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高分子科学视角下“以纸代塑”面临的挑战及应对策略
Challenges and Countermeasures of Replacing Plastic with Paper: From the Perspective of Polymer Science
收稿日期：2023-03-22  
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2023.07.013
关键词:  以纸代塑  纸基材料  多级结构  加工成形
Key Words:replacing plastic with paper  paper-based materials  multi-level structure  processing
基金项目:国家自然科学基金（22208200、22008146、22278260）。
作者单位邮编
张美云* 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
聂景怡 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
刘馨茗 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
廖健飞 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
谭蕉君 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
宋顺喜 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
杨斌 陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级实验教学示范中心， 陕西西安，710021 710021
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摘要:木质生物质是地球上最丰富的天然高分子资源，基于木质生物质的纸基材料在可再生性、可降解性、性价比、产业规模等方面具有显著优势，展现出作为塑料替代材料的潜力。但“以纸代塑”在加工成形及其制品性能方面仍面临着重大挑战。本文从高分子科学的角度，分析纸基材料与塑料制品在分子运动与转变、材料多级结构等方面的共性与差异，进一步梳理“以纸代塑”面临挑战的底层逻辑，并探讨了相应解决策略。
Abstract:Lignocellulosic biomass is the most abundant natural polymer resource on earth. Paper-based materials that originated from lignocellulosic biomass have significant advantages in the aspects of renewability， degradability， cost-effectiveness， industrial scale and so on， showing the potential as a plastics substitute. However， replacing plastic with paper still faces major challenges in processing as well as the product performance. From the perspective of polymer science， the similarities and differences between paper-based materials and plastic products in terms of molecular movement and transformation， multi-level structure of materials were analyzed in this paper. The underlying logic of these challenges was further analyzed， and the corresponding solutions were also ultimately discussed.
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