N,N-二甲基環(huán)己胺在汽車(chē)輕量化材料中的應(yīng)用潛力

說(shuō)到汽車(chē)，很多人第一反應(yīng)是速度、激情，或者豪華與科技。但其實(shí)，如今的汽車(chē)行業(yè)正面臨一場(chǎng)“瘦身革命”——輕量化。不是說(shuō)人要減肥，車(chē)也要減重嗎？沒(méi)錯(cuò)，為了節(jié)能減排、提升續(xù)航、優(yōu)化性能，汽車(chē)廠商們都在絞盡腦汁地讓車(chē)身更輕盈。而在這場(chǎng)“瘦身大戰(zhàn)”中，一種聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)拗口的化學(xué)物質(zhì)——N,N-二甲基環(huán)己胺（DMCHA），正在悄然崛起，成為輕量化材料領(lǐng)域的一匹黑馬。

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一、什么是 N,N-二甲基環(huán)己胺？

別被名字嚇到，雖然聽(tīng)著像實(shí)驗(yàn)室里剛出爐的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，但它其實(shí)就是一種有機(jī)胺類(lèi)化合物。結(jié)構(gòu)上，它由一個(gè)環(huán)己烷骨架和兩個(gè)甲基取代的氮原子組成，分子式為 C8H17N。作為一種典型的叔胺類(lèi)催化劑，它廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)中，尤其是在發(fā)泡過(guò)程中扮演著重要角色。

簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，DMCHA 是一種“加速器”，它能加快某些化學(xué)反應(yīng)的速度，比如多元醇和異氰酸酯之間的反應(yīng)。這在制造軟質(zhì)或半硬質(zhì)泡沫時(shí)尤為重要，因?yàn)樗軒椭牧闲纬删鶆颉⒎€(wěn)定的氣孔結(jié)構(gòu)，從而提升成品的機(jī)械性能和使用體驗(yàn)。

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二、為什么汽車(chē)需要輕量化？

輕量化，聽(tīng)上去像是給車(chē)“節(jié)食”，但實(shí)際上它是現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著全球環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)、能源價(jià)格攀升以及新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，如何在不犧牲安全性和舒適性的前提下減輕整車(chē)重量，成為了各大車(chē)企競(jìng)相研究的重點(diǎn)方向。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：

項(xiàng)目	每減少10%整車(chē)質(zhì)量可帶來(lái)的效益
燃油經(jīng)濟(jì)性	提高6%-8%
CO?排放	減少約5%
加速性能	明顯提升
制動(dòng)距離	縮短
新能源車(chē)型續(xù)航	增加3%-5%

從表中可以看出，輕量化不僅能帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，還能顯著改善環(huán)境友好性。那么問(wèn)題來(lái)了：怎么輕？傳統(tǒng)鋼材用得少了，自然就要找替代材料。于是，復(fù)合材料、工程塑料、高性能泡沫等紛紛登場(chǎng)，而 DMCHA 正是在這些材料的制備過(guò)程中大放異彩。

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三、DMCHA 在汽車(chē)輕量化材料中的具體應(yīng)用

1. 聚氨酯泡沫材料：座椅、內(nèi)飾、隔音層的靈魂

你有沒(méi)有想過(guò)，坐在柔軟舒適的汽車(chē)座椅上，背后其實(shí)是無(wú)數(shù)個(gè)微小的氣泡在支撐？這些氣泡，就是聚氨酯泡沫的功勞。而 DMCHA，在這其中起到了催化和調(diào)控的關(guān)鍵作用。

在聚氨酯泡沫成型過(guò)程中，DMCHA 主要起到以下作用：

• 促進(jìn)凝膠反應(yīng)：加快體系固化，縮短脫模時(shí)間；
• 調(diào)節(jié)發(fā)泡速度：控制氣泡生成速率，避免塌泡；
• 改善泡孔結(jié)構(gòu)：使泡孔更加細(xì)密均勻，提高回彈性和承壓能力；
• 增強(qiáng)力學(xué)性能：提高材料的撕裂強(qiáng)度和壓縮永久變形性能。

