包裝材料的應(yīng)用歷史可以追溯到人類文明的初期，是包裝行業(yè)中至關(guān)重要的組成部分。隨著環(huán)境污染的日益加劇和人們環(huán)保意識的逐漸增強，低碳、環(huán)保、節(jié)能已經(jīng)成為全球關(guān)注的焦點，包裝材料的綠色化研發(fā)和應(yīng)用也成為人們關(guān)注的熱點，近年來相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用發(fā)展迅速。2020年1月19日，我國國家發(fā)改委和生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關(guān)于進一步加強塑料污染治理的意見》（下稱《意見》），該《意見》被業(yè)界稱為新版“限塑令”。本文從新版“限塑令”下包裝行業(yè)和造紙行業(yè)面臨的新機遇與挑戰(zhàn)的角度出發(fā)，系統(tǒng)性地探討了紙基包裝材料的研究進展及應(yīng)用現(xiàn)狀，特別是紙基包裝材料中近年來的研究應(yīng)用熱點材料——紙基復(fù)合包裝材料和紙漿模塑包裝材料，為拓展紙基包裝材料的應(yīng)用領(lǐng)域和開發(fā)功能化紙基包裝材料的創(chuàng)新技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化提供了研究方向和思路。

1.紙基包裝材料概述

紙基包裝材料（Paper-based Packaging Material），是指用于包裝目的的一類天然植物纖維基材料的統(tǒng)稱。紙基材料是人們最為熟悉、使用最早、應(yīng)用最為廣泛的綠色環(huán)保材料，目前廣泛應(yīng)用于包裝領(lǐng)域的紙基材料有傳統(tǒng)包裝用紙和紙板材料、新型功能性紙基包裝材料、紙基復(fù)合包裝材料和紙漿模塑包裝材料等。近年來，電商、快遞、外賣等新興業(yè)態(tài)的快速發(fā)展及國家對農(nóng)村物流的建設(shè)和鼓勵，塑料包裝制品產(chǎn)生的污染問題受到越來越多的關(guān)注，國內(nèi)外的發(fā)展趨勢都表明“限塑”的重要性和緊迫性，這為紙基包裝材料的行業(yè)發(fā)展帶來了新的機遇。但與此同時，由于天然植物纖維材料本身固有屬性的局限性，造成紙基包裝材料在替代塑料包裝材料的過程中遇到了新的挑戰(zhàn)。

在傳統(tǒng)制漿造紙工業(yè)中，通過漿內(nèi)或表面施膠的處理方式賦予紙基材料抗拒液體滲透和擴散的性能。隨著紙基材料在包裝行業(yè)中應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸拓展，傳統(tǒng)的施膠技術(shù)早已不能滿足某些領(lǐng)域?qū)埢牧闲阅艿囊蟆８鶕?jù)被包裝產(chǎn)品對包裝材料的要求，如紙基包裝材料的緩沖性能、表面性能、阻隔性能等，研究不同處理工藝和技術(shù)來提高和豐富紙基材料的性能以滿足不同領(lǐng)域的需求已成為紙基包裝材料功能化研究的趨勢。

2.紙基復(fù)合包裝材料研究及應(yīng)用進展

紙基復(fù)合包裝材料是指以包裝紙或紙板為基材，通過一定的加工工藝將其他材料與紙基材形成多功能性復(fù)合包裝材料。紙基復(fù)合包裝材料是基于各種材料性能，取長補短，充分利用金屬材料、聚合物材料等基材優(yōu)異的阻隔、保溫、抗菌等性能和天然植物纖維的生態(tài)環(huán)保性能的產(chǎn)物，一般包括紙基層、功能層和熱封層。依據(jù)復(fù)合工藝、輔助材料的種類及類別，可以將紙基復(fù)合包裝材料分為紙/塑/鋁復(fù)合包裝材料和紙/聚合物復(fù)合包裝材料。

紙/塑/鋁復(fù)合包裝材料興起于1980年左右，隨著包裝設(shè)備的引進，在國內(nèi)的應(yīng)用迅速發(fā)展起來。但是，由于紙/塑/鋁復(fù)合包裝材料使用的原輔料品種繁多，其回收難度較高和成本較大，大多數(shù)的廢棄紙/塑/鋁復(fù)合包裝材料被當(dāng)做無價值的廢棄物處理掉，造成資源浪費和環(huán)境污染?；诃h(huán)保和資源節(jié)約壓力，人們開始從材料來源到加工成型工藝及廢棄的整個過程對環(huán)境的影響來重新考慮紙/塑/鋁復(fù)合包裝技術(shù)。

