1. 研究目的与意义
随着电商和外卖的快速发展，市场对塑料的需求量飞速上升，我国不可降解的塑料污染越来越严重，塑料污染给自然生态环境带来巨大压力。中科院城市环境研究所发布的《有关塑料的十大事实与再生塑料产业绿色发展建议》显示，我国每年塑料制品产量逾7500万t，回收率仅为23%~29%，大部分被废弃、焚烧或者填埋，引起海洋、大气和土壤的污染。2008年，中国“限塑令”正式实施，在全国范围内禁止生产、销售、使用厚度小于0.025毫米的塑料购物袋。2020年，中国“限塑令”进一步升级为“禁塑令”，2021年国家发展改革委、生态环境部2021年9月国家发改委和生态环境部发布《“十四五”塑料污染治理行动方案》，进一步明确了加强塑料污染治理的阶段性任务和目标，提出科学稳妥推广塑料替代产品，其中最重要是可降解塑料制品，所以发展生物降解塑料成为未来高分子材料发展的必然趋势。
本研究以植物纤维、PLA为基本材料，添加塑化淀粉、甘油、氯化石蜡等全天然材料制备全降解一次性餐具材料或食品包装材料，对不同植物纤维/PLA复合材料应用性能进行分析，以实现植物纤维/PLA复合材料作一次性餐具材料而应用。
2. 课题关键问题和重难点
（1）研究植物纤维的选用及最佳比例，纤维素酶、果胶酶处理植物纤维，确定最佳植物纤维种类及含量，以减少PLA的用量；
（2）研究辅助材料（塑化淀粉、甘油、氯化石蜡等）全天然材料最佳添加量，以提高植物纤维/PLA复合材料力学性能，特别是提高其韧性，降低其脆性；
（3）植物纤维/PLA复合材料的界面相容性
3. 国内外研究现状（文献综述）
聚乳酸（PLA）是一种生物降解材料，使用可再生的植物资源（如玉米）所提取淀粉制成。淀粉经糖化得到葡萄糖，再由葡萄糖及一定的菌种发酵制成高纯度乳酸，再通过合成一定分子量的聚乳酸。其具有良好的可降解性，使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，是公认的环境友好材料。
国内研究状况
国内学者针对植物纤维/聚乳酸复合材料进行研究，申晓燕等以植物纤维和PLA为原材料研究了制备生物质复合材料的工艺，探讨了木浆、竹浆、蔗渣三种纤维及其添加量对植物纤维/PLA复合材料拉伸性能及透湿性的影响，结果表明：蔗渣纤维作为填料是较好的选择。张薇等研究了杨木粉、稻壳、竹粉(BF)及其含量以及偶联剂对PLA木塑复合材料性能的影响。结果表明：杨木粉对PLA复合材料的增强效果最好;杨木粉最佳质量分数为30%;植物纤维的添加使复合材料的吸水率上升;硅烷偶联剂对BF的处理效果好。葛正浩等利用注射成型的方式制备了杨木粉/PLA复合材料，但材料的拉伸与弯曲性能安生了下降。使用甘油充当相容剂，再添加增塑剂和增韧剂后，力学性能得到了大幅度的提升。
4. 研究方案
研究方法
（1） 通过查阅资料和实验等方法，调整植物纤维和PLA的配比；选取不同的塑化淀粉含量以增加复合材料的性能。通过压模成型的方式制造复合材料，测试实验所得到含有不同植物纤维复合材料性能的数据。
实验设计
（1） 不同植物纤维复合材料设计
| 不同植物纤维复合材料配方 | ||
| 实验序号 | 植物纤维种类 | 植物纤维含量 |
| 1 | 椰壳 | 30% |
| 2 | 椰壳 | 40% |
| 3 | 椰壳 | 50% |
| 4 | 棕榈 | 30% |
| 5 | 棕榈 | 40% |
| 6 | 棕榈 | 50% |
（2） 三种添加辅助材料的复合材料设计
| 三种添加辅助材料的复合材料配方 | ||
| 实验序号 | 辅助材料种类 | 辅助材料含量 |
| 1 | 塑化淀粉、甘油、氯化石蜡 | 5% |
| 2 | 塑化淀粉、甘油、氯化石蜡 | 10% |
| 3 | 塑化淀粉、甘油、氯化石蜡 | 15% |
拟解决的问题
（1）通过对于植物纤维与PLA的配比所制备的复合材料性能的比较，选取适合的植物纤维与PLA的配比。
（2）通过对于辅助材料（塑化淀粉、甘油、氯化石蜡）的选用和添加量的比较，选取提升复合材料韧性的添加量。
5. 工作计划
第一周：完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师审核。
第二周：查阅文献，撰写开题报告。
第三周：提交开题报告给指导老师审核，根据指导老师意见修改开题报告。
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