2-甲基环己胺（CAS号：7003-32-9），化学式为C7H15N，是一种饱和脂肪胺化合物，具有环己烷环结构并在2位带有甲基取代基。这种胺类物质以其良好的反应性和溶解性而闻名，在有机合成和材料科学领域广泛应用。作为聚合物生产中的添加剂，2-甲基环己胺主要发挥固化剂、催化剂和改性剂的作用，尤其在环氧树脂、聚氨酯和某些热固性聚合物的制备中表现出色。其分子结构中的氨基（-NH2）赋予了它与环氧化物、异氰酸酯等活性基团的亲和力，使其成为调控聚合过程的关键辅助成分。
在聚合物工业中，添加剂的选择直接影响材料的机械性能、耐热性和加工特性。2-甲基环己胺的添加不仅能加速聚合反应，还能改善最终产品的耐化学性和柔韧性。下面从化学机制、具体应用和注意事项三个方面进行详细阐述。
化学机制与作用原理
作为环氧树脂固化剂
2-甲基环己胺最主要的添加剂作用体现在环氧树脂（EP）的固化过程中。环氧树脂的固化涉及环氧基（epoxy group）与胺类化合物的开环反应，形成共价键网络。这种反应是亲核加成过程，其中2-甲基环己胺的氨基作为亲核试剂攻击环氧基的碳原子，导致环氧环打开并生成羟基和叔胺结构。
具体而言，2-甲基环己胺的二级碳链结构（环己基上的甲基）提高了其空间位阻，相比直链胺如乙二胺，其反应速率更温和，避免了过度放热导致的缺陷。这使得它适合用于低温柔和固化体系。典型的固化反应方程式如下：
[ R-CH-CH₂ + HN(CH₃)C₆H₁₀ → R-CH(OH)CH₂N(CH₃)C₆H₁₀ ]
其中R为环氧树脂的骨架，R'为2-甲基环己基。添加量通常为环氧当量的10-20 wt%，可使固化时间从数小时缩短至30-60分钟，同时提升交联密度，提高聚合物的Tg（玻璃化转变温度）至100-150°C。
此外，在脂肪族环氧体系中，2-甲基环己胺还能抑制副反应如自聚，减少黄变和脆化问题。其环状结构提供了良好的疏水性，使固化后的聚合物对湿气更耐受，这在户外涂层应用中尤为重要。
作为聚氨酯催化剂与链增长剂
在聚氨酯（PU）生产中，2-甲基环己胺常作为第三胺类催化剂，与有机锡或铋化合物协同使用，促进异氰酸酯（-NCO）与多元醇的加成反应。该化合物的碱性（pKa≈10.6）使其能催化脲键和尿素键的形成，同时作为链增长剂参与反应链端。
机制上，2-甲基环己胺的孤对电子可与-NCO基团络合，降低其电子密度，促进亲核攻击：
[ R-N=C=O + HO-R' → R-NH-C(=O)-O-R' ]
添加0.5-2 wt%的2-甲基环己胺可显著加速发泡过程，控制泡沫的闭孔率和均匀性。在软质聚氨酯泡沫中，它还能减少催化剂迁移，提高产品的生物相容性，适用于汽车座椅和医疗器械等领域。
改性与辅助作用
除固化和催化外，2-甲基环己胺还作为改性剂用于改善聚合物的相容性和流变性。例如，在共聚物如环氧-聚酰亚胺混合体系中，它可作为桥联剂，增强界面粘附力，减少相分离。在热塑性聚合物如聚烯烃的加工中，低浓度添加（<1 wt%）可作为润滑剂，降低熔体粘度，便于挤出成型。
其挥发性较低（沸点≈149°C），确保了添加过程的安全性和均匀分布。然而，高温下（>200°C）可能发生氧化分解，生成氮氧化物，因此需在惰性氛围下操作。
实际应用案例
涂层与复合材料
在工业涂层领域，2-甲基环己胺被广泛用于双组分环氧涂料的固化。例如，在船舶防腐涂层中，与双酚A型环氧树脂配伍使用，可形成耐海水腐蚀的网络结构，附着力达5B级（ASTM D3359标准）。添加量优化后，涂层硬度可达4H，耐磨性提升30%。
在复合材料如碳纤维增强环氧（CFRP）中，2-甲基环己胺作为固化促进剂，能在真空灌注工艺中实现快速固化，缩短生产周期20%。实际案例包括航空航天部件的制造，其低毒性（LD50>2000 mg/kg）符合REACH法规要求。
胶黏剂与弹性体
对于结构胶黏剂，2-甲基环ohexylamine常与脂环族环氧（如氢化双酚A）结合，提供高韧性粘合。固化后，拉伸强度可达20-30 MPa，剪切强度>15 MPa，适用于汽车和电子封装。
在硅橡胶或热塑性弹性体（TPE）改性中，它作为偶联剂，提高填料（如硅胶或碳黑）的分散性，改善耐老化性能。工业生产数据显示，使用该添加剂的TPE制品在85°C/85%RH条件下，寿命延长50%。
环保与可持续应用
随着绿色化学的发展，2-甲基环ohexamine因其生物降解性（水解半衰期<100天）而被青睐。在生物基聚合物如聚乳酸（PLA）的改性中，它可作为催化剂促进酯交换，降低加工温度至140°C，避免能源浪费。
注意事项与局限性
尽管2-甲基环ohexamine性能优异，但操作需注意其刺激性：皮肤接触可能引起过敏，建议在通风条件下使用PPE（个人防护装备）。在聚合配方中，与酸性组分（如苯甲酸）混合可能导致中和失活，故需pH控制在8-10。
此外，高湿度环境可能加速其水解，影响存储稳定性（保质期6-12个月，4°C密封）。经济性方面，其成本高于简单胺类（如异丙醇胺），但在高端应用中性价比高。
总之，2-甲基环ohexamine作为聚合物添加剂的多功能性使其在现代材料工业中不可或缺。通过精确调控添加量和反应条件，可显著优化聚合物的性能，推动高性能复合材料的创新发展。