二甲基-1,3-二氨基丙烷（dmapa）在環(huán)氧固化劑中的應用及性能提升

說到環(huán)氧樹脂，很多人可能反應是“膠水”，或者更具體點，“502”。其實，環(huán)氧樹脂遠比我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫钠胀z水復雜得多。它廣泛應用于航空航天、電子封裝、汽車制造、建筑加固等多個領(lǐng)域，幾乎可以說是工業(yè)界的“萬能膠”。而要讓這“萬能膠”真正發(fā)揮威力，離不開一個關(guān)鍵角色——固化劑。

今天我們要聊的就是其中一種重要的固化劑原料：二甲基-1,3-二氨基丙烷（dimethyl-1,3-diaminopropane，簡稱dmapa）。這個名字聽起來有點拗口，但它的作用卻不可小覷。接下來，咱們就來聊聊dmapa到底是個啥玩意兒，它是怎么用在環(huán)氧固化劑里的，以及它又能帶來哪些性能上的提升。

---

一、dmapa是什么？化學結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì)

dmapa的全稱是n,n-二甲基-1,3-二氨基丙烷，分子式為c5h14n2，結(jié)構(gòu)式如下：

ch3–n(ch3)–ch2–ch2–ch2–nh2

從結(jié)構(gòu)上看，它是一個帶有兩個氨基官能團（–nh2）的有機化合物，并且其中一個氮原子上還連接了兩個甲基（–ch3），具有一定的空間位阻效應。這種結(jié)構(gòu)決定了它既有一定的堿性，又有一定的親核性，非常適合用來作為環(huán)氧樹脂的固化劑前體。

下面是一些常見的物化參數(shù)：

參數(shù)	數(shù)值
分子量	102.18 g/mol
外觀	無色至淺黃色液體
沸點	約146°c
密度	約0.85 g/cm3
ph（1%水溶液）	11~12
溶解性	易溶于水、醇類，微溶于烴類

dmapa本身并不是直接作為環(huán)氧固化劑使用的，而是常常用于合成更復雜的胺類固化劑，比如聚酰胺、曼尼希堿型固化劑等。它的存在，往往能顯著影響終固化體系的性能。

---

二、dmapa在環(huán)氧固化劑中的應用方式

1. 合成聚酰胺類固化劑

dmapa常見的用途之一，就是作為中間體用于合成聚酰胺型環(huán)氧固化劑。這類固化劑通常由脂肪族多胺與脂肪酸縮合而成，具有良好的柔韌性和耐化學性。

舉個例子，如果我們將dmapa與亞油酸進行縮合反應，就能得到一種低粘度、顏色較淺的聚酰胺固化劑。這種固化劑不僅適用于常溫固化，而且在低溫下也有較好的活性，非常適合戶外施工使用。

2. 合成曼尼希堿型固化劑

曼尼希反應是一種經(jīng)典的有機合成方法，通過將胺、醛和酚三者結(jié)合，生成具有較強反應活性的堿型產(chǎn)物。dmapa由于其結(jié)構(gòu)中帶有叔胺基團，非常適合作為曼尼希反應的胺組分。

例如，dmapa + 甲醛 + 苯酚 反應可以生成一種酚醛胺型固化劑，這類固化劑具有優(yōu)異的耐熱性和濕熱老化性能，廣泛應用于橋梁、隧道等潮濕環(huán)境下的防腐涂層。

3. 改性其他胺類固化劑

除了直接參與合成，dmapa還可以作為一種添加劑，用來改性一些傳統(tǒng)胺類固化劑，如乙二胺、二乙烯三胺等。通過引入dmapa，可以有效降低固化劑的揮發(fā)性、刺激性氣味，同時提高其與環(huán)氧樹脂的相容性。

---

三、dmapa帶來的性能提升有哪些？

既然dmapa這么重要，那它到底能在哪些方面提升環(huán)氧體系的性能呢？我們來一一盤點。

1. 降低毒性與刺激性氣味

傳統(tǒng)的脂肪胺類固化劑（如乙二胺）雖然固化速度快，但普遍存在刺激性強、毒性大的問題。dmapa由于其結(jié)構(gòu)中含有兩個甲基取代基，使得整個分子的空間位阻增大，降低了其對呼吸道和皮膚的刺激性。

固化劑類型	刺激性氣味等級（1~5）	ld50（大鼠，mg/kg）
乙二胺	5	120
dmapa	2	>2000
dmapa改性胺	1~2	>1500

從表中可以看出，dmapa及其衍生物的安全性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)胺類。

2. 改善固化速度與適用期

dmapa具有一定的叔胺特性，在某些情況下可以起到類似催化劑的作用。當它與其他主胺配合使用時，可以在不犧牲適用期的前提下，適度加快固化速度。

固化體系	初始凝膠時間（25℃）	完全固化時間（70℃）
純dmp30	3小時	4小時
dmapa+dmp30混合	2小時	3小時
dmapa改性聚酰胺	4小時	6小時

可見，dmapa的加入可以讓固化過程更加可控。

3. 增強機械性能與耐腐蝕性

dmapa改性的固化劑體系往往具有更好的交聯(lián)密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提升了材料的抗拉強度、彎曲模量和耐磨性。尤其是在海洋工程、化工設(shè)備等領(lǐng)域，耐腐蝕性尤為重要。

材料類型	抗拉強度（mpa）	彎曲模量（gpa）	鹽霧測試（1000h后失重）
傳統(tǒng)脂肪胺體系	50	2.5	15%
dmapa改性體系	65	3.2	5%
曼尼希堿型體系	70	3.5	3%

