项目团队从事天然高分子材料的研究已经达数十年之久，申报人曾在麻省理工学院进修学习，并得到张齐生院士的长期指导，研发出了一种可再生全淀粉基的生物降解塑料。本方法创造性地结合了物理化学方法对淀粉进行塑化改造，将具有吸水天然特性的淀粉制成了热塑性淀粉（TPS），具有防水效果；然后通过特殊的添加剂将热塑性淀粉自身改性成具有一定机械强度的塑料，抗拉性能和断裂伸长率等力学性能有了大幅提高。本项目采用挤出与注塑工艺制备全降解淀粉塑料母料。首先将天然淀粉与一定比例的可降解的增塑剂、特殊添加剂（自有配方）混合，在双螺杆挤出机塑化挤出，冷却后造粒，即得全降解淀粉塑料母料。本产品全部原料可再生、环保，降解速度快，防水性能、力学性能和聚乙烯（PE）已经十分接近，完成了中试测试，性能稳定可靠，并且申请了8项专利（3项已授权，5项公开）进行专利保护，可以进行商业化应用，与塑料行业的知名企业南京峰龙塑业、南京宇宝新材料、南通新源塑料达成密切合作并有强烈的合作意向，客户企业对产品进行测试，性能优良、环保可靠。公司供应全淀粉基塑料母料，目标客户为一次性餐具、包装材料、农用地膜、医疗塑料行业的塑料产品制造商，由这些制造商做成成型产品，销售给商场、个人、种植户、医院等终端客户。2018年全球在上述领域的塑料制品累计产量为240万吨，市场规模在约200亿元，具有广阔的市场前景。生物降解塑料最近5年的发展增长率达到年均15%，是一个快速扩大的市场。本品的纤维添加剂是核心所在，也存在着泄密风险，因而添加剂本身由团队内部成员进行合成生产控制，确保安全。技术创新内容（1）本项目拥有原创核心的纤维添加剂：功能化聚乙烯醇纤维、功能化天然纤维，通过这些原料形成产品技术壁垒。其中功能化聚乙烯醇纤维，通过使用马来酸酐（或衣康酸酐、柠康酸酐、甲基丙烯酸酐等）改性聚乙烯醇纤维。通过改性以后，一方面聚乙烯醇纤维环保特性得到体现，在土壤环境中可以生物降解，符合现在日益严格的国家环保法规要求：另一方面使得聚乙烯醇纤维含有双键结构，具有聚合单体的属性，并可以在一定条件下与淀粉大分子发生接枝聚合反应，其结构如下：改性后的聚乙烯醇纤维或天然纤维增强了产品的多项性能，尤其使得全淀粉基生物降解塑料力学和耐水性能有了明显的提高，从而不再依赖于现有共混体系中的石油基塑料。（2）本项目拥有独特的接枝聚合材料制备工艺：在光或常规自由基引发剂作用下，通过独特接枝聚合反应可以使功能化纤维与淀粉大分子形成化学键的相互作用，最终得到的全淀粉基生物降解塑料母料，具有足够的力学、耐水及热稳定性能。同时本工艺从商业化角度出发，优化产品成本，主要体现在：（1）通常在制备淀粉基塑料中，首先需要对天然淀粉进行改性处理，如：目前最大的淀粉基塑料生产厂家武汉华丽环保科技有限公司。然而，改性处理必将提高产品成本。因此，本项目不对天然淀粉进行任何化学改性处理；（2）为了提高制品性能，当前很多淀粉基塑料是天然淀粉与合成可降解高分子（如：聚乳酸(PLA)，聚己内酯(PCL)，聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等）的共混体系，然而，这些合成可降解高分子材料价格较高，使最终产品成本较高。而在本项目中，以天然玉米（或土豆、木薯）淀粉为材料的主要基体，一概不使用合成可降解高分子，这样能有效控制成本；（3）添加剂（增强组份）是提高产品性能的关键，本项目中自研的功能化聚乙烯醇纤维（FPVAF）需要一定的成本，用量过大会影响最终产品的价格。因此，本项目中所使用的添加量控制在5wt%以下，避免大幅提高产品成本。技术成熟度本产品已经通过100公斤级的中试测试，产品性能稳定可靠。也进行了商业化推广，南京峰龙塑业对本产品母料进行挤出注膜，并对产品性能进行测试，测试效果良好，能满足公司需要。就产品的后续合作签署了合作协议。与南京宇宝新材料和南通新源塑料也进行了深度沟通合作。可靠性及稳定性主要技术和性能指标包括三方面： 1)生物降解性能：产品在土埋、堆肥等条件下，完全降解消失需要的时间，时间越短说明环保性能越优秀，本产品在3-6个月之间能够完全降解； 2)力学性能：塑料产品的机械性能，保持一定性状的能力。无论是用于餐具还是包装材料均需要一定的机械性能，能够抗拉或者抗压。本产品拉伸强度8.78MPa，接近于石油基聚合物塑料； 耐水性能：降解塑料必须具有良好的耐水性能和降低其对环境湿度的敏感性，本产品表面接触角为80.2°，有良好的疏水性质。