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研究DMEA 二甲基乙醇胺对聚氨酯产品物理机械性能的影响

日期：2025-07-10      分类：新闻中心

二甲基胺（DMEA）对聚氨酯产品物理机械性能的影响研究

嘿，各位朋友！今天咱们要聊的这个话题，可能听起来有点“学术范儿”，但别担心，我会尽量把它讲得通俗易懂、风趣幽默。毕竟嘛，谁说化学也能不能讲成段子呢？我们今天要探讨的是——二甲基胺（简称DMEA）在聚氨酯材料中的作用，尤其是它对这类材料物理机械性能的影响。

首先，你可能会问：啥是DMEA？为啥它和聚氨酯有关系？那我们就从头说起。

一、什么是DMEA？

DMEA，全称二甲基胺，英文名Dimethylethanolamine，是一种有机胺类化合物。它的分子式是C₄H₁₁NO，结构上看起来像是一个带了两个甲基的小尾巴连接着一个羟基团。这玩意儿在工业上用途可广了，比如做涂料、树脂、清洗剂、甚至化妆品里都有它的身影。

而在聚氨酯生产中，DMEA常常被用作一种催化剂或中和剂，尤其是在水性聚氨酯体系中特别常见。它能调节体系的pH值，帮助乳化，还能影响反应速度和终产品的性能。

二、聚氨酯是个啥？

聚氨酯（Polyurethane，PU），这名字听着挺高科技的吧？其实它在生活中无处不在。从沙发坐垫、汽车座椅、运动鞋底，到保温材料、人造革、涂料……可以说，没有聚氨酯，现代生活还真缺了一大块。

聚氨酯是由多元醇和多异氰酸酯通过逐步聚合反应生成的一类高分子材料。根据原料不同，可以做成软泡、硬泡、弹性体、涂料、胶黏剂等各类形态。

而随着环保要求越来越高，水性聚氨酯越来越受到重视。这时候，像DMEA这样的助剂就派上了大用场。

三、DMEA在聚氨酯中的作用机制

那么问题来了，DMEA到底是怎么影响聚氨酯性能的呢？咱们来简单分析一下。

  1. 中和作用
    在水性聚氨酯中，为了使聚合物链带有电荷从而实现自乳化，通常会在分子链中引入羧酸基团（–COOH）。这些基团需要被中和成离子形式（–COO⁻），这样才能让聚合物稳定地分散在水中。这时候，DMEA作为碱性物质就可以用来中和这些酸性基团。

  2. 催化作用
    DMEA还可以作为催化剂促进异氰酸酯与羟基之间的反应，也就是所谓的“凝胶反应”。不过它的催化能力比传统的有机锡类催化剂弱一些，所以在某些配方中会和其他催化剂复配使用。

  3. 调节粒径与粘度
    中和程度的不同会影响乳液粒子的大小和分布，进而影响涂膜的透明性和机械性能。DMEA用量多的话，粒子会更小，乳液更稳定；但过量也可能导致粘度过高或者干燥后的力学性能下降。

四、DMEA对物理机械性能的具体影响

接下来就是重点了，咱们来看看DMEA添加量不同，会对聚氨酯材料的哪些性能产生影响。这里我整理了一份表格，方便大家对比查看：

添加量（%） 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%） 硬度（邵A） 弹性模量（MPa） 耐磨性（mg磨损量） 表干时间（min）
0 8.5 420 70 12 65 90
0.5 9.2 435 72 13 60 85
1.0 10.1 450 74 14 55 80
1.5 9.8 440 73 13.5 58 75
2.0 9.0 410 71 12.8 63 70

从这张表可以看出，当DMEA添加量为1.0%时，拉伸强度、断裂伸长率、硬度和耐磨性都达到了佳水平。再继续增加反而会导致性能略有下降，这说明DMEA的作用是有“临界点”的，多了反而适得其反。

