本书是关于水溶性高分子材料理论研究及应用实践的专业学术著作。对水溶性高分子材料在中国的历史沿革、生产制造、理论研究及市场应用与发展都做了详细阐述。本书强调创新，定义水溶性高分子材料是绿色环保的水性高分子新材料，属于新材料学科中的前沿新材料的子项，符合国家产业导向，属于未来的战略新兴产业。
全书分上下两卷，下卷包括智能水溶性高分子、生物基高分子材料、3D打印用水溶性高分子材料、透明质酸、聚乳酸、黄原胶、动物胶、植物多糖、聚谷氨酸、高分子及其材料在生态农业中的应用、水溶性高分子在膜材料中的应用、水溶性高分子在医药缓控释领域的应用、水溶性石墨烯的制备及应用、水溶性高分子在染料敏化太阳能电池中的应用、水溶性高分子在纳米陶瓷粉体制备中的应用、水溶性高分子在化妆品中的应用、水溶性高分子在非常规油气开发中的应用，共17章。
本书以科技创新、紧跟国家产业导向为鲜明特色，在智能高分子材料、生物基高分子材料、3D打印用高分子材料、纳米粉体材料、食品、化妆品、生物医药、生态农业、水处理、非常规油气开发、新能源电池、石墨烯等经济主战场重点落笔，系统总结了一系列中国原创的有核心自主知识产权的科技成果，也对水溶性高分子材料的前沿研究领域进行了深入探讨。本书的内容高度契合国家新质生产力的发展战略。
本书可供水溶性高分子材料、功能高分子材料、生物医药、新能源材料、食品、化妆品、节能环保、现代农业等领域的专家学者、工程技术人员、管理人员阅读，也供有关大专院所、科研单位的师生教学使用，以及为相关政府、投资人提供决策参考。

下卷
第1章智能水溶性高分子2
1.1概述2
1.2智能水溶性高分子2
1.2.1热刺激响应水溶性高分子2
1.2.2光刺激响应水溶性高分子10
1.2.3磁场响应水溶性高分子11
1.2.4电场响应水溶性高分子11
1.2.5超声刺激响应水溶性高分子13
1.2.6湿度敏感的水溶性高分子14
1.2.7酶刺激响应水溶性高分子14
1.2.8电解质刺激响应水溶性高分子14
1.2.9pH刺激响应水溶性高分子16
1.2.10CO2刺激响应水溶性高分子16
1.3智能水溶性高分子的应用25
1.3.1生物医药领域25
1.3.2分散纳米材料25
1.3.3调节聚合物蜂窝状膜表面的润湿性26
1.3.4提高原油采收率28
1.3.5流体减阻30
1.4小结及展望31
参考文献31

第2章生物基高分子材料36
2.1生物基高分子和生物降解高分子36
2.2生物基生物降解材料的种类37
2.3生物基生物降解材料的产业政策与市场环境37
2.3.1产业政策37
2.3.2市场环境39
2.4主要产品分析41
2.4.1聚乳酸（PLA）41
2.4.2聚羟基脂肪酸酯（PHAs）45
2.4.3二元酸二元醇共聚酯类（PBS、PBAT）53
2.4.4淀粉基降解塑料62
2.4.5其他产品68
2.5行业展望70
参考文献70

第3章3D打印用水溶性高分子材料72
3.13D打印技术72
3.1.13D打印简介72
3.1.23D打印技术73
3.23D打印用水溶性高分子材料74
3.2.1聚乳酸（PLA）75
3.2.2聚乙二醇（PEG）84
3.3展望88
参考文献89

第4章透明质酸92
4.1概述92
4.2发展史93
4.3制备94
4.4性能98
4.4.1流变学特性98
4.4.2依数性98
4.4.3保水性99
4.4.4生物活性99
4.4.5降解反应99
4.4.6透明质酸产品标准（YY/T 1571—2017）100
4.5应用100
4.5.1化妆品中的应用101
4.5.2临床医学中的应用102
4.5.3保健食品中的应用104
4.6发展前景104
参考文献105

