水凝胶行业分析报告.docx

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水凝胶行业分析报告

2017年水凝胶行业分析报告

2017年8月

目录

一、行业管理4

1、行业监管体系4

（1）行业主管部门4

（2）行业管理体制4

2、行业主要法律法规和规章4

二、行业概述6

1、水凝胶的技术特点6

2、水凝胶的应用领域7

（1）创伤敷料7

（2）药物释放载体8

（3）角膜接触眼镜10

（4）组织填充物10

（5）形状记忆材料11

（6）生物酶的固定12

（7）保水抗旱12

三、行业市场规模13

四、行业发展前景15

五、影响行业发展的因素16

1、有利因素16

（1）国家产业政策扶持16

（2）下游行业应用需求扩大17

（3）全球产能向中国转移17

2、不利因素18

（1）总体装备水平低，技术水平相对落后18

（2）科研投入与新产品研发技术不足18

六、行业进入壁垒18

1、品牌壁垒18

2、认证壁垒19

3、人才壁垒19

4、渠道壁垒20

5、专业化壁垒20

6、自主知识产权保护和限制壁垒20

七、行业风险特征21

1、原材料价格波动带来的风险21

2、技术研发风险21

3、行业竞争加剧的风险22

4、行业标准缺乏风险22

八、行业竞争状况22

1上海沃地生物技术工程有限公司23

2、上海创始实业有限公司23

3、上海拓驰实业发展有限公司23

4、宁波市康达工贸有限公司24

一、行业管理

1、行业监管体系

（1）行业主管部门

化学原料和化学制品制造业是完全市场化行业，行业内的企业面向市场自主经营。

行业管理体制由国家宏观指导及协会自律管理相结合。

行业的行政管理单位主要有国家发展和改革委员会、工业和信息化部等，行业自律组织为中国化学工业协会。

（2）行业管理体制

国家发展和改革委员会负责行业经济运行的监测与调整等工作；工业和信息化部负责拟订、组织实施工业行业规划、产业政策和标准，监测工业行业日常运行，推动重大技术装备发展和自主创新以及化工的信息化建设等。

2、行业主要法律法规和规章

以高分子凝胶材料等为代表的新材料已经被确定为我国的战略性新兴产业，近年来各级政府部门制定的主要行业法律法规及行业政策如下：

二、行业概述

1、水凝胶的技术特点

水凝胶（Hydrogel）是一类具有三维网络结构的聚合物，能够吸收大量水分而溶胀，并在溶胀之后能够继续保持其原有结构而不被溶解，是以水为分散介质的凝胶。

水凝胶性质柔软，能保持一定的形状，能吸收大量的水。

水凝胶研发于1960年，经过不断研究发展，凡是水溶性或亲水性的高分子，通过一定的化学交联或物理交联，都可以形成水凝胶。

这些高分子按其来源可分为天然和合成两大类。

天然的亲水性高分子包括多糖类（淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸，壳聚糖等）和多肽类（胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷胺酸等）。

合成的亲水高分子包括醇、丙烯酸及其衍生物类（聚丙烯酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺，聚N-聚代丙烯酰胺等）。

根据水凝胶对外界刺激的响应情况,水凝胶可以分为传统水凝胶和智能水凝胶,智能水凝胶对于外界微小的物理化学刺激,如温度、电场、磁场、光、pH、离子强度、压力等能够感知并在响应过程中有显著的溶胀行为或响应性。

20世纪70年代末,美国麻省理工学院的物理学家首先发现了凝胶的体积相变现象,并且推导出凝胶状态方程,提出了凝胶体积相变理论,从此智能型水凝胶受到越来越多的关注。

由于智能型水凝胶的独特响应性,使其在药物控释载体、组织工程、活性酶的固定、调光材料方面具有良好的应用前景,其他在化学转换器、记忆元件开关、传感器、人造肌肉、化学存储器、分子分离体系等方面也开始表现良好的应用前景。

