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      新材料行業尖端媒體聚焦中國凝膠企業——國佳新材

      來源:國佳品牌運營中心發布時間:2019-12-06

       凝膠(Hydro Gel)是具有生態智能控釋功能的材料的總稱,其應用領域遍及各大行業,是21世紀未來發展的主要功能高分子材料之一。高分子水凝膠作為凝膠行業中具有代表性的材料,技術優勢和應用經驗較為成熟,市場前景十分廣闊。

      2002年,我國首次將生態智能控釋凝膠材料研發及產業化列入十五期間國家科技重大專項,通過國家高技術研究計劃(863計劃)、火炬計劃、國家高技術產業化項目、重點新產品計劃、農業科技成果轉化資金等途徑進行了大量投入。

      一、水凝膠的發展意義何在?

      凝膠產業是一個高成長、高科技、高產值的新興基礎材料應用行業。水凝膠已經被廣泛運用到經濟建設的各個領域,包括現代農林業、建筑安全、資源與環境、生物與新醫藥、食品、日用化工、電子儀器等。水凝膠制品以其自身擁有的高效、節能、環保特性,不斷替代低效率、高能耗、高污染的生產材料及生產工藝,特別是用于水土保持、水體凈化、土壤重金屬吸附、污水重金屬去除及污泥深度脫水及預防污染意義十分重大,未來高分子凝膠材料及凝膠芯制品的發展潛力巨大。

      在過去的十年里,國家政策對凝膠行業給予了極大的支持,因此取得了一些標志性的成果和進步,但由于缺少系統深入的基礎研究、沒有掌握關鍵方法、技術、沒有組建相應的工程化產業化平臺,凝膠產業的發展面臨著很多困難,缺乏國際競爭力。

      在國家戰略層面來看,組建凝膠工程技術研究中心,對大力提升我國凝膠產業的成果轉化能力和產業化能力、滿足我國新材料及相關產業發展的巨大需求、形成自主知識產權和國際競爭力、積極拓展國際市場、創造凝膠產業更大效益乃至國民經濟發展具有至關重要的推動和促進作用。

      二、什么是高分子水凝膠?

      高分子水凝膠是以水為分散介質的凝膠。水凝膠是一種具有三維網絡結構的新型高分子材料,不溶于水,但能吸收大量的水分而顯著溶脹,并且能夠在顯著溶脹之后保持原有結構而不被溶解,是集吸水、保水、緩釋于一體的功能性材料。


      其原理則是具有網狀交聯結構的水溶性高分子引入一部分疏水基團和親水殘基,親水基團與水分子結合,將水分子連接在網狀內部,而疏水殘基則遇水膨脹。

      高分子水凝膠具有含水量高、吸水釋水、儲能釋能、性狀柔軟、良好的生物相容性,因此在各大行業領域都有著廣泛的應用。

      高分子水凝膠

      三、高分子水凝膠的應用領域和應用制品有哪些?

      高分子水凝膠制品已經被廣泛運用于國民經濟建設的各個領域,在現階段,水凝膠的生產工藝和應用經驗已經相對較成熟,應用制品包含以下幾類:

      1.生理衛生
      吸水效果好可以說是高分子水凝膠顯著的特點。因此高分子水凝膠在日用衛生材料領域發展得很早。紙尿褲、排尿袋、衛生巾就是以水凝膠為核心研發的制品;

      2.日化領域
      高分子水凝膠可用于制作水凝膠面膜、化妝品潤濕劑、頭發定型劑、香料緩釋劑等;

      3.生物醫藥
      高分子水凝膠的物理性能好并具有承載功能,從而在生物醫藥領域包括制藥、整形美容、醫療器械等領域有著較為廣泛的應用。

      ①退熱貼
      退熱貼是以水凝膠為核心的物理降溫制品,通過凝膠中水份的汽化將體內的多余熱量揮發出去。因此退熱貼是水凝膠在醫藥領域的成熟制品。

      ②高分子水凝膠透皮貼劑
      高分子水凝膠的儲能釋能特點已廣泛應用在生物醫藥領域。將藥物儲存在高分子水凝膠中,并控制藥物的緩釋速度,能調節藥劑在藥物傳送系統中的速度與力度,從而實現藥力的有效抵達和轉達。操作方便,免除注射和口服藥物的麻煩。

