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(guò)程中，催化劑扮演著至關(guān)重要的角色。它們像是化學(xué)反應(yīng)的“指揮官”，調(diào)控著發(fā)泡和凝膠反應(yīng)的節(jié)奏，確保整個(gè)過(guò)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(jiǎn)稱DMDEE），無(wú)疑是一位“平衡型”的高手。

一、DMDEE是個(gè)什么“味兒”？

首先，我們得認(rèn)識(shí)一下這位“主角”。DMDEE，聽起來(lái)有點(diǎn)拗口，但它的名字其實(shí)很直觀：“雙嗎啉”說(shuō)明它有兩個(gè)嗎啉環(huán)，“二乙基醚”則表示中間連接的是一個(gè)醚鍵，并且兩端各有一個(gè)乙基鏈。這種結(jié)構(gòu)讓它具備了獨(dú)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(wú)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(jī)溶劑，這使得它在配方設(shè)計(jì)時(shí)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(xué)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(wú)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(diǎn)	約280–290℃
閃點(diǎn)	約160℃（閉杯）
溶解性	不溶于水，可溶于多數(shù)有機(jī)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(gè)相對(duì)穩(wěn)定、安全且易于操作的化學(xué)品，適合工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)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(gè)主要反應(yīng)：發(fā)泡反應(yīng)（水與異氰酸酯反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w）和凝膠反應(yīng)（多元醇與異氰酸酯反應(yīng)形成聚合物網(wǎng)絡(luò)）。這兩個(gè)反應(yīng)必須協(xié)調(diào)進(jìn)行，否則就會(huì)出現(xiàn)“氣泡太大”、“塌陷”或者“表面結(jié)皮不良”等問題。

這時(shí)候，DMDEE就登場(chǎng)了——它是一個(gè)典型的“平衡型催化劑”，既能促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)，也能推動(dòng)凝膠反應(yīng)，讓兩者保持同步，達(dá)到“剛?cè)岵?jì)”的效果。

1. 發(fā)泡反應(yīng)中的“鼓風(fēng)機(jī)”

在發(fā)泡反應(yīng)中，DMDEE可以有效促進(jìn)水與MDI/TDI等異氰酸酯之間的反應(yīng)，釋放出CO?氣體。這個(gè)過(guò)程就像是給泡沫“打氣”，讓它迅速膨脹起來(lái)。但DMDEE不會(huì)讓這個(gè)過(guò)程過(guò)于劇烈，避免氣體過(guò)多導(dǎo)致泡沫結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

2. 凝膠反應(yīng)中的“粘合劑”

與此同時(shí)，在凝膠反應(yīng)方面，DMDEE也表現(xiàn)出良好的活性。它能夠促進(jìn)多元醇與異氰酸酯之間形成氨基甲酸酯鍵，構(gòu)建穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。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(shù)：快而不亂，慢而不僵

DMDEE的大特點(diǎn)在于它的“平衡感”。它不像某些強(qiáng)堿性催化劑那樣只顧催促反應(yīng)加速，也不會(huì)像某些弱催化劑那樣讓反應(yīng)遲遲不動(dòng)。它能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)推進(jìn)反應(yīng)，確保發(fā)泡和凝膠同步進(jìn)行，從而得到結(jié)構(gòu)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(gè)多面手。下面我們就來(lái)看看它在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的精彩表現(xiàn)：

表2：DMDEE在不同泡沫體系中的應(yīng)用表現(xiàn)

泡沫類型	應(yīng)用場(chǎng)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(jié)皮泡沫	方向盤、扶手、頭枕	增強(qiáng)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(shí)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(yīng)速度，延長(zhǎng)成型時(shí)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(jié)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(shuí)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(jī)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(gè)“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(duì)比

催化劑類型	催化方向	反應(yīng)速度	平衡性	工藝適應(yīng)性	特殊優(yōu)點(diǎn)
TEA	強(qiáng)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(jià)比高
T-9	強(qiáng)凝膠	快	差	較差	適用于金屬催化體系
PMDETA	強(qiáng)發(fā)泡+中等凝膠	快	一般	一般	延遲性強(qiáng)，適合復(fù)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(shì)非常明顯：它在發(fā)泡和凝膠之間找到了完美的平衡點(diǎn)，同時(shí)對(duì)工藝條件有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，特別是在冷熟化、自結(jié)皮等對(duì)反應(yīng)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(duì)比