2、水凝胶的应用领域

（1）创伤敷料

水凝胶材料直接用于与人体组织接触，可防止体外微生物的感染，有效的防止体液的损失，并且能够传输氧分到伤口，能促进伤口的愈合。

现已投入市场形成商品化。

这种敷料也可制成喷雾液、乳液或膏状，一些消炎药物也可包埋其中，透过凝胶缓慢地释到受伤部位，加速伤口的愈合。

水凝胶医用敷料具有很好的亲水性，能吸收伤口的渗出液，而且不与伤口粘连，因此换药时不会破坏新生的肉芽或上皮组织。

敷用时，医生将水凝胶敷料粘贴在患者的皮肤表面上，然后再用胶布或聚氨酯薄膜固定在伤口上。

更换的时候，只要将水凝胶轻轻地揭掉，或用生理盐水冲洗掉。

更换过程对创面的影响很小，这是各种医用纱布所无法比拟的。

（2）药物释放载体

近年来，全世界大力开发能将最低药物量长时间地维持在患部的药物传送系统（DDS）。

当水凝胶被移植或注射到生物体后，水凝胶能够维持或向体液控制释放包埋在水凝胶中的药物，从而发挥疗效。

它的缓释机理主要是聚合物中含有离子基团，这些离子基团相互之间的作用力会随着外界环境（如pH值、电场强度、磁场强度、温度、离子强度等）不同而发生变化，水疑胶便会发生溶胀-退胀现象，从而使包埋在水凝胶中的药物得以释放,达到治愈疾病的目的。

用于此领域的水凝胶多为温敏型或pH敏感型水凝胶。

温敏型水凝胶通过感应环境温度的变化改变其膨胀-收缩状态，从而控制药物的释放。

采用水凝胶作为药物控制释放材料，不仅可以解决药物浓度不稳定的问题，而且还降低了药物毒性，提高了药物的疗效。

与传统药物释放相比，智能水凝胶在药物控制释放方面的应用具有智能化、可自调式、药物的生物活性维持时间较长和等显著优点。

（3）角膜接触眼镜

角膜接触眼镜是一种精致的眼科医疗工具，具有矫正视力和追求美观的作用，其透气性和生物适应性是设计及改进接触镜的重点课题。

采用水凝胶材料制造的角膜接触镜具有配戴舒适、透氧性好及可辅助治疗眼疾等优点，水凝胶材料成为主要的角膜接触镜制造材料。

（4）组织填充物

水凝胶中的水可以使溶于其中的低分子量物质从其中渗透扩散，具有膜的特性，与含有大量水分的人体组织相类似，具有较好的生物相溶性。

此外，水凝胶作为大分子物质，不吸收、不脱落、不碎裂，在弥散的环境下能很好保持水分，有较好的粘度、弹性和柔软度，适合人体组织结构。

因此，可用于人工玻璃体、人工软骨等方面。

（5）形状记忆材料

形状记忆材料是指能够感知环境变化（如温度、力、电磁、溶剂等）的刺激，并响应这种变化，对其状态参数（如形状、位置、应变等）进行调整的材料。

形状记忆材料种类很多，包括形状记忆合金、非金属形状记忆材料和形状记忆高分子等。

其中，形状记忆高分子具有可恢复形变量大、使用面广、价格便宜等特点，自20世纪80年代以来发展迅速，并日益受到广泛重视。

水凝胶是形状记忆高分子中的一类，利用水凝胶的体积膨胀和收缩特性合成形状记忆型水凝胶是水凝胶领域的新发展方向。

目前已有利用互穿网络技术合成的多种具有形状记忆效应的水凝胶。

这些水凝胶由两部分构成：

控制单元和基体单元。

控制单元对外界刺激能产生响应，而基体单元则主要提供支持作用。

通过在凝胶化过程中预先设置各种图案，使合成的水凝胶在发生响应时能呈现出各种不同的形状。

当外界刺激去除时，又能恢复至原样，从而表现出记忆行为。

同其它记忆材料相比，形状记忆水凝胶能够对多种刺激发生响应，且响应幅度大。

（6）生物酶的固定

酶的固定化是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，仍能进行其特有的催化反应、并可回收及重复使用的一类技术。