可以看到，dmapa相關(guān)的體系在多個性能指標上都有明顯優(yōu)勢。

4. 適應多種施工條件

dmapa體系的一大特點是“百搭”，既可以用于常溫固化，也可以用于中高溫固化；既可以用于涂料，也可以用于灌封膠、復合材料等不同應用場景。

---

四、實際應用案例分享

為了讓大家更直觀地理解dmapa的實際價值，這里分享幾個典型的應用場景：

---

四、實際應用案例分享

為了讓大家更直觀地理解dmapa的實際價值，這里分享幾個典型的應用場景：

1. 風力發(fā)電葉片膠黏劑

風力發(fā)電葉片要求極高的疲勞強度和耐候性。某知名風電企業(yè)采用dmapa改性的聚酰胺固化劑，成功實現(xiàn)了葉片粘接層在-40℃到80℃之間的穩(wěn)定服役，使用壽命超過20年。

2. 地鐵盾構(gòu)管片密封膠

在地下工程中，防水是重中之重。某地鐵項目采用dmapa合成的曼尼希堿型固化劑制備的密封膠，在模擬地下水環(huán)境下連續(xù)浸泡1000小時后，粘接強度僅下降8%，表現(xiàn)出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。

3. 電子封裝材料

在led封裝中，要求材料既要導熱又要絕緣，同時還要有良好的耐黃變性能。某廠家通過dmapa改性環(huán)氧體系，成功開發(fā)出一款高透明、低收縮的封裝材料，產(chǎn)品出口歐美市場，反響熱烈。

---

五、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

近年來，隨著環(huán)保法規(guī)趨嚴和高性能材料需求增長，dmapa的研究熱度持續(xù)上升。以下是一些國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)的相關(guān)成果：

國內(nèi)文獻推薦：

1. 《含dmapa結(jié)構(gòu)的新型聚酰胺固化劑的合成與性能研究》
   —— 中山大學材料學院，2021年
   摘要：以dmapa和蓖麻油酸為原料，合成了一種低毒、耐候性好的聚酰胺固化劑，并對其在風電葉片膠中的應用進行了系統(tǒng)評估。

2. 《dmapa型曼尼希堿固化劑的制備及其在防腐涂料中的應用》
   —— 武漢理工大學化學系，2020年
   摘要：通過優(yōu)化曼尼希反應條件，獲得了一種具有優(yōu)異耐鹽霧性能的固化劑，已在多個大型鋼結(jié)構(gòu)防腐工程中推廣應用。

國外文獻推薦：

1. "synthesis and characterization of novel amine hardeners based on dmapa for epoxy resins"
   —— journal of applied polymer science, 2019
   作者來自德國弗勞恩霍夫研究所，文中詳細比較了dmapa與其他胺類在固化動力學方面的差異。

2. "low-odor curing agents for epoxy systems: a comparative study"
   —— progress in organic coatings, 2020
   該文重點分析了dmapa在降低固化劑氣味方面的優(yōu)勢，并提出了一套量化評價體系。

3. "thermal and mechanical properties of epoxy networks derived from dmapa-based hardeners"
   —— european polymer journal, 2022
   研究團隊來自法國國家科學研究中心，系統(tǒng)探討了dmapa衍生固化劑對材料熱力學性能的影響機制。

---

六、結(jié)語：dmapa，不只是“輔助演員”

在環(huán)氧樹脂這個大家庭里，dmapa也許不是耀眼的那個明星，但它絕對是一位不可或缺的“幕后英雄”。它既能幫助主角們更好地發(fā)揮，又能自己獨當一面，解決不少棘手的問題。

未來，隨著綠色化學理念的深入和高性能材料需求的增長，dmapa在環(huán)氧固化領(lǐng)域的應用只會越來越廣。無論是在新能源、電子信息，還是在建筑交通、航空航天中，它都將繼續(xù)扮演著越來越重要的角色。

所以，下次當你看到一瓶不起眼的環(huán)氧膠水時，不妨想一想，說不定里面就有dmapa這位“老朋友”的功勞。

---

參考文獻（部分）

1. zhang, y., et al. (2021). synthesis and characterization of a novel polyamide curing agent based on dmapa. materials chemistry and physics, 263, 124273.

2. li, x., et al. (2020). application of dmapa-modified epoxy resins in wind turbine blade adhesives. journal of renewable materials, 8(5), 557–568.

3. müller, k., et al. (2019). low odor amine hardeners for epoxy systems: structure-property relationships. progress in organic coatings, 135, 125–133.

4. chen, h., et al. (2020). preparation and performance evaluation of mannich base-type curing agents derived from dmapa. corrosion science, 177, 109034.

5. dubois, p., et al. (2022). thermal stability and mechanical behavior of dmapa-based epoxy networks. european polymer journal, 178, 111456.

---

希望這篇文章能讓您對dmapa有一個更全面的認識。無論是做科研、搞生產(chǎn)，還是寫報告、做演講，這些內(nèi)容都能成為你手中的一把好牌。

====================聯(lián)系信息=====================

聯(lián)系人： 吳經(jīng)理

手機號碼： 18301903156 (微信同號)

聯(lián)系電話： 021-51691811

公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號

===========================================================

公司其它產(chǎn)品展示:

• nt cat t-12 適用于室溫固化有機硅體系，快速固化。

• nt cat ul1 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于t-12。

• nt cat ul22 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比t-12高，優(yōu)異的耐水解性能。

• nt cat ul28 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代t-12。

• nt cat ul30 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• nt cat ul50 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• nt cat ul54 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。

• nt cat si220 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于ms膠，活性比t-12高。

• nt cat mb20 適用有機鉍類催化劑，可用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

• nt cat dbu 適用有機胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。