纸张作为绿色环保材料被应用在越来越多的领域，传统的疏水改性-施胶已经不能满足纸张的防潮抗水性能。目前对纸张的防潮处理一般采取纸-塑或纸-金属的复合材料，阻隔水蒸气的效果明显，但纸张的绿色环保性能难以保证；而超疏水纸张的研究尚处于研发阶段，国内外报道较少。本论文主要通过纸张的内部添加、表面涂布和纤维改性的方法，对纸张的抗水蒸气和抗水性能及其机理进行了较为系统的研究。将蜂蜡乳化后进行湿部添加或表面涂布，并结合热处理和抛光等后续处理，考察了它们对纸张水蒸气阻隔效率和抗水性能的影响。通过对水蒸气透过材料的热力学和动力学分析可知，具有孔隙结构的纸张对水蒸气几乎不存在阻隔性能；纸张表面的均匀致密薄膜在满足低溶解系数和低扩散系数的条件下，才能有效抑制水蒸气的扩散。通过对液体接触角的模型分析可知，疏水性物质的表面粗糙度能强化其疏水性能。壳聚糖-蜂蜡双层涂布纸张的结果表明，其水蒸气阻隔性能随着壳聚糖浓度的升高而增强，但是起水蒸气阻隔作用的蜂蜡涂布量却随之降低。通过微观结构分析可知，蜂蜡涂布量的降低得益于预涂布壳聚糖的成膜性。同时，在壳聚糖-蜂蜡双涂层界面上存在一定的界面效应，使得复合膜的水蒸气阻隔效果优于单纯的蜂蜡物质。通过对蜂蜡-壳聚糖乳液涂布纸张的涂层微观形态观察可知，在较高温度下干燥乳液涂层时，蜂蜡颗粒的融化和再融合过程，弥补了乳液涂布时的微小细缝的缺陷；再加上乳液在高温下蜂蜡发生团聚和凝聚作用而产生的相分离作用，使得高温干燥下的乳液涂布对水蒸气阻隔性显著提高。物质的表面自由能和微观形态都能显著地影响超疏水性能，其中微观结构的影响相对更为重要。由蜂蜡和棕榈蜡组成的混合蜡乳液涂布在纸张表面，在合适的温度下，蜡质颗粒中的蜂蜡成分处于“液态”而棕榈蜡成分处于“固态”，两相发生分离，在球状混合蜡颗粒表面产生大量褶皱或碗状结构。该结构的尺寸与蜡质微球相比，属于亚微米级结构，因而构成了微米-亚微米的二级结构，大大地降低了蜡质表面与水的接触面积，产生了超疏水的涂布纸张。与TMCS和DMDCS相比，MTCS具有三个Si-Cl键，反应活性大大提高，疏水改性效果最明显。首先，MTCS与纤维表面的羟基缩合，形成厚度在10nm以下的聚甲基硅氧烷的单分子涂层；其次，溶剂中的MTCS在合适的水浓度下在涂层表面形成直径为20-50nm的细丝结构。这些在微米级纤维表面形成的纳米结构，形成了纳米-微米的二级结构，从而保证了超疏水界面的产生。纸张的强度由纤维之间的氢键提供，但在MTCS的改性过程中，纸张中的氢键数量大大减少，因而强度下降。为控制MTCS处理仅发生在在纸张界面上，纸张可以通过“半溶解-析出”的处理，得到致密的纤维素薄片。改性后的纤维素薄片既具有超疏水效应，又能保持较高机械强度。