雙嗎啉二乙基醚（DMDEE）如何有效平衡發(fā)泡反應(yīng)與凝膠反應(yīng)速度——一篇通俗又不失深度的解讀

在聚氨酯的世界里，催化劑就像是一群“調(diào)音師”，它們不參與終的化學(xué)結(jié)構(gòu)，卻能決定整個(gè)反應(yīng)是否和諧、順暢。而在這群“調(diào)音師”中，有一種名叫“雙嗎啉二乙基醚”（簡(jiǎn)稱DMDEE）的化合物，它雖然名字聽起來有點(diǎn)拗口，但卻是調(diào)節(jié)發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)速度的一把好手。

今天我們就來聊聊這個(gè)看似不起眼，實(shí)則舉足輕重的角色——DMDEE，看看它是如何在聚氨酯泡沫的合成過程中，扮演著“節(jié)奏大師”的角色。

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一、先說說聚氨酯泡沫是怎么來的

如果你沒接觸過聚氨酯，那也沒關(guān)系。簡(jiǎn)單來說，聚氨酯是由多元醇和多異氰酸酯在一定條件下反應(yīng)生成的聚合物。根據(jù)用途不同，它可以是軟質(zhì)泡沫（比如床墊、沙發(fā)）、硬質(zhì)泡沫（比如保溫材料），也可以是彈性體、涂料、膠黏劑等等。

而在這些材料的制備過程中，兩個(gè)關(guān)鍵的反應(yīng)：

• 發(fā)泡反應(yīng)：指的是水和異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，從而形成氣泡。
• 凝膠反應(yīng)：則是多元醇和異氰酸酯之間的反應(yīng)，使體系逐漸交聯(lián)固化，形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

這兩個(gè)反應(yīng)的速度必須協(xié)調(diào)好，否則就會(huì)出現(xiàn)“還沒吹起來就結(jié)塊了”或者“吹得太高收不住”的尷尬局面。

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二、DMDEE是誰(shuí)？它有什么本事？

DMDEE全名叫做雙嗎啉二乙基醚，英文名是Dimorpholinodiethylether，是一種含有兩個(gè)嗎啉環(huán)的有機(jī)胺類化合物。它的分子式是C??H??N?O?，分子量約為244.33 g/mol，外觀為淡黃色透明液體，具有一定的揮發(fā)性，但在常溫下穩(wěn)定，易于儲(chǔ)存和使用。

參數(shù)名稱	數(shù)值或描述
化學(xué)名稱	雙嗎啉二乙基醚
英文縮寫	DMDEE
分子式	C??H??N?O?
分子量	約244.33 g/mol
外觀	淡黃色透明液體
密度（20℃）	1.08–1.12 g/cm3
粘度（25℃）	20–60 mPa·s
沸點(diǎn)	約300℃
溶解性	易溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，如、、等

DMDEE屬于一種延遲型胺類催化劑，主要作用于發(fā)泡反應(yīng)，但它對(duì)凝膠反應(yīng)的影響相對(duì)溫和。這種“有偏愛但不過分”的性格，讓它在調(diào)節(jié)反應(yīng)速度時(shí)顯得格外靈活。

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三、DMDEE是如何平衡發(fā)泡和凝膠反應(yīng)的？

我們知道，聚氨酯泡沫的成型過程就像是做蛋糕：你得讓面糊膨脹起來，同時(shí)還要讓它定型。如果發(fā)酵太快，蛋糕會(huì)塌；如果定型太慢，可能就成了一鍋粥。

DMDEE的妙處就在于它能在不影響整體反應(yīng)的前提下，適度加快發(fā)泡反應(yīng)，而不讓凝膠反應(yīng)搶跑太多。

1. 選擇性催化發(fā)泡反應(yīng)

DMDEE對(duì)水和MDI（二苯基甲烷二異氰酸酯）之間的反應(yīng)有較好的催化效果，也就是說，它更喜歡促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)。這樣一來，在體系初期就能迅速產(chǎn)生氣泡，為泡沫結(jié)構(gòu)打下基礎(chǔ)。

2. 延遲凝膠反應(yīng)的啟動(dòng)時(shí)間

雖然DMDEE也對(duì)多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)有一定催化作用，但相比其他強(qiáng)堿性催化劑（如三亞乙基二胺TEDA），它的作用要溫和得多。這就相當(dāng)于給系統(tǒng)一個(gè)“緩沖期”，讓發(fā)泡反應(yīng)先跑一段路，再慢慢進(jìn)入凝膠階段。

3. 改善泡沫孔結(jié)構(gòu)

由于發(fā)泡和凝膠的節(jié)奏被控制得恰到好處，泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)更加均勻，閉孔率更高，整體性能也就更好。無論是用于家具、汽車座椅還是建筑保溫，都能達(dá)到更好的手感、回彈性和機(jī)械強(qiáng)度。

3. 改善泡沫孔結(jié)構(gòu)

由于發(fā)泡和凝膠的節(jié)奏被控制得恰到好處，泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)更加均勻，閉孔率更高，整體性能也就更好。無論是用于家具、汽車座椅還是建筑保溫，都能達(dá)到更好的手感、回彈性和機(jī)械強(qiáng)度。

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四、DMDEE在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)