      ③體內組織填充劑
      高分子水凝膠結構與生命組織的結構相似,有較好的生物相容性,在人體內不影響身體代謝,因此高分子水凝膠還能作為體內某些組織填充劑,如用于注射隆胸、豐臀、面部填充等美容整形領域。

      ④角膜接觸鏡、醫療傳感器、人造皮膚等。

      4.農林園藝
      農林用高分子水凝膠材料又稱為保水劑、保濕劑、高吸水性樹脂。

      保水劑的五大功用在于超強吸水、高效保水、高效保肥、有效保濕以及改善土壤結構,對土壤的控制能有效實現對農林生產的有效管理。

      5.環保領域
      高分子水凝膠作為吸附材料,最初用于吸附水中的蛋白質、溶解酵素等,現逐漸用于處理水中污染物及含重金屬離子的廢水。

      目前,國內專門從事凝膠研發和生產的企業國佳新材已研發出HMG8632系列凝膠十余種吸附重金屬材料,并研發出凝膠智能移除重金屬設備——“重金一號”。HMG8632系列凝膠吸附材料已應用于重金屬污染土壤的修復中,取得了良好成效。

      6.工業領域
      涂料配方中加入高分子水凝膠,增加涂料假塑性和觸變性和粘度,防止涂層流掛。高分子水凝還能用于制作工業脫水劑、電纜包裹材料、鉆井潤滑劑等。

      電子工業中的濕度傳感器、水分測量傳感器、漏水檢測器等精細化工產品與儀器的制備過程中。

      7.消防制品
      高分子水凝膠能可用于制作凝膠防焰劑、防火布等;

      8.建筑材料
      高分子水凝膠可用于制作防水堵漏劑、固化劑、防結露劑和水泥的防護劑等;

      9.家居制品
      凝膠床墊、凝膠枕頭、凝膠汽車坐墊等。

       

      四、高分子水凝膠的研究熱點及未來發展方向

      高分子水凝膠的應用領域越來越寬闊,研發出具有更佳性能的高分子水凝膠是當下的研究熱點。環境敏感性高分子水凝膠、超強吸水高分子水凝膠、特殊結構或功能的高分子水凝膠逐漸成為行業關注熱點。

      環境敏感性高分子水凝膠主要將在生物醫學領域得到較大的發展。此類材料對生物分子的固體以及良好的藥物控制緩釋功能,使其在細胞分離、固定化酶、緩控藥物及靶向藥物等領域顯示出廣泛的應用前景。

      高分子水凝膠材料的優化升級研究正在進行中,低成本、多應用、具有緩釋功能的環境友好型復合高分子水凝膠也是當下研究的重點。

      特殊結構和特殊功能的高分子水凝膠產品的制作也在持續研發中,如高分子水凝膠避孕套、水凝膠智能創可貼、水凝膠瘦身貼、高分子水凝膠口罩等。

      未來高分子水凝膠的主要優化發展方向是:
      ①制做工藝簡單,保證生物相容性;
      ②在特定條件下,要求生物降解性;
      ③在特定條件下,要求可注射性;
      ④能負載活性因子。

       

      五、凝膠市場需求及前景預測

      世界上凝膠產能主要分布在亞洲、北平和西歐等地區。凝膠技術則主要集中在日本和德國等公司手中。

      2014年,全球總產能約318.1萬噸,未來幾年產值增長率大約為5%,需求約212.7萬噸/年,未來幾年需求增長率約7%。中國首次超過日本,成為全球凝膠產能最大的國家,占全球總產能16%。未來幾年,中國仍為全球產能增速最快的地區。

      我國凝膠行業長期處于供不應求的狀態,需求量持續保持高速增長,未來幾年產能和需求年均符合增長率分別達到13.8%和19.5%。

      凝膠構成圖

      全球凝膠供需現狀及預測分析圖

      高分子水凝膠

      中國凝膠供需現狀及預測分析圖

      我國高分子水凝膠的研究發展正處于迅猛發展階段,水凝膠制品已在多個生活領域普及化,高分子水凝膠工業正向更寬廣的領域開拓。珠海國佳新材股份有限公司是我國專門從事高分子凝膠核心材料及凝膠芯制品研發、生產與銷售的高新技術企業。國佳新材作為我國凝膠科技的品牌企業,成功研發的HMG8631系列水凝膠核心材料,較大地了減少我國水凝膠制品對日本原材料進口的依賴,豎立了民族科技品牌,為我國水凝膠產業解決了根源性難題。

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