催化劑類型	催化方向	反應(yīng)速度	平衡性	工藝適應(yīng)性	特殊優(yōu)點(diǎn)
TEA	強(qiáng)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(jià)比高
T-9	強(qiáng)凝膠	快	差	較差	適用于金屬催化體系
PMDETA	強(qiáng)發(fā)泡+中等凝膠	快	一般	一般	延遲性強(qiáng)，適合復(fù)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(shì)非常明顯：它在發(fā)泡和凝膠之間找到了完美的平衡點(diǎn)，同時(shí)對(duì)工藝條件有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，特別是在冷熟化、自結(jié)皮等對(duì)反應(yīng)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(qiáng)，但也需要“戰(zhàn)友”配合。在實(shí)際生產(chǎn)中，往往采用“復(fù)合催化體系”，即DMDEE與其他催化劑協(xié)同使用，以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的反應(yīng)控制。

表4：DMDEE常見復(fù)配方案及用途

復(fù)配組分	功能互補(bǔ)作用	典型應(yīng)用領(lǐng)域
DMDEE + A-1（胺類）	提前啟動(dòng)反應(yīng)，加快初期發(fā)泡	冷熟化泡沫
DMDEE + T-9（錫類）	加強(qiáng)后期凝膠，增強(qiáng)表皮硬度	自結(jié)皮泡沫
DMDEE + PMDETA	延長(zhǎng)誘導(dǎo)期，提高流動(dòng)性	復(fù)雜模具制品
DMDEE + K-Kat 348	改善開孔結(jié)構(gòu)，提高透氣性	高回彈海綿
DMDEE + BDMAEE	增強(qiáng)延遲性，延長(zhǎng)操作時(shí)間	注射發(fā)泡工藝

通過(guò)合理的復(fù)配，DMDEE可以應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的工藝需求，真正做到了“兵來(lái)將擋，水來(lái)土掩”。

六、環(huán)保與安全：DMDEE能否經(jīng)得起時(shí)代考驗(yàn)？

隨著全球?qū)Νh(huán)保和健康問題的關(guān)注日益增強(qiáng)，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(dāng)前環(huán)保法規(guī)的趨勢(shì)。其次，它在反應(yīng)過(guò)程中揮發(fā)性較低，減少了VOCs（揮發(fā)性有機(jī)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(dāng)然，任何化學(xué)品都需要合理使用和儲(chǔ)存。DMDEE應(yīng)遠(yuǎn)離火源，儲(chǔ)存在陰涼通風(fēng)處，避免長(zhǎng)時(shí)間接觸皮膚和吸入其蒸氣。

七、未來(lái)展望：DMDEE的“進(jìn)化之路”

隨著聚氨酯工業(yè)的發(fā)展，對(duì)催化劑的要求也越來(lái)越高。未來(lái)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(jí)打怪”。

近年來(lái)，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(qiáng)延遲性等。這些改進(jìn)不僅拓寬了DMDEE的應(yīng)用范圍，也增強(qiáng)了其在高端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)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(jié)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(lái)新的變革。

八、結(jié)語(yǔ)：DMDEE，不只是催化劑，更是“藝術(shù)”

寫到這里，我想說(shuō)，DMDEE不僅僅是一個(gè)化學(xué)品，它更像是聚氨酯泡沫世界里的一位“藝術(shù)家”。它懂得什么時(shí)候該快一點(diǎn)，什么時(shí)候該慢一點(diǎn)；它知道怎么讓泡沫“站起來(lái)”，也知道怎么讓它“坐得住”。它不是搶眼的那一個(gè)，卻是不可或缺的那個(gè)。

無(wú)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”。

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參考文獻(xiàn)：

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：

1. 王偉, 李明. 聚氨酯泡沫塑料實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2018.
2. 張華, 劉洋. 聚氨酯催化劑研究進(jìn)展[J]. 塑料科技, 2020(5): 45-49.
3. 中國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì). 聚氨酯泡沫塑料生產(chǎn)技術(shù)指南[Z]. 2021.

國(guó)外文獻(xiàn)：

1. G. Oertel (Ed.). Polyurethane Handbook, 2nd Edition. Hanser Publishers, Munich, 1993.
2. J.H. Saunders, K.C. Frisch. Chemistry of Polyurethanes. CRC Press, 1962.
3. M. Szycher. Szycher’s Handbook of Polyurethanes, 2nd Edition. CRC Press, 2011.
4. H. Ulrich. Catalysis in Urethane Reactions. Journal of Cellular Plastics, Vol. 12, No. 3, 1976.
5. 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(guān)的工作，不妨多關(guān)注一下這位低調(diào)而強(qiáng)大的“平衡大師”——DMDEE。它或許不會(huì)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(yuǎn)。

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)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(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；

• 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；

• 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(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；

• 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(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

• 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(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

• 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(dòng)性和耐水解性；

• 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；

• 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(lái)替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

• 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(jī)錫相對(duì)較低；

• 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(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)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(yīng)用中。