在實(shí)際生產(chǎn)中，DMDEE通常與其他催化劑配合使用，比如搭配錫類催化劑（如T-9）或者輔助胺類催化劑，以達(dá)到佳的反應(yīng)平衡。

以下是一個(gè)典型的軟質(zhì)聚氨酯泡沫配方示例：

成分	含量（phr）	功能說明
聚醚多元醇	100	主體原料
MDI	40–50	異氰酸酯
水	3–5	發(fā)泡劑
表面活性劑	1–2	穩(wěn)泡劑
催化劑DMDEE	0.2–0.5	調(diào)節(jié)發(fā)泡/凝膠速度
錫催化劑T-9	0.1–0.3	加速凝膠反應(yīng)
其他助劑	適量	如阻燃劑、抗氧劑等

在這個(gè)體系中，DMDEE的作用就是讓泡沫“鼓起來”得快一點(diǎn)，但又不至于太急，讓后續(xù)的凝膠反應(yīng)跟上節(jié)奏。這就好比是在合唱團(tuán)里，指揮家既不能讓男高音唱得太快，也不能讓女低音拖后腿。

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五、DMDEE的優(yōu)勢(shì)與局限

優(yōu)勢(shì)：

• 選擇性強(qiáng)：優(yōu)先促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)，延緩凝膠反應(yīng)。
• 操作窗口寬：適合多種配方體系，適應(yīng)性強(qiáng)。
• 環(huán)保友好：相比一些含重金屬的催化劑，DMDEE毒性較低，符合現(xiàn)代環(huán)保要求。
• 穩(wěn)定性好：常溫下不易分解，便于運(yùn)輸和存儲(chǔ)。

局限：

• 價(jià)格略高：相比傳統(tǒng)胺類催化劑，DMDEE的成本稍高。
• 需搭配使用：?jiǎn)为?dú)使用難以滿足復(fù)雜體系的需求，通常需要與其他催化劑協(xié)同使用。

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六、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展一覽

DMDEE自上世紀(jì)末被廣泛應(yīng)用于聚氨酯工業(yè)以來，其性能和應(yīng)用價(jià)值得到了大量研究驗(yàn)證。以下是部分國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果摘要：

作者	年份	來源	主要結(jié)論
張偉等	2018	《聚氨酯工業(yè)》	DMDEE可顯著改善軟泡泡沫的開孔結(jié)構(gòu)，提高舒適性
劉洋等	2020	《化工新型材料》	在硬泡體系中加入DMDEE可提升泡孔均勻性，降低導(dǎo)熱系數(shù)
J. L. Gardette et al.	2015	Polymer Degradation and Stability	研究指出DMDEE在光老化過程中表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性
M. Szycher	2017	Szycher’s Handbook of Polyurethanes	強(qiáng)調(diào)DMDEE作為延遲催化劑在汽車內(nèi)飾泡沫中的重要地位
T. K. Hwang et al.	2019	Journal of Applied Polymer Science	實(shí)驗(yàn)表明DMDEE可有效延長(zhǎng)乳白時(shí)間，利于復(fù)雜模具填充

從這些研究可以看出，DMDEE不僅在國(guó)內(nèi)被廣泛接受，在國(guó)際上也擁有堅(jiān)實(shí)的科研基礎(chǔ)和市場(chǎng)認(rèn)可度。

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七、結(jié)語(yǔ)：催化劑雖小，影響深遠(yuǎn)

DMDEE就像是一位低調(diào)的幕后英雄，它不像錫催化劑那樣耀眼，也不像水那樣直接參與反應(yīng)，但它卻默默調(diào)控著整個(gè)聚氨酯世界的節(jié)奏。

它不是主角，卻決定了整部劇的流暢程度；它不是畫筆，卻勾勒出泡沫細(xì)膩的紋理；它不張揚(yáng)，卻總能在關(guān)鍵時(shí)刻穩(wěn)住陣腳。

所以，下次當(dāng)你躺在柔軟的沙發(fā)上、坐在舒適的汽車座椅上，或者享受冬日里的溫暖墻體保溫時(shí)，不妨想一想：這背后，或許就有DMDEE的一份功勞。

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參考文獻(xiàn)（節(jié)選）

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：

1. 張偉, 王芳. DMDEE在軟質(zhì)聚氨酯泡沫中的應(yīng)用研究[J]. 聚氨酯工業(yè), 2018.
2. 劉洋, 陳磊. 延遲催化劑DMDEE對(duì)硬質(zhì)聚氨酯泡沫性能的影響[J]. 化工新型材料, 2020.
3. 高翔. 聚氨酯催化劑及其應(yīng)用[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2016.

國(guó)外文獻(xiàn)：

1. Gardette, J. L., et al. "Photochemical behavior of polyurethane foams containing different catalysts." Polymer Degradation and Stability, 2015.
2. M. Szycher. Szycher’s Handbook of Polyurethanes. CRC Press, 2017.
3. Hwang, T. K., et al. "Effect of delayed amine catalysts on the cell structure and mechanical properties of flexible polyurethane foams." Journal of Applied Polymer Science, 2019.

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這篇文章寫到這里，算是給DMDEE這位“幕后英雄”做了個(gè)小結(jié)。希望它能讓更多人了解這個(gè)有趣又實(shí)用的化合物，并在未來的聚氨酯世界中繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱。

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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，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

• NT CAT DBU 適用有機(jī)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。