淀粉是生产可降解塑料的良好原料
近日由华东理工大学材料科学与工程学院牵头的国家“十二五”科技支撑计划项目——非粮淀粉基生物塑料制造关键技术研究课题正式启动。该课题由华东理工大学材料科学与工程学院郭卫红教授领衔，隶属于“十二五”国家支撑计划项目“生物基材料制造关键技术与产品”。课题总投资2160万元，其中国拨经费800余万元。
据了解，华东理工大学材料科学与工程学院与中国林业科学研究院林业新技术研究所、甘肃圣大方舟马铃薯变性淀粉公司、宁波家联塑料用品制造公司和宁波家联塑料科技公司于2010年开始合作研发；在小、中试上已取得积极进展。
领导这个课题的华东理工大学材料科学与工程学院郭卫红教授介绍，课题针对生物塑料大规模制造过程中所遇到的加工工艺复杂、加工成本高等关键技术推广和技术集成难题，以非粮淀粉为原料，围绕直链淀粉制备技术，淀粉基塑料界面增容技术，淀粉基塑料薄膜制备技术，变性淀粉的生物与化学转化共性关键技术，以及以上技术的工程示范等方面进行研究，开发确立若干淀粉系列产品的低成本高值化制备工艺与成套装置，建立淀粉基降解塑料和变性淀粉生物基材料示范生产线并实现工业化生产，对大幅度降低生物基材料产品生产成本，提高产品经济性和市场竞争力、改善生态环境、促进农林生物质转化以及提升化石资源材料替代品供给水平具有重要意义。
自从上世纪70年代可降解塑料的概念提出以来，世界各国的科学家与企业已经研究出一系列的可降解塑料产品，其中三分之二为淀粉基可降解塑料。淀粉由于具有完全可降解、降解产物完全无害、来源广泛等特点成为可降解塑料的最佳原料选择。
但是天然的淀粉作为可降解塑料原料也存在不足。淀粉从分子结构上可分为直链淀粉和支链淀粉，在天然淀粉颗粒中，直链淀粉含量大约为20%，支链淀粉大约为80%。在可降解性以及机械强度上，支链淀粉均不如直链淀粉，不具备作为淀粉基可降解塑料生产原料的条件。
为此，研究人员首先需要对淀粉分子的结构进行改造，然后对全降解的塑化淀粉进行改性，从而改善了材料性能，实现塑料的全部降解。与传统的聚酯塑料相比，该新型材料可减少47%的能源消耗，降低59%的温室气体排放。此外，马铃薯淀粉约每千克4元，而塑料原料约每千克20元，新工艺保证了生产企业拥有较高的利润空间。
目前，越来越多的科研机构和企业将目光投向了淀粉基生物塑料这一可生物降解、对环境友好的天然再生资源的研发和利用上。但要顺利进入市场，生物质材料还必须通过技术、工程放大、成本控制等层层关口的考验。
