塑料曾被誉为是二十世纪最伟大的发明之一,引领整个时代飞速发展的同时,也给全球带来了难以忽视和修复的污染问题,严重制约了生态环境的可持续发展。为了缓解石油基塑料引起的环境问题,以淀粉、植物纤维为主要原材料,通过模压发泡技术制备了可降解的生物基缓冲包装材料,即淀粉/植物纤维复合材料,具备一定力学性能和缓冲性能。但是仍然面临着阻燃性不足、定向研发周期长,难以市场化的难题。因此为了解决上述难题,目前已经开展了以下主要研究:探究淀粉/植物纤维复合材料配伍中阻燃剂的合理比重,缓解该生物基复合材料阻燃性不足的问题,进而提高复合材料的综合性能。本文通过模压发泡技术制备了添加不同含量氢氧化镁阻燃剂(0%,5%,10%,15%)的复合材料,分别命名为TF-MH0,TF-MH5,TF-MH10,TF-MH15。通过热稳定性分析、阻燃性分析、氧指数分析以及静态压缩等宏观分析方法,探究了氢氧化镁对该复合材料热稳定性、阻燃性以及力学性能的影响。并结合微观分析手段如红外光谱分析、扫描电镜分析和X射线衍射分析,揭示了内部影响机理。宏观研究结果发现,氢氧化镁比例在0%至15%范围内,淀粉/植物纤维复合材料最大热降解速率绝对值随着氢氧化镁的含量的增加而降低,表明此范围内氢氧化镁的添加改善了该复合材料的热稳定性;同时水平燃烧试验和氧指数分析表明,10%和15%氢氧化镁的加入明显提高了淀粉/植物纤维复合材料的阻燃等级和LOI值。此外,淀粉/植物纤维复合材料的密度随着氢氧化镁含量的提高呈现先降低后增加的趋势,而抗拉强度与密度呈正相关,缓冲性能与密度呈负相关。微观分析表明,氢氧化镁与热塑性淀粉之间存在界面相互作用,提高了淀粉/植物纤维复合材料的热稳定性;同时氢氧化镁也影响了气泡成核,TF-MH10复合材料内部泡孔均匀致密,缓冲性能最佳,但随着含量增加浆料粘度的提高使得TF-MH15复合材料内部泡孔结构小、数量少、骨架厚度大,因此抗拉强度最好。为推动淀粉/植物纤维复合材料的市场化应用进程,解决目前个性化产品配伍研发周期长、成本高等难题。将智能算法应用于产品的优化设计中,建立了生物质复合材料配伍与密度、拉伸强度和最大缓冲效率性能之间的预测模型。并对比分析了多项式回归模型、BP神经网络模型和RBF神经网络模型的预测能力,探索了模型应用的可行性和可靠性。结果表明淀粉/植物纤维复合材料密度均可采用三种模型进行预测,但拉伸强度和最大缓冲效率性能的预测仅RBF神经网络模型具有参考价值。基于预测模型进行新产品的研发,可以实现配伍的快速设计,同时可以实现产品的最优化设计。为了进一步提高产品的研发效率,基于MATLAB软件开发了“淀粉/植物纤维复合材料配伍的快速设计系统”,不仅充分发挥了 MATLAB数值计算方面的优势,还为科研人员提供了更为友好的操作平台。目前该系统主要面向产品研发过程中数据的查询更新、处理、预测等方面,可以有效的协助科研人员进行产品研发,降低对科研人员的专业技能要求,使工作更为简单化。同时该系统可以根据实际需求,进一步进行功能补充和完善。本文开展了提高淀粉/植物纤维复合材料综合性能的配伍基础研究,探究了阻燃剂氢氧化镁含量对淀粉/植物纤维复合材料阻燃性、热稳定性及力学性能等性质的宏观影响,并通关微观分析对其机理进行了探究和阐述,为该复合材料的市场化推广应用奠定了的一定的基础;本文开展了提高产品研发效率的应用理论研究和系统研究,建立了淀粉/植物纤维复合材料配伍与性能之间的预测模型,并嵌入到基于MATLAB软件开发的快速设计系统中,为该产品的市场化生产和推广提供技术支撑。