因此，無(wú)論是儀表盤(pán)、門(mén)板、頂棚還是座椅填充物，DMCHA 都是不可或缺的一員“老將”。

下面是幾種常見(jiàn)用于汽車(chē)內(nèi)飾的聚氨酯泡沫材料及其添加 DMCHA 后的性能對(duì)比：

材料類(lèi)型	是否添加 DMCHA	密度(g/cm3)	回彈性(%)	壓縮永久變形(%)	成本變化
軟質(zhì)泡沫	否	0.032	45	18	較低
軟質(zhì)泡沫	是	0.030	55	12	中等
半硬質(zhì)泡沫	否	0.065	30	25	較低
半硬質(zhì)泡沫	是	0.063	40	18	略高

從表格可以看出，添加 DMCHA 后，雖然密度略有下降，但整體性能明顯提升，尤其在回彈性和耐久性方面表現(xiàn)優(yōu)異。

2. 復(fù)合材料中的輔助交聯(lián)劑

除了直接用于泡沫材料外，DMCHA 還可以作為復(fù)合材料中的助交聯(lián)劑，參與樹(shù)脂體系的改性。例如，在環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂等體系中，DMCHA 可以通過(guò)堿催化作用促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)，從而提高材料的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。

2. 復(fù)合材料中的輔助交聯(lián)劑

除了直接用于泡沫材料外，DMCHA 還可以作為復(fù)合材料中的助交聯(lián)劑，參與樹(shù)脂體系的改性。例如，在環(huán)氧樹(shù)脂、聚酯樹(shù)脂等體系中，DMCHA 可以通過(guò)堿催化作用促進(jìn)交聯(lián)反應(yīng)，從而提高材料的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。

這對(duì)于制造輕質(zhì)高強(qiáng)度的車(chē)身部件，如引擎蓋、尾翼、輪拱罩等，具有重要意義。

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四、DMCHA 的產(chǎn)品參數(shù)及市場(chǎng)現(xiàn)狀

既然 DMCHA 如此重要，那它的基本參數(shù)和市場(chǎng)供應(yīng)情況又如何呢？我們來(lái)詳細(xì)看看：

1. 基本理化性質(zhì)

參數(shù)項(xiàng)	數(shù)值	單位
分子式	C8H17N	——
分子量	127.23	g/mol
外觀	無(wú)色至淡黃色透明液體	——
沸點(diǎn)	168–170 ℃	@常壓
密度	0.83–0.85	g/cm3
pH值（1%水溶液）	11.5–12.0	——
溶解性	易溶于水、醇類(lèi)，微溶于烴類(lèi)	——
氣味	弱氨味	——

從這些參數(shù)可以看出，DMCHA 具有良好的溶解性和適中的揮發(fā)性，便于加工操作，同時(shí)也對(duì)環(huán)境相對(duì)友好。

2. 市場(chǎng)供應(yīng)與價(jià)格區(qū)間（2024年數(shù)據(jù)）

目前全球主要生產(chǎn)商包括巴斯夫（BASF）、贏創(chuàng)（Evonik）、阿科瑪（Arkema）等國(guó)際化工巨頭，國(guó)內(nèi)也有不少企業(yè)具備生產(chǎn)能力，如萬(wàn)華化學(xué)、藍(lán)星新材料等。

地區(qū)	供應(yīng)商	價(jià)格范圍（人民幣/噸）	年產(chǎn)能估算
德國(guó)	BASF	35,000–40,000	5萬(wàn)噸以上
美國(guó)	Air Products	38,000–42,000	3萬(wàn)噸
中國(guó)	萬(wàn)華化學(xué)	28,000–33,000	2萬(wàn)噸
中國(guó)	藍(lán)星新材料	29,000–34,000	1.5萬(wàn)噸

從價(jià)格來(lái)看，國(guó)產(chǎn) DMCHA 已經(jīng)具備較強(qiáng)的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)，這為中國(guó)本土汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈的降本增效提供了有力支持。