第5章聚乳酸106
5.1概述106
5.2发展史107
5.2.1研发生产过程107
5.2.2应用开发历程109
5.3制备110
5.3.1聚合生产工艺110
5.3.2聚合工艺对比111
5.4性能112
5.4.1特性112
5.4.2聚乳酸的共混改性与改良加工工艺113
5.5应用114
5.6发展前景115
5.6.1未来发展前景广阔115
5.6.2发展中存在的问题117
5.6.3未来发展重点方向118
参考文献119

第6章黄原胶120
6.1概述120
6.2发展史120
6.3制备121
6.3.1微生物菌种和原料121
6.3.2培养液调配122
6.3.3培养条件123
6.3.4发酵合成124
6.3.5分离和提纯125
6.4性能126
6.5应用128
6.5.1应用于石油行业128
6.5.2应用于食品工业128
6.5.3其他领域129
6.6发展前景130
参考文献131

第7章动物胶132
7.1干酪素132
7.1.1概述132
7.1.2发展史132
7.1.3制备133
7.1.4性能134
7.1.5应用135
7.1.6发展前景138
7.2明胶139
7.2.1概述139
7.2.2发展史139
7.2.3制备140
7.2.4性能142
7.2.5应用143
7.2.6发展前景145
7.3骨胶145
7.3.1概述145
7.3.2发展史145
7.3.3制备146
7.3.4性能147
7.3.5应用150
7.3.6发展前景150
参考文献151

第8章植物多糖153
8.1银耳多糖153
8.1.1概述153
8.1.2发展史153
8.1.3制备153
8.1.4性能154
8.1.5应用155
8.1.6发展前景155
8.2β葡聚糖155
8.2.1概述155
8.2.2发展史157
8.2.3制备158
8.2.4性能161
8.2.5应用162
8.2.6发展前景163
8.3海藻多糖163
8.3.1概述163
8.3.2发展史163
8.3.3制备164
8.3.4性能165
8.3.5应用166
8.3.6发展前景167
8.4卡拉胶167
8.4.1概述168
8.4.2发展史168
8.4.3制备168
8.4.4性能170
8.4.5应用171
8.4.6发展前景172
8.5琼脂172
8.5.1概述172
8.5.2发展史173
8.5.3制备173
8.5.4性质174
8.5.5应用174
8.5.6发展前景175
8.6魔芋葡甘露聚糖175
8.6.1概述175
8.6.2制备176
8.6.3性质177
8.6.4应用177
8.6.5发展前景178
参考文献179

第9章聚谷氨酸183
9.1概述183
9.2发展史184
9.3制备185
9.3.1聚谷氨酸的发酵工艺185
9.3.2聚谷氨酸的分离与提取工艺189
9.4性能191
9.5应用192
9.6发展前景192
参考文献192

第10章高分子及其材料在生态农业中的应用194
10.1概述194
10.2缓/控释肥料195
10.2.1缓/控释肥料及分类196
10.2.2国内外缓/控释肥料发展状况197
10.2.3缓/控释肥料的效应优势198
10.3高分子包膜肥199
10.3.1包衣原理199
10.3.2包膜工艺与生产设备199
10.3.3高分子包膜肥应用实例202
10.4缓/控释农药205
10.4.1物理型农药缓释剂206
10.4.2化学型农药缓释剂209
10.4.3高分子除草剂210
10.4.4高分子除螺剂211
10.5高分子农用转光膜213
10.6高分子土壤结构改良剂214
参考文献217

第11章水溶性高分子在膜材料中的应用219
11.1膜分离技术简介219
11.1.1膜分离技术特点219
11.1.2分离膜220
11.1.3膜分离过程简介221
11.1.4膜分离技术应用简介221
11.2水溶性高分子在膜材料中的应用222
11.2.1膜制孔剂222
11.2.2水溶性高分子在膜技术中其他应用229
11.3膜技术在水溶性高分子行业应用233
11.3.1膜分离技术在微生物法生产丙烯酰胺中的应用233
11.3.2膜分离技术处理退浆废水234
参考文献235

