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DMF（二甲基甲酰胺）是一種透明液體，能和水及大部分有機溶劑互溶，是很好的非質子極性溶劑。可用于聚丙烯腈纖維等合成纖維的濕法紡絲、聚氨酯的合成；用于塑料制膜；也可做去除油漆的脫漆劑；它還能溶解某些低溶解度的顏料，使顏料帶有染料的特點。在石油化學工業中，可用作氣體吸收劑，用來分離和精制氣體。在有機反應中，是有機合成的重要中間體。農藥工業中可用來生產殺蟲瞇；醫藥中可用于合成碘胺嘧啶、強力霉素、可的松、維生素B6、碘苷、驅蟯凈、噻嘧啶、N-甲酰溶肉瘤素、抗瘤氨酸、甲氧芳芥、卞氮芥、環己亞硝脲、呋氟脲嘧啶、止血環酸、倍他美松、甲地孕酮、膽維他、撲爾敏等等。也可用于產品提純和氣體分析中。
DMF的毒性作用機制尚未完全明了，目前認為與其體內代謝過程有關。DMF其甲基烴基化，生成N-甲基-甲醇酰胺（HMMF），HMMF部分脫羥甲基分解成甲基甲酰胺 (NMF)和甲醛，NMF還可羥基化，然后再分解成甲酰胺 (F)，還有少部分DMF以原形從尿中排出。實驗表明，NMF毒性強于DNF及HMMF。NMF或HMMF生成N-甲基氨基甲酰半胱氨酸(AMCC)過程中的活性中間產物 (可能是異氰酸甲酯)，具有親電性，可以與蛋白質、DNA、RNA等大分子的親核中心共價結合，造成機體肝腎器官損傷。
迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，并進行隔離，嚴格限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿消防防護服。盡可能切斷泄漏源。防止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統。大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災害。用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。 廢棄物處置方法：用焚燒法。廢料溶于易燃溶劑后，再焚燒。焚燒爐排出的氣體要通過堿洗滌器除去有害成分，從纖維沉降槽和聚氯乙烯反應器的潔凈溶劑中回收二甲基甲酰胺。
二甲基甲酰胺（DMF）是一種沸點高、凝固點低、化學和熱穩定性好的優良有機溶劑。例如，采用以DMF為溶劑的腈綸干法紡絲工藝生產出的腈綸具有疏水性好、覆蓋力強、質地柔軟、手感強等特點。在濕法聚酯合成革生產中，DMF溶液中，可用于涂布各種延伸性或絲基質材料。在染料中作溶劑，用于合成纖維染色，可提高勻染性等。
由于DMF較強的溶解能力，使之在膠片及纖維生產中特別有用。另外，它在涂料、印刷油墨及粘合劑配方中也可用作作助溶劑。例如，采用以DMF為溶劑的腈綸干法紡絲工藝生產也的腈綸具有疏水性好、覆蓋力強、質地柔軟、手感強等特點。在濕法聚酯合成革生產中，DMF可作為聚氨酯樹脂的洗滌固化劑。而用于皮革染色時，可使皮革色度均勻，不褪色。又如，將某些聚酰胺加入DMF溶液中，用于合成纖維染色，可提高勻染性等。
此外，DMF還可用作載體的溶劑，如以DMF與BF3（三氟化硼）用途形成一種聚合晶體，使BF3由氣體變成固體而易于運輸。
用于分離過程作為一種選擇性溶劑，DMF可用于各種烴類和無機氣體的選擇性吸收。如使用DMF洗滌乙烯來去除其中的乙炔，從而將乙烯提純。DMF用于C4和C5餾分的萃取蒸餾時，當使用沸點介于DMF和待分離烴沸點之間的烴類稀釋劑時，萃取蒸餾塔和洗滌塔再沸器溫度均可降低。DMF也可用于酯和醚的分離，即將DMF與其客觀存在高沸點溶劑并用，可將乙酸乙酯從乙醇/水的二元或三元共沸物中分離出來。
用于選擇性溶劑萃取作為選擇性溶劑，DMF可用于石油加工等許多領域的萃取工藝。例如：在潤滑油原料精制過程中，DMF能有效地將非鏈烷烴從鏈烷烴中萃取分離出去；在間苯二甲本和對苯二甲酸等性質相似、很難分離的多元羧酸物系中，用DMF溶劑萃取或分步重結晶，都可較容易地使之分離開來；DMF還可將三聚氰酸從含有尿素、縮二脲和三聚氰酸的酰胺粗品中萃取出來 。另外，DMF還可用于從石油餾分中萃取分離酸類，從鋁皂保分離脂肪酸等。
另外，DMF作為化學合成的反應介質，作為結晶溶劑用于藥品的精制及用于鍍錫零部件的淬火等方面也有機當的用途。