是指由生物资源制成的高分子聚合物材料,主要包括天然橡胶、树脂、纤维素衍生物等。其具有以下特点及应用前景: 特点: 01 来源可再生,原材料丰富; 02 具有良好的生物相容性和生物降解性; 03 控制性差,性能变异大; 04 加工性能较差。 应用前景: 01 可制成生物医用材料,如骨科植入材料、组织工程支架等; 02 可用于制备环保型包装材料、涂料等; 03 可研发高性能复合材料,提高机械强度、加工性能等; 04 可完全降解,解决白色污染与微塑料污染问题。 总体来说,天然高分子材料是一类前景广阔的可持续发展材料。随着人们环保意识的提高以及相关技术的进步,其工业化应用前景十分可观。但也面临原料供应、加工性能等方面的挑战,需要进一步研发以获得广泛应用。 一、常见天然高分子的结构、性质及应用场景 01 天然橡胶 01 结构:聚异戊二烯,线性高分子; 02 性质:柔韧性好,抗拉强度高,易加工成型; 03 应用:轮胎、医用手套、导管、地板等。 02 纤维素 01 结构:由葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接成长链高分子; 02 性质:加工难度大,可产生强力薄膜; 03 应用:纸张、纺织品、LCD保护膜等。 03 木质素 01 结构:由苯丙烷单元随机聚合而成,具分支结构; 02 性质:加工难度大,可产生强力薄膜; 03 应用:纸张、纺织品、LCD保护膜等。 04 海藻酸钠 01 结构:由葡萄糖醛酸和甘露醛酸交替连接; 02 性质:表面积大,可吸附性能好; 03 应用:活性炭前驱体、分离材料等。 05 丝蛋白 01 结构:由18种氨基酸组成的蛋白质; 02 性质:光泽度高,保湿性强; 03 应用:天蚕丝、化妆品原料等。 二、技术发展现状 生物降解性材料已实现实用化应用,如生物降解支架、骨修复材料、缝合线等。以天然高分子为原料的组织工程支架、人工血管研发进展较快。在药物缓释系统和基因转染方面也有新突破。 三、市场规模 目前天然高分子市场上常见和主要的产品包括淀粉、纤维素等。这些产品在食品、医药、日化等领域都有大量应用。 近来,随着人们环保意识的增强,天然高分子材料市场需求急剧增加。一些报告预计,在未来几年内,天然高分子的市场规模将以数的增长。 2020年全球医用高分子市场规模约为90亿美元,预计2025年将达到130亿美元。中国作为农业大国,在天然高分子资源方面具有明显优势,中国也是快速增长的市场。 四、未来发展方向和潜力 01 进一步提升生物相容性和细胞亲和性; 02 开发新型生物降解材料,改善降解速率控制; 03 优化加工技术,提高形态可控制性; 04 引入活性基团,实现仿生和多功能化; 05 支持细胞定向分化的微环境设计带来更大应用空间。 整体来看,医用天然高分子材料行业前景广阔。随着老龄化趋势和消费升级,市场空间巨大。技术创新和产品差异化也将加速行业发展。