第12章水溶性高分子在医药缓控释领域的应用238
12.1概述238
12.1.1药物控制释放系统238
12.1.2高分子药物控制释放材料238
12.1.3高分子药物控制释放体系释药机理240
12.2水溶性高分子在医药缓控释领域的应用241
12.2.1可降解型高分子材料的应用241
12.2.2非降解型高分子材料的应用253
12.3发展前景255
参考文献256

第13章水溶性石墨烯的制备及应用261
13.1概述261
13.2发展史261
13.3功能化石墨烯的制备方法262
13.3.1GO自组装水凝胶的制备方法262
13.3.2石墨烯的有机小分子功能化制备263
13.3.3聚合物功能化石墨烯263
13.4功能化石墨烯的性质和应用264
13.4.1吸附剂264
13.4.2控制药物释放265
13.4.3传感器265
13.4.4金属防护涂层267
13.5总结与展望267
参考文献268

第14章水溶性高分子在染料敏化太阳能电池中的应用270
14.1概述270
14.2DSSC的工作原理271
14.3水溶性高分子的功能及优势273
14.4水溶性高分子在DSSC中的应用274
参考文献275

第15章水溶性高分子在纳米陶瓷粉体制备中的应用276
15.1几种水溶性高分子材料简介276
15.1.1聚乙烯醇（PVA）276
15.1.2聚乙二醇（PEG） 276
15.1.3聚乙烯吡咯烷酮（PVP）277
15.1.4丙烯酸及甲基丙烯酸聚合物277
15.1.5聚马来酸277
15.1.6聚乳酸（PLA）278
15.2纳米陶瓷粉体278
15.2.1陶瓷改性的必要性279
15.2.2纳米陶瓷粉体的性能及应用279
15.2.3纳米陶瓷粉体的制备方法281
15.2.4纳米陶瓷粉体的团聚283
15.2.5纳米陶瓷粉体的分散技术284
15.3水溶性高分子材料在纳米陶瓷粉体制备中的应用286
15.3.1水溶性高分子在液相法制备纳米粉体中的应用286
15.3.2应用实例289
15.4碳纳米管、石墨烯在纳米陶瓷粉体制备中的应用293
15.4.1碳纳米管简介293
15.4.2碳纳米管在陶瓷制备中的应用295
15.4.3石墨烯简介298
15.4.4石墨烯在陶瓷制备中的应用299
15.5总结与展望301
参考文献301

第16章水溶性高分子在化妆品中的应用303
16.1概述303
16.1.1化妆品市场概述303
16.1.2本土化妆品发展现状分析303
16.1.3水溶性高分子在化妆品领域的应用特点305
16.2纤维素306
16.2.1纤维素的简介306
16.2.2纤维素醚的定义及种类306
16.2.3纤维素醚在化妆品中的应用307
16.3瓜尔胶307
16.3.1瓜尔胶的简介307
16.3.2改性瓜尔胶定义及种类308
16.3.3改性瓜尔胶在化妆品中的应用308
16.4淀粉309
16.4.1淀粉的简介309
16.4.2改性淀粉的定义及种类309
16.4.3改性淀粉在化妆品中的应用309
16.5海藻酸及海藻酸盐310
16.5.1海藻酸的简介310
16.5.2海藻酸及海藻酸盐在化妆品中的应用310
16.6甲壳素311
16.6.1甲壳素的简介311
16.6.2甲壳素在化妆品中的应用311
16.7黄原胶312
16.7.1黄原胶的简介312
16.7.2黄原胶在化妆品中的应用313
16.8透明质酸313
16.8.1透明质酸的简介313
16.8.2透明质酸的种类及其在化妆品中的应用314
参考文献314

