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本论文中采用“自乳化”法合成环氧改性水性聚氨酯表面施胶剂,并在实验设计中使用Minitab软件DOE设计。研究的内容与结果如下:1.在合成工艺的探索过程中,合成环氧改性阴离子型水性聚氨酯用二羟甲基丙酸(DMPA)作亲水性扩链剂;选择环氧值为0.43的双酚A型E-44环氧树脂改性;环氧树脂E-44加入方式为接枝共聚,先加入DMPA反应一定时间后再加入环氧树脂E-44;选择三乙胺作为成盐剂。2.采用DOE中2水平因子设计方法,考察主要原料的用量对乳液粒径、Cobb值和印刷表面强度的影响。通过研究发现R值、DMPA的用量和E-44的用量是影响粒径和印刷表面强度的主要因子;R值、DMPA的用量、E-44的用量和中和度是影响Cobb值的主要因子。R值、DMPA的用量、DEG的用量和中和度对粒径的效应符号为正;E-44的用量对粒径的效应符号为负。DMPA的用量对Cobb值的效应符号为正;R值、E-44的用量和中和度对Cobb值的效应符号为负; DEG的用量对Cobb值影响甚微。R值、DMPA的用量、E-44的用量和中和度对印刷表面强度的效应符号为正;DEG的用量对印刷表面强度影响甚微。次要因子的水平设定如下:DEG的用量为4%;中和度为100%。3.对筛选出的影响主要指标的因子,进行水平确定的优化设计。通过对实验结果的分析得出:主要因子对乳液粒径的影响程度为DMPA的用量>E-44的用量>R值;主要因子对乳液胶膜的吸水率的影响程度为R值>E-44的用量>DMPA的用量;主要因子对乳液应用中Cobb值的影响程度为R值>E-44的用量>DMPA的用量;主要因子对乳液应用中印刷表面强度的影响程度为R值>DMPA的用量>E-44的用量。通过优化实验得出的环氧改性的水性聚氨酯的合成工艺是:R值取2.6、DMPA的用量取8%、E-44的用量取8%、EDG的用量取4%和中和度为100%。同时用红外光谱进行表征证明了产品的结构。4.合成表面施胶剂的应用中,通过研究分析得出:当合成施胶剂用量为0.9g/m~2、1.2g/m~2、1.5g/m~2时与原纸比较其Cobb值分别降低了24.51%、37.18%、49.56%;印刷表面强度分别提高了37.97%、61.18%、64.97%。氧化淀粉与聚合物表面施胶剂分别以不同比例复配进行表面施胶,最佳比例为氧化淀粉:E-WPU=92:8。因此,以新的聚合方法合成表面施胶剂E-WPU,涂布后不仅高效提高纸张的抗水性,同时有效改善纸页的表面强度、油墨吸收性等表面性能。