雙嗎啉二乙基醚dmdee作為聚氨酯泡沫生產(chǎn)中的重要平衡型催化劑
雙嗎啉二乙基醚（dmdee）：聚氨酯泡沫中的“平衡大師”
在聚氨酯泡沫的生產(chǎn)過程中，催化劑扮演著至關重要的角色。它們像是化學反應的“指揮官”，調(diào)控著發(fā)泡和凝膠反應的節(jié)奏，確保整個過程既不急躁也不拖沓。而在眾多催化劑中，雙嗎啉二乙基醚（dimorpholinodiethylether，簡稱dmdee），無疑是一位“平衡型”的高手。
一、dmdee是個什么“味兒”？
首先，我們得認識一下這位“主角”。dmdee，聽起來有點拗口，但它的名字其實很直觀：“雙嗎啉”說明它有兩個嗎啉環(huán)，“二乙基醚”則表示中間連接的是一個醚鍵，并且兩端各有一個乙基鏈。這種結構讓它具備了獨特的催化性能，尤其是在軟質(zhì)聚氨酯泡沫的生產(chǎn)中表現(xiàn)尤為出色。
dmdee是一種無色或淡黃色透明液體，具有輕微的胺類氣味。它不溶于水，但能很好地溶解于大多數(shù)有機溶劑，這使得它在配方設計時非常靈活，便于與其他原料混合使用。
表1：dmdee的基本物化參數(shù)
| 參數(shù)名稱 | 數(shù)值/描述 |
|---|---|
| 化學名稱 | 雙嗎啉二乙基醚 |
| 分子式 | c??h??n?o? |
| 分子量 | 244.33 g/mol |
| 外觀 | 無色至淡黃色透明液體 |
| 氣味 | 輕微胺類氣味 |
| 密度（20℃） | 約1.05 g/cm3 |
| 沸點 | 約280–290℃ |
| 閃點 | 約160℃（閉杯） |
| 溶解性 | 不溶于水，可溶于多數(shù)有機溶劑 |
| ph值（1%水溶液） | 8–10 |
從這些基本參數(shù)可以看出，dmdee是一個相對穩(wěn)定、安全且易于操作的化學品，適合工業(yè)化大規(guī)模應用。
二、dmdee在聚氨酯泡沫中的“演技派”表現(xiàn)
聚氨酯泡沫的生產(chǎn)通常涉及兩個主要反應：發(fā)泡反應（水與異氰酸酯反應生成二氧化碳氣體）和凝膠反應（多元醇與異氰酸酯反應形成聚合物網(wǎng)絡）。這兩個反應必須協(xié)調(diào)進行，否則就會出現(xiàn)“氣泡太大”、“塌陷”或者“表面結皮不良”等問題。
這時候，dmdee就登場了——它是一個典型的“平衡型催化劑”，既能促進發(fā)泡反應，也能推動凝膠反應，讓兩者保持同步，達到“剛柔并濟”的效果。
1. 發(fā)泡反應中的“鼓風機”
在發(fā)泡反應中，dmdee可以有效促進水與mdi/tdi等異氰酸酯之間的反應，釋放出co?氣體。這個過程就像是給泡沫“打氣”，讓它迅速膨脹起來。但dmdee不會讓這個過程過于劇烈，避免氣體過多導致泡沫結構不穩(wěn)定。
2. 凝膠反應中的“粘合劑”
與此同時，在凝膠反應方面，dmdee也表現(xiàn)出良好的活性。它能夠促進多元醇與異氰酸酯之間形成氨基甲酸酯鍵，構建穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡結構。這就像給泡沫加上一層“骨架”，讓它不至于“虛胖”。
3. 平衡的藝術：快而不亂，慢而不僵
dmdee的大特點在于它的“平衡感”。它不像某些強堿性催化劑那樣只顧催促反應加速，也不會像某些弱催化劑那樣讓反應遲遲不動。它能在適當?shù)臅r機推進反應，確保發(fā)泡和凝膠同步進行，從而得到結構均勻、手感柔軟、回彈性好的泡沫材料。
三、dmdee在不同泡沫體系中的“百變面孔”
雖然dmdee主要用于軟質(zhì)聚氨酯泡沫，但它并非“偏科生”，而是個多面手。下面我們就來看看它在不同應用場景下的精彩表現(xiàn)：
表2：dmdee在不同泡沫體系中的應用表現(xiàn)
| 泡沫類型 | 應用場景 | dmdee作用表現(xiàn) |
|---|---|---|
| 高回彈泡沫 | 家具墊材、汽車座椅 | 提高回彈性和開孔率，改善手感 |
| 自結皮泡沫 | 方向盤、扶手、頭枕 | 增強表皮致密度，提升外觀質(zhì)量 |
| 冷熟化泡沫 | 冷模塑工藝 | 縮短脫模時間，提高生產(chǎn)效率 |
| 半硬泡 | 儀表板、門板等內(nèi)飾件 | 平衡發(fā)泡與凝膠，防止塌泡 |
| 慢回彈泡沫 | 記憶棉枕頭、床墊 | 控制反應速度，延長成型時間，優(yōu)化手感 |
可以看到，dmdee幾乎適用于所有類型的軟泡系統(tǒng)，尤其在冷熟化和自結皮泡沫中表現(xiàn)突出。它的加入不僅能改善泡沫的物理性能，還能提升工藝穩(wěn)定性，降低廢品率。
四、dmdee vs 其他催化劑：誰更勝一籌？
在聚氨酯行業(yè)，常用的催化劑包括叔胺類（如tea、dmea）、有機錫類（如t-9、t-12）以及一些新型延遲型催化劑（如pmdeta、bdmaee）。那么dmdee在這個“催化劑江湖”中，又處于怎樣的位置呢？
表3：dmdee與其他常見催化劑性能對比
| 催化劑類型 | 催化方向 | 反應速度 | 平衡性 | 工藝適應性 | 特殊優(yōu)點 |
|---|---|---|---|---|---|
| tea | 強發(fā)泡 | 快 | 差 | 一般 | 成本低，易獲得 |
| dmea | 中等發(fā)泡 | 中等 | 一般 | 一般 | 性價比高 |