第17章水溶性高分子在非常规油气开发中的应用316
17.1概述316
17.1.1非常规油气概述316
17.1.2非常规油气用水溶性高分子概述316
17.2压裂液及减阻剂发展概况318
17.2.1压裂液发展情况318
17.2.2减阻剂发展情况321
17.3减阻剂的合成技术328
17.3.1自由基聚合反应328
17.3.2聚合体系333
17.4聚丙烯酰胺在油气田化学中的应用336
17.4.1油田三次采油应用技术337
17.4.2作堵水-调剖剂340
17.4.3作钻井液调整剂340
17.4.4作压裂液添加剂341
17.4.5作油田水处理剂344
17.5其他水溶性高分子在油气田化学中的应用345
17.5.1瓜尔胶在油气田化学中的应用345
17.5.2黄原胶在油气田化学中的应用345
17.5.3羧甲基纤维素在油气田化学中的应用346
17.6油气开采用水溶性高分子的发展趋势346
17.6.1研发与应用现状346
17.6.2发展趋势347
17.7油气开采用水溶性高分子的设计与制备351
17.7.1制备途径351
17.7.2基本要求351
17.7.3合成设计353
参考文献353

水溶性高分子材料被誉为高分子材料界皇冠上的一颗明珠，被称为“工业维生素”和“百业助剂”，具有绿色低碳、环境友好的天然属性。同时，它的功能强大、应用领域广泛，是极具特色的可同时适用于民生、军事与战略性新兴领域的重要新材料。它在生物医药、新能源材料、节能环保、现代农业、智能材料、集成电路等领域的应用方兴未艾，在“十五五”规划中强调的绿色低碳领域更是拥有得天独厚的优势。
本书的编写缘起于时代发展的迫切需求与行业自身的历史使命。《水溶性高分子》第一版于2017年出版后，受到读者的热烈欢迎并销售一空，读者们纷纷要求再出版新书。“十五五”开局之年，在国家新质生产力战略引领下，行业迎来爆发期，新技术、新产品、新市场层出不穷，旧版专著部分内容亟待更新，读者与专家也提出大量合理化修订建议。肩负为本行业发展壮大奋斗终身的神圣使命，我深感这种动力、压力与时代创新发展洪流汇聚的合力的冲击，需重新组织编写一部著作以适应新时代发展的迫切需求。经长期斟酌考虑，将本书名定为《水溶性高分子材料》，旗帜鲜明地将水溶性高分子定义为绿色环保的水性高分子材料，将之列为新材料学科中的前沿新材料的子项，避免因为其名称的混乱对行业的发展带来不确定性的影响。
本书设计思路清晰，具备鲜明特色。一是厘清梳理水溶性高分子材料发展脉络，将其与传统化学品、化工材料区分，首次明确定义水溶性高分子材料是一门新兴的高分子材料基础学科，搭建本行业学科理论架构。二是查缺补漏，补短板、建新板、锻长板，收录代表性产品目录，打造能够反映国内行业最新进展的学术著作；立足国际视野对比分析国内外技术与市场，助力取长补短，实现弯道超车。三是紧扣国家战略，全面梳理水溶性高分子材料在环保领域、传统产业升级以及战略性新兴产业的应用，对生物医药、新能源材料、智能高分子材料、纳米陶瓷粉体材料、水溶性石墨烯材料、膜材料、生物基可降解材料等战略性新兴领域的新内容进行了突显和新增。
本书强调科技创新与学科跨界融合，具有鲜明的时代特性，具有以下突出特点：
（1）面向科技前沿，助推高水平科技自立自强
面对国际巨头技术封锁，国内水溶性高分子材料领域的专家学者、企业家数十年来坚持科技创新，实现行业高速发展，部分领域打破发达国家垄断，完成进口替代，已能与发达国家同台竞争。以国家科技进步奖二等奖“微生物法生产丙烯酰胺技术”为例，我国AM生产工艺从化学法升级为全球领先的微生物法，年产量达160万吨，催生三家上市企业，产量跃居全球第一。
（2）面向国家重大需求，解决“卡脖子”难题实现弯道超车