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五、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)

雖然 DMCHA 在汽車(chē)輕量化材料中展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力，但未來(lái)的路也并非一帆風(fēng)順。我們可以從以下幾個(gè)方面展望其發(fā)展前景：

1. 技術(shù)升級(jí)需求

隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展，對(duì)材料的要求越來(lái)越高，特別是在阻燃性、耐溫性、抗老化等方面。這就要求 DMCHA 在配方設(shè)計(jì)中與其他添加劑協(xié)同優(yōu)化，提升綜合性能。

2. 綠色環(huán)保壓力

近年來(lái)，環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格，特別是 VOC（揮發(fā)性有機(jī)物）排放限制日趨嚴(yán)厲。DMCHA 雖然不屬于高毒性物質(zhì)，但仍需在使用過(guò)程中注意通風(fēng)防護(hù)，并探索更低氣味、更低揮發(fā)性的替代品或改性產(chǎn)品。

3. 國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇

隨著中國(guó)化工行業(yè)的快速崛起，國(guó)際大廠也在不斷調(diào)整戰(zhàn)略，試圖搶占中國(guó)市場(chǎng)。未來(lái)，DMCHA 的技術(shù)門(mén)檻將進(jìn)一步提高，產(chǎn)品的差異化競(jìng)爭(zhēng)將成為主流。

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六、結(jié)語(yǔ)：輕裝上陣，駛向未來(lái)

從一塊柔軟的座椅泡沫，到一套復(fù)雜的內(nèi)飾組件，DMCHA 正在悄悄改變汽車(chē)的“體重”。它不僅幫助車(chē)輛實(shí)現(xiàn)“瘦身”，還提升了舒適性與安全性，是汽車(chē)輕量化道路上一位低調(diào)卻關(guān)鍵的“幕后英雄”。

正如古人云：“千里之行，始于足下?！逼?chē)工業(yè)的每一次進(jìn)步，都離不開(kāi)這些看似微不足道的化學(xué)元素。DMCHA 或許不會(huì)出現(xiàn)在新車(chē)發(fā)布會(huì)的PPT上，但它確實(shí)藏在每一個(gè)細(xì)節(jié)之中，默默助力我們駛向更環(huán)保、更高效、更智能的出行時(shí)代。

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參考文獻(xiàn)

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：

1. 王志勇, 李曉明. 聚氨酯泡沫材料中催化劑的應(yīng)用研究[J]. 化工新型材料, 2022, 50(3): 45-48.
2. 張強(qiáng), 劉芳. 汽車(chē)輕量化材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析[J]. 汽車(chē)工藝與材料, 2023(1): 12-16.
3. 中國(guó)塑料加工工業(yè)協(xié)會(huì). 《中國(guó)聚氨酯行業(yè)發(fā)展報(bào)告（2023）》.

國(guó)外文獻(xiàn)：

1. H. Ulrich. Chemistry and Technology of Polyols for Polyurethanes, 2nd ed., ChemTec Publishing, 2021.
2. M. Szycher. Szycher’s Handbook of Polyurethanes, CRC Press, 2020.
3. European Chemicals Agency (ECHA). Bis(2-dimethylaminoethyl) ether: Substance Evaluation Report, 2022.

如果你覺(jué)得這篇文章寫(xiě)得不錯(cuò)，不妨下次坐進(jìn)車(chē)?yán)飼r(shí)，多留意一下那些柔軟的座椅，說(shuō)不定它們的誕生，就離不開(kāi)這位“隱形功臣”——N,N-二甲基環(huán)己胺。

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公司其它產(chǎn)品展示:

• NT CAT T-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。

• NT CAT UL1 適用于有機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)鉍類(lèi)催化劑，可用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類(lèi)環(huán)保法規(guī)要求。

• NT CAT DBU 適用有機(jī)胺類(lèi)催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類(lèi)環(huán)保法規(guī)要求。