為貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》和《關於加快發展迴圈經濟的若干意見》(國發〔2005〕22號)等檔精神，科技部於2006年10月在“十一五”國家科技支撐計畫中設立了“綠色製造關鍵技術及裝備”重大專案。
　　
本書研究來源於由山東大學和山東九發生物降解工程有限公司共同承擔的“綠色製造關鍵技術及裝備”重大專案之“生物質全降解製品關鍵技術及成套裝備”課題。以生物質全降解製品“成分配伍技術及成形機理—成形工藝技術—產品性能”為主線，重點研究生物質全降解製品成分配伍技術及成形機理、成形工藝技術及成形模具、力學性能、降解機理和環境友好性分析等關鍵技術。同時，本課題得到國家自然科學基金資助(51275278、51305239、51775318)，部分研究成果也列入本書中。


第1章 緒論 1
1.1 研究背景和意義 1
1.1.1 研究背景 2
1.1.2 研究意義 4
1.2 生物質全降解材料研究現狀 7
1.2.1 成分配伍及成形機理 7
1.2.2 生產裝備及成形工藝技術 8
1.2.3 組織結構及力學性能研究 10
1.2.4 降解機理及降解評價方法研究 10
1.2.5 環境友好性評價 11
1.2.6 存在的主要問題 13
1.3 主要研究內容 13

第2章 生物質全降解製品成分配伍技術及成形機理 17
2.1 成分配伍及製備技術 17
2.1.1 澱粉的結構及性質 17
2.1.2 纖維素的結構及性質 19
2.1.3 發泡劑 21
2.1.4 其他添加劑 22
2.1.5 製備過程 26
2.1.6 製品成形影響因素 27
2.1.7 成分配伍技術方案 28
2.2 四步式發泡機理 29
2.2.1 理論基礎 29
2.2.2 氣泡成核階段 34
2.2.3 氣泡增長階段 36
2.2.4 氣泡塌陷和破裂 38
2.2.5 固化定型階段 39
2.3 水橋連接成形機理 40
2.3.1 高聚物共混 40
2.3.2 固液兩相流體 41
2.3.3 纖維受力分析 41
2.3.4 成形過程中的水橋連接 42
2.4 本章小結 43

第3章 生物質全降解製品成形工藝技術及成形模具研究 44
3.1 新型成形模具技術 44
3.1.1 快排汽無餘料技術 45
3.1.2 楔形自動定位技術 46
3.1.3 強制自動脫模技術 47
3.1.4 掩口柔性自動調整技術 47
3.2 成形工藝參數選擇 48
3.3 成形模具熱力耦合分析 50
3.3.1 理論基礎 50
3.3.2 成形模具熱場分析 51
3.3.3 成形模具熱力耦合分析 63
3.4 本章小結 72

第4章 生物質全降解材料微觀結構及力學性能實驗研究 74
4.1 發泡材料泡孔結構及表徵 74
4.1.1 氣體結構單元概念 74
4.1.2 開孔結構和閉孔結構 75
4.1.3 泡孔構型 75
4.1.4 泡孔結構的表徵 77
4.2 生物質全降解材料微觀結構分析 78
4.2.1 氣泡存在形式分析 78
4.2.2 能譜分析 79
4.3 餐盒有限元分析 80
4.3.1 力學性能基礎參數測定 80
4.3.2 餐盒有限元分析 84
4.3.3 結果分析 87
4.4 餐盒使用性能研究 88
4.4.1 實驗內容及方法 88
4.4.2 實驗結果及分析 90
4.5 本章小結 91

第5章 生物質全降解製品降解機理及實驗驗證 92
5.1 基礎理論 92
5.1.1 降解理論 92
5.1.2 降解環境條件 95
5.2 生物質全降解材料雙階段降解機理 97
5.2.1 填埋之前降解機理 98
5.2.2 填埋之後降解機理 100
5.3 生物全降解材料降解性能實驗研究 102
5.3.1 實驗原理及材料 102
5.3.2 實驗方法及步驟 104
5.4 實驗結果及分析 105
5.4.1 黴菌生長程度分析 105
5.4.2 品質損失率分析 107
5.4.3 環境條件對材料降解性能的影響 108
5.4.4 試樣大小對材料降解性能的影響 109
5.5 本章小結 109

第6章 基於層次分析法的生物質全降解包裝材料綠色度評價 111
6.1 基於生命週期的模糊層次分析法 111
6.2 可降解包裝材料綠色度評價 114
6.2.1 建立評價指標體系及層次結構模型 114
6.2.2 計算各評價指標權重 114
6.2.3 計算綜合重要度 116
6.2.4 確定各指標隸屬度 117
6.2.5 綜合評價 118
6.2.6 結果分析 118
6.3 典型可降解包裝材料綠色度對比分析 118
6.3.1 典型可降解包裝材料 118
6.3.2 結果分析 119
6.4 本章小結 119
第7章 結論與展望 121
參考文獻 124