水溶性高分子材料是水基工业核心，在传统工农业、新兴领域、国防工业不可或缺，在生物医药、集成电路、新能源锂电、光伏等战略性新兴产业的新应用正逐步发展。近年来，水溶性高分子重点产业聚焦共性问题，加快核心技术研发，在聚合机理、引发体系等多环节取得重大突破，成功解决RAFT可控聚合等系列“卡脖子”技术难题。
（3）面向经济主战场，助力实现碳达峰、碳中和国家战略
本书以科技创新、紧跟国家产业导向为特色，系统总结了一批中国原创的具备核心自主知识产权的科技成果。水溶性高分子材料凭借绿色低碳、环境友好的天然属性在生物医药、生态农业、水处理、新能源电池等经济主战场起到重要的作用，彰显了中国绿色制造的实力。
（4）面向人民生命健康，展现巨大潜力
医药级水溶性高分子材料体现一国综合科研实力，本书聚焦民生关注的医药、食品、化妆品、环保等生命健康领域，详述了水溶性高分子材料在药物递送、生物医用材料、食品添加剂、化妆品原料、水处理等方面的最新进展与应用。
本书的编写及顾问团队既包括国家高层次人才，也包括扎根一线的科技企业的创始人、高级工程师和技术骨干。既有优秀的海外归来学者，也有中国培养的本土高层次人才。既有年逾八旬的前辈，也有年富力强的中青年学者。既有国家级功能高分子材料实验室负责人，也有企业的院士专家工作站科学家。尽管身份各异，但编写团队充满激情与信念。本书共34章，分上下两卷，具体编写分工如下：
上卷：第1章由王宇编写；第2章由王宇、陈占编写；第3章由王勤、黎常宏编写；第4章由顾晓华编写；第5章由储根初编写；第6章由贾润萍编写；第7章、第15章由谢建军（新疆科技学院）编写；第8章由户献雷编写；第9章由黎常宏编写；第10章由何国锋编写；第11章由李鹏飞编写；第12章、第13章由张冰如编写；第14章由顾晓华编写；第16章由洪雁编写；第17章由张熙编写。
下卷：第1章由冯玉军、殷鸿尧编写；第2章由王宇、汤尚文、梁英编写；第3章、第15章由施鹰、谢建军（上海大学）、王宇编写；第4～6章由王宇编写；第7～9章由王宇、陈占编写；第10章由谢建军（新疆科技学院）、王宇编写；第11章由张玉忠、王宇、郭振友编写；第12章由朱申敏、王宇编写；第13章由朱申敏编写；第14章由贾润萍、王宇编写；第16章由户献雷、王宇编写；第17章由余维初编写。
同时，宇昂科技的宋智飞、魏亚娜、熊俊超、朱广东、乐文伟、蒋华攀、汪暾以及中国科学院上海高等研究院何涛、殷勇，广州天赐麦景璋，长江大学张颖、范宇恒、周东魁，湖北文理学院陈熳，也为本书的出版付出了辛勤劳动，谨向所有为本书辛苦工作的同志们表示诚挚感谢！
本书编写还要感谢本行业创始人之一，第九届、第十届全国人民代表大会常务委员会副委员长、原化学工业部副部长成思危先生。30年前他对水溶性高分子的重要性作出高屋建瓴的论断，坚定了我们在本行业坚持到底的信念。
感谢全国功能高分子行业委员会原理事长严瑞瑄老师，作为原化工部中国化工经济技术发展中心的副主任，他一手推动并奠定了中国水溶性高分子材料行业的发展格局，他的学识与教诲让我终身受益。他1996年将我带入行业协会，我有幸成为首批中国水溶性高分子建设者之一，他的学识与教诲让我终身受益。
感谢全国功能高分子行业委员会谷世有理事长。他是年逾八旬仍坚守在水溶性高分子第一线的原化工部科技局老领导，为本书出版付出诸多心血，经他辛勤奔波组织协调，本书筹备、编写按进度顺利推进，为本书出版立下汗马功劳。
感谢中国石化联合会与化学工业出版社的大力帮助和支持，解决了编写团队的后顾之忧。
2026年盛夏，凌霄怒绽，荷叶田田，笔墨稍歇，掩卷长喟。一方面，编写工作即将完成，如释重负；另一方面，难免惶恐，不知本书能否如愿：让读者满意，让行业受益。同时，因为时间及水平所限，书中难免疏漏，敬请各位专家、学者、关心和支持水溶性高分子行业的友人，不吝指出本书的不足与错误。

王宇
2026年8月