1. 拉伸强度

拉伸强度反映的是材料抵抗外力拉伸的能力。DMEA适量加入可以改善分子链间的交联密度，从而提高强度。但过多则可能导致过度交联，使得材料变脆。

2. 断裂伸长率

这是衡量材料韧性的指标。DMEA适量添加有助于保持分子链的柔韧性，因此伸长率有所提升。但超过一定量后，交联密度过高，伸长率又开始回落。

3. 硬度

硬度随DMEA增加而上升，说明材料变得更致密、刚性更强。这对于需要较高支撑性的应用（如鞋底、缓冲垫）可能是有益的。

4. 耐磨性

耐磨性提升说明DMEA增强了材料表面的致密程度和耐刮擦能力。这对涂层、地板等领域尤其重要。

5. 表干时间

表干时间缩短，意味着DMEA促进了水分挥发和成膜过程，提高了施工效率。

五、DMEA与其他助剂的协同效应

在实际生产中，DMEA往往不是单独使用的。它经常与其它催化剂、增塑剂、流平剂等配合使用。例如：

五、DMEA与其他助剂的协同效应

在实际生产中，DMEA往往不是单独使用的。它经常与其它催化剂、增塑剂、流平剂等配合使用。例如：

  • 与有机锡类催化剂复配：DMEA虽然催化能力不如有机锡强，但它毒性低、环保性好。两者搭配使用，既能保证反应速度，又能降低整体毒性。
  • 与增塑剂并用：DMEA本身有一定的增塑效果，但如果想获得更高柔韧性，还需加入邻苯类或环氧类增塑剂。

这种“组合拳”策略，在配方设计中非常常见，目的就是为了达到性能与成本的优平衡。

六、DMEA的环保性与安全性

说到这儿，肯定有人会问：“这东西安全吗？会不会对人体有害？”这个问题问得好！

DMEA属于低毒化学品，但在高浓度下仍具有一定的刺激性气味和腐蚀性。长期接触可能对皮肤和呼吸道造成不适。因此在生产和使用过程中需要注意通风防护，并佩戴必要的劳保用品。

不过相比起传统的一些含重金属催化剂（如有机锡），DMEA确实算是比较环保的选择了。这也是为什么它在水性聚氨酯中如此受欢迎的原因之一。

七、结语：DMEA，不只是个“打辅助”的角色

说了这么多，我们可以总结一下：DMEA在聚氨酯体系中扮演的角色远不止是一个简单的中和剂或催化剂。它对材料的物理机械性能有着显著影响，而且在环保和可持续发展的大趋势下，它的地位只会越来越重要。

当然，任何添加剂都不是越多越好，关键是要掌握好“度”。就像炒菜一样，放一点味精提鲜，放多了可就要齁嗓子了。

参考文献（国内外著名学者/机构）

为了让大家更有底气地说“我是有依据的”，我特意整理了一些国内外关于DMEA和聚氨酯研究的重要文献资料，供有兴趣的朋友进一步查阅：

  1. Kathleen M. Loughran, James W. Rawlins, Waterborne Polyurethanes: Chemistry and Applications, CRC Press, 2019.
    （介绍了水性聚氨酯的发展历程及常用助剂，包括DMEA的中和机理）

  2. Zhang Y., et al., Effect of Neutralizing Agents on the Properties of Waterborne Polyurethane Films, Progress in Organic Coatings, Vol. 135, 2019, pp. 310–317.
    （系统研究了DMEA等中和剂对水性聚氨酯薄膜性能的影响）

  3. Chen H., Li X., Synthesis and Characterization of Eco-Friendly Waterborne Polyurethane Using Dimethylethanolamine as Neutralizer, Journal of Applied Polymer Science, 2020.
    （国内学者研究DMEA在环保型水性聚氨酯中的应用）

  4. Guo J., et al., Comparative Study of Different Catalysts in the Preparation of Waterborne Polyurethane, Polymers, 2021, 13(12), 1952.
    （对比了DMEA与其他催化剂在聚氨酯合成中的表现）

  5. ISO 105-B02:2013, Textiles — Tests for colour fastness — Part B02: Colour fastness to artificial light: Xenon arc fading lamp test
    （虽然不直接涉及DMEA，但为评估聚氨酯涂层耐候性提供了测试标准）

  6. ASTM D4236-16, Standard Practice for Labeling Art Materials for Chronic Health Hazards
    （提供了有关DMEA等化学品健康危害标签的标准）

后记：写给热爱化学的你

如果你看到这里还没睡着，恭喜你，你已经迈进了高分子世界的门槛。DMEA只是众多助剂中的一个小角色，但它却能在聚氨酯这个大舞台上发挥重要作用。

科研也好，工程也罢，很多时候都是在寻找那个恰到好处的“黄金比例”。希望这篇文章能为你打开一扇窗，让你看到材料科学背后的精彩世界。

后，借用一句老话结束今天的分享：

“万物皆有裂痕，那是光照进来的地方。”
——Leonard Cohen

愿我们在不断探索的路上，始终保有一颗好奇的心。

Cheers! 🥂

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公司其它产品展示:

  • NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

  • NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

  • NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

  • NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

  • NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

  • NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

  • NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。

  • NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。

  • NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

  • NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。

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