| t-9 | 強凝膠 | 快 | 差 | 較差 | 適用于金屬催化體系 |
| pmdeta | 強發(fā)泡+中等凝膠 | 快 | 一般 | 一般 | 延遲性強，適合復雜模具 |
| bdmaee | 平衡型 | 中等 | 好 | 好 | 延遲好，適用于冷熟化 |
| dmdee | 平衡型 | 中等 | 優(yōu) | 優(yōu)秀 | 綜合性能佳，適用廣泛 |
從上表可以看出，dmdee的優(yōu)勢非常明顯：它在發(fā)泡和凝膠之間找到了完美的平衡點，同時對工藝條件有較強的適應能力，特別是在冷熟化、自結皮等對反應控制要求較高的體系中，表現(xiàn)尤為優(yōu)異。
表3：dmdee與其他常見催化劑性能對比
| 催化劑類型 | 催化方向 | 反應速度 | 平衡性 | 工藝適應性 | 特殊優(yōu)點 |
|---|---|---|---|---|---|
| tea | 強發(fā)泡 | 快 | 差 | 一般 | 成本低，易獲得 |
| dmea | 中等發(fā)泡 | 中等 | 一般 | 一般 | 性價比高 |
| t-9 | 強凝膠 | 快 | 差 | 較差 | 適用于金屬催化體系 |
| pmdeta | 強發(fā)泡+中等凝膠 | 快 | 一般 | 一般 | 延遲性強，適合復雜模具 |
| bdmaee | 平衡型 | 中等 | 好 | 好 | 延遲好，適用于冷熟化 |
| dmdee | 平衡型 | 中等 | 優(yōu) | 優(yōu)秀 | 綜合性能佳，適用廣泛 |
從上表可以看出，dmdee的優(yōu)勢非常明顯：它在發(fā)泡和凝膠之間找到了完美的平衡點，同時對工藝條件有較強的適應能力，特別是在冷熟化、自結皮等對反應控制要求較高的體系中，表現(xiàn)尤為優(yōu)異。
五、dmdee的“搭檔”們：如何搭配才能發(fā)揮大威力？
dmdee雖強，但也需要“戰(zhàn)友”配合。在實際生產(chǎn)中，往往采用“復合催化體系”，即dmdee與其他催化劑協(xié)同使用，以實現(xiàn)更精細的反應控制。
表4：dmdee常見復配方案及用途
| 復配組分 | 功能互補作用 | 典型應用領域 |
|---|---|---|
| dmdee + a-1（胺類） | 提前啟動反應，加快初期發(fā)泡 | 冷熟化泡沫 |
| dmdee + t-9（錫類） | 加強后期凝膠，增強表皮硬度 | 自結皮泡沫 |
| dmdee + pmdeta | 延長誘導期，提高流動性 | 復雜模具制品 |
| dmdee + k-kat 348 | 改善開孔結構，提高透氣性 | 高回彈海綿 |
| dmdee + bdmaee | 增強延遲性，延長操作時間 | 注射發(fā)泡工藝 |
通過合理的復配，dmdee可以應對各種復雜的工藝需求，真正做到了“兵來將擋，水來土掩”。
六、環(huán)保與安全：dmdee能否經(jīng)得起時代考驗？
隨著全球對環(huán)保和健康問題的關注日益增強，化工產(chǎn)品的“綠色屬性”也成為不可忽視的一環(huán)。dmdee在這方面表現(xiàn)如何呢？
首先，dmdee不含重金屬（如錫、汞等），屬于非錫類催化劑，符合當前環(huán)保法規(guī)的趨勢。其次，它在反應過程中揮發(fā)性較低，減少了vocs（揮發(fā)性有機化合物）的排放。此外，dmdee本身毒性較低，ld??（大鼠口服）大于2000 mg/kg，屬于低毒物質(zhì)，使用安全性較高。
當然，任何化學品都需要合理使用和儲存。dmdee應遠離火源，儲存在陰涼通風處，避免長時間接觸皮膚和吸入其蒸氣。
七、未來展望：dmdee的“進化之路”
隨著聚氨酯工業(yè)的發(fā)展，對催化劑的要求也越來越高。未來的催化劑不僅要高效，還要環(huán)保、可再生、多功能。dmdee作為目前主流的平衡型催化劑之一，也在不斷“升級打怪”。
近年來，一些改性dmdee產(chǎn)品開始出現(xiàn)，例如引入生物基成分、提高熱穩(wěn)定性、增強延遲性等。這些改進不僅拓寬了dmdee的應用范圍，也增強了其在高端市場的競爭力。
此外，dmdee還可能與其他新型催化劑（如離子液體、納米催化劑）結合，開發(fā)出更加智能、可控的催化體系，為聚氨酯行業(yè)帶來新的變革。
八、結語：dmdee，不只是催化劑，更是“藝術”
寫到這里，我想說，dmdee不僅僅是一個化學品，它更像是聚氨酯泡沫世界里的一位“藝術家”。它懂得什么時候該快一點，什么時候該慢一點；它知道怎么讓泡沫“站起來”，也知道怎么讓它“坐得住”。它不是搶眼的那一個，卻是不可或缺的那個。
無論是沙發(fā)上的那一塊柔軟記憶棉，還是汽車座椅里的舒適支撐層，背后都離不開dmdee默默的“調(diào)教”。
參考文獻：
國內(nèi)文獻：
- 王偉, 李明. 聚氨酯泡沫塑料實用技術手冊[m]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2018.
- 張華, 劉洋. 聚氨酯催化劑研究進展[j]. 塑料科技, 2020(5): 45-49.
- 中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會. 聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)技術指南[z]. 2021.
國外文獻：
- g. oertel (ed.). polyurethane handbook, 2nd edition. hanser publishers, munich, 1993.
- j.h. saunders, k.c. frisch. chemistry of polyurethanes. crc press, 1962.
- m. szycher. szycher’s handbook of polyurethanes, 2nd edition. crc press, 2011.
- h. ulrich. catalysis in urethane reactions. journal of cellular plastics, vol. 12, no. 3, 1976.
- y. liu, m. zhang. recent advances in catalysts for flexible polyurethane foams. polymer engineering & science, 2022.
如果你正在從事聚氨酯相關的工作，不妨多關注一下這位低調(diào)而強大的“平衡大師”——dmdee。它或許不會讓你一夜成名，但卻能讓你的產(chǎn)品穩(wěn)扎穩(wěn)打，走得更遠。
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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nt cat 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復合催化劑，不含rohs所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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nt cat c-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；
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nt cat c-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比a-14活性低；
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nt cat c-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；
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nt cat c-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；
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nt cat c-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強；
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nt cat c-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；
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nt cat c-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；
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nt cat c-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代a-14，添加量為a-14的50-60%；
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nt cat mb20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；
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nt cat t-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結構泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；
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nt cat t-125 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，t-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及case應用中。