裂伸长率随PU含量的增加而增加。当WPU含量为90％时，胶膜综合性能良好:吸水率为45.8％，拉伸强度为48.91，断裂伸长率为165.4，胶膜铅笔硬度为3B。 (3)施胶纸张性能与复合体系比例密切相关，随WPU含量增加，纸张耐折度、平滑度和湿拉力明显改善;纸张挺度下降，而纸张干拉力呈现先增加后减小的趋势。综合考虑，当m(WPU)=70％时，纸张综合性能较好，耐折度为796次，挺度达到了84.675mN。纸张干拉力为175.41Mpa，湿拉力为53.14Mpa，湿强度达到了30.29％。