游离酶由于不稳定和易变性等缺点，使它们难以在工业中得到更为广泛的应用。

此外，分离和提纯酶以及它们的一次性使用也大大增加其作为催化剂的成本。

正是在这种背景下，固定化酶的概念和技术得以提出和发展，酶的固定化技术使上述缺点得以克服。

其中温度敏感性水凝胶由于其在临界温度附近溶胀度显著变化的特点，使其已成为固定化酶的一种理想包埋载体。

这种温度敏感型水凝胶固定酶的方法可以避免对酶的活力造成伤害，并且还提高了酶的稳定性和重复使用率。

这也为进一步开发性能优良的固定化酶，研究其酶促反应提供必要的实验依据和理论基础。

（7）保水抗旱

保水抗旱水凝胶作为一种高效抗旱保水剂能在较短时间内吸收超越自身重量几百甚至上千倍的水，并且能缓慢的释放出来。

可以反复使用，具有优良的保水抗旱性能，欧、美、日本、以色列等国家，早已开始大面积应用，解决农业缺水问题，确定了其抗旱保水良好效果，显示出在农业生产中的巨大作用。

农业保水抗旱水凝胶主要用途为：

用作农用土壤保水剂，可节约水资源，减少灌溉；用作农膜防雾剂，可提高透光率；用作种子涂覆剂，可提高出芽率；吸收农药、化肥后，具有控释放作用，能提高药效；用作苗木移载，可提高成活率，适用于远距离输送树苗；此项目成功开发建设将大大促进农业发展。

此外，水凝胶还在制造人造皮肤、整形医学、化妆品、生物传感器等方面有广泛的应用。

三、行业市场规模

世界上凝胶产能主要分布在亚洲、北美和西欧等地区。

凝胶技术则主要集中在日本和德国等公司手中。

据新材料在线网站（）公开的数据显示，2014年全球凝胶总产能约318.1万吨，未来几年产值增长率大约为5%，需求约212.7万吨/年，未来几年需求增长率约7%。

中国首次超过日本，成为全球凝胶产能最大的国家，占全球总产能16%。

未来几年，中国仍为全球产能增速最快的地区。

我国凝胶行业长期处于供不应求的状态，需求量持续保持高速增长，未来几年产能和需求年均复合增长率分别达到13.8%和19.5%。

全球凝胶供需现状及预测分析图：

中国凝胶供需现状及预测分析图：

四、行业发展前景

高分子水凝胶的应用领域越来越广阔，研发出具有更佳性能的高分子水凝胶是当下的研究热点。

环境敏感性高分子水凝胶、超强吸水高分子水凝胶、特殊结构或功能的高分子水凝胶逐渐成为行业关注热点。

环境敏感性高分子水凝胶将在生物医学领域得到极大发展。

此类材料对生物分子的固体以及良好的药物控制缓释功能，使其在细胞分离、固定化酶、缓控药物及靶向药物等领域显示出极好的应用和市场前景。

超强吸水高分子水凝胶材料的优化升级研究正在进行中，低成本、多应用、具有缓释功能的环境友好型复合高分子水凝胶也是当下研究的重点。

特殊结构和特殊功能的高分子水凝胶产品的制作也在持续研发中，如高分子水凝胶避孕套、水凝胶智能创可贴、水凝胶瘦身贴、高分子水凝胶口罩等。

水凝胶医用敷料市场也具有良好的发展前景。

与传统的敷料相比，水凝胶能促进伤口更好地愈合、减轻患者的疼痛，它能改善创面的微环境、抑制细菌的生长。

水凝胶特别适用于常见的体表创伤，如擦伤、划伤、褥疮等各种皮肤损伤。

对于这些伤口，传统上医生一般用无菌纱布及外用抗生素处理。

纱布易与皮肤伤口组织粘连，换药时常常破坏新生的上皮和肉芽组织，引起出血，这不但不利于伤口的愈合，而且使病人疼痛难忍。

用水凝胶敷料敷贴在伤口上时，它不但不粘连伤口、不破坏新生组织，而且能杀死各种细菌、避免伤口感染。

因此，国内外均对水凝胶医用敷料在烧伤等治疗领域进行了重点研究并取得了可喜进展。

水凝胶医用敷料作为一种新型的医用敷料，具有非常广阔的市场发展前景。

此外，水凝胶产品已经被广泛运用于国民经济建设的各个领域，包括现代农林业、建筑安全、资源与环境、生物与新医药、食品、日用化工、电子仪器、纺织等。

水凝胶产品以其自身拥有的高效、节能、环保特性，不断替代低效率、高能耗、高污染的生产材料及生产工艺，特别是用于水土保持、水体净化、土壤重金属吸附、污水重金属去除及污泥深度脱水及预防污染意义十分重大，未来水凝胶材料及制品的发展潜力巨大。

五、影响行业发展的因素

1、有利因素

（1）国家产业政策扶持

国务院和工信部先后出台《中国制造2025》、《新材料产业“十二五”重点产品名录》等，指出以特种金属功能材料、高性能结构材料、功能性高分子材料、特种无机非金属材料和先进复合材料为发展重点，加快研发先进熔炼、凝固成型、气相沉积、型材加工、高效合成等新材料制备关键技术和装备，加强基础研究和体系建设，突破产业化制备瓶颈；在智能新