紙/聚合物復(fù)合包裝材料是通過一定的工藝將具有不同性能的紙基材料和聚合物類材料結(jié)合而成的一類復(fù)合材料。紙/聚合物復(fù)合包裝材料中所用的聚合物種類按環(huán)保性能可以分為兩大類：不可生物降解塑料類和可生物降解聚合物類（紙基生物聚合物復(fù)合包裝材料）。紙基生物聚合物復(fù)合包裝材料的研究重點集中在生物聚合物性能改性及種類拓展、基于包裝內(nèi)容物的需求對包裝材料的性能改進及優(yōu)化、涂布復(fù)合工藝研究、紙基材料與生物聚合物涂層的界面相容性等。聚乳酸（PLA）是最有應(yīng)用前景的一種新型脂肪族聚酯生物聚合物。但是，目前的聚乳酸紙基復(fù)合材料在耐久性及阻隔性能上存在不足，且成本與傳統(tǒng)塑料淋膜類紙基復(fù)合材料相比較高，在用作包裝材料時仍會遇到這樣或那樣的實際問題，要實現(xiàn)真正產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還有不少難題需要攻克。

3.新型紙基包裝材料：紙漿模塑制品

紙漿模塑行業(yè)起源于20世紀(jì)30年代的歐洲，模塑技術(shù)最早是應(yīng)用于塑料行業(yè)的一種成型加工技術(shù)，通過與造紙技術(shù)結(jié)合，便衍生出一種利用天然植物纖維材料的立體造紙技術(shù)——紙漿模塑。紙漿模塑制品具有非標(biāo)準(zhǔn)、批量小、數(shù)量少的特點，這對紙漿模塑制品生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)及使用效益帶來了很大的挑戰(zhàn)。紙漿模塑制品在六七十年的發(fā)展過程中，相關(guān)研究工作的重心也從如何降低生產(chǎn)成本和拓展產(chǎn)品應(yīng)用范圍，轉(zhuǎn)變到更深層次的紙漿纖維原料性能優(yōu)化、助劑研發(fā)、紙漿及其模塑制品的物理、化學(xué)特性參數(shù)的測量、專用成型設(shè)備的研發(fā)、紙漿模塑制品結(jié)構(gòu)設(shè)計以及生產(chǎn)加工工藝參數(shù)的優(yōu)化等。

紙漿模塑包裝制品一直存在表觀平滑度不足、易掉屑等問題。國內(nèi)外對于紙漿模塑制品表面性能方面的研究還處于初始階段，從原材料、添加劑、表面處理工藝等方面提高制品表面性能的研究才剛剛起步。由于紙漿模塑行業(yè)發(fā)展較晚，針對其專門的阻隔性能方面的研究很少且較為淺顯，但由于紙漿模塑制品的主要原材料是各種性能的紙漿纖維，屬于天然纖維纖維素基材料，因此，相關(guān)研究可以基于天然纖維纖維素基材料在抗液態(tài)水及流體滲透、阻隔氣體擴散、防油脂浸漬等在阻隔機理、阻隔工藝、阻隔助劑等方面的進展進行。

紙漿模塑制品在我國已經(jīng)發(fā)展了三十多年，特別是借助“限塑”法令使其在環(huán)保工業(yè)品包裝和一次性環(huán)保餐具領(lǐng)域得到越來越廣泛的認(rèn)可和使用，但是紙漿模塑制品的一些技術(shù)共性問題還有待研發(fā)解決，如模具制作、紙漿模塑制品表面改性工藝、漿料配制研究、生產(chǎn)過程能耗高、及缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，需要紙漿模塑行業(yè)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈一起研發(fā)攻關(guān)解決。隨著紙漿模塑制品在高附加值包裝領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，如何將智能包裝技術(shù)整合到紙漿模塑包裝材料的生產(chǎn)過程中，以及將納米材料或高強度的纖維材料應(yīng)用到紙漿纖維原料中生產(chǎn)具有特殊性能的紙漿模塑包裝材料，是未來該行業(yè)重要的研究方向和發(fā)展趨勢。

4.展望

紙基包裝材料是兩大國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)——造紙行業(yè)和包裝行業(yè)交叉通融的一種重要材料。近年來，紙基包裝材料的成品種類基于應(yīng)用領(lǐng)域的拓展而越來越多樣，如在外賣送餐領(lǐng)域，一次性塑料餐具和包裝造成的環(huán)保壓力與日俱增。為支持外賣行業(yè)綠色供應(yīng)鏈建設(shè)，中華環(huán)境保護基金會和美團外賣共同發(fā)起的“青山計劃專項基金”專門設(shè)立了“紙質(zhì)外賣包裝推薦名錄及創(chuàng)新產(chǎn)品孵化項目”，助力紙質(zhì)包裝制品在外賣領(lǐng)域的推廣使用。隨著紙基包裝材料應(yīng)用場景的不斷延伸、環(huán)保及資源節(jié)約型經(jīng)濟的壓力和人們對包裝材料要求越來越高，對紙基包裝材料提出了越來越多的挑戰(zhàn)?？傮w來講，在我國2020年初新版“限塑令”的推動下，紙基包裝行業(yè)既迎來了新的發(fā)展機遇，同時也面臨著新的挑戰(zhàn)。紙基包裝材料應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，研制在使用性能和成本上都相當(dāng)或接近于被廣泛使用的不可降解塑料制品的成熟替代品，推出滿足市場需求的功能性產(chǎn)品。