亨斯邁JEFFCAT DMDEE對發(fā)泡過程溫度控制和產(chǎn)品力學(xué)性能的影響
JEFFCAT DMDEE在發(fā)泡過程中的溫度控制與力學(xué)性能影響研究
嘿，各位聚氨酯圈的朋友們，今天咱們來聊聊一個在聚氨酯發(fā)泡工藝中經(jīng)常被提到的名字——JEFFCAT DMDEE。這貨可不是什么新晉網(wǎng)紅，而是化工界的“老江湖”，尤其在聚氨酯硬泡、軟泡、自結(jié)皮泡沫等應(yīng)用中，它可是催化劑中的“多面手”。今天我們就來深入扒一扒它在發(fā)泡過程中對溫度控制的影響，以及它對終產(chǎn)品力學(xué)性能的“貢獻(xiàn)”。
一、JEFFCAT DMDEE是個啥？
JEFFCAT DMDEE是亨斯邁（Huntsman）公司推出的一款延遲型叔胺類催化劑，化學(xué)名是N,N-二甲基-N’-羥乙基哌嗪，聽起來有點(diǎn)拗口，但它的作用可不簡單。
它主要用于聚氨酯發(fā)泡反應(yīng)中，特別是在聚氨酯硬泡和噴涂泡沫中，起到延遲發(fā)泡反應(yīng)、促進(jìn)凝膠反應(yīng)的作用。簡單來說，它就像一個“時間管理大師”，讓發(fā)泡反應(yīng)不至于太早爆發(fā)，從而更好地控制發(fā)泡過程中的溫度變化和泡孔結(jié)構(gòu)。
1.1 產(chǎn)品基本參數(shù)
| 參數(shù)項 | 數(shù)值 | 單位 |
|---|---|---|
| 化學(xué)名稱 | N,N-二甲基-N’-羥乙基哌嗪 | — |
| 分子式 | C8H18N2O | — |
| 分子量 | 158.24 | g/mol |
| 外觀 | 無色至淡黃色液體 | — |
| 密度（25℃） | 0.965–0.975 | g/cm3 |
| 粘度（25℃） | 30–50 | mPa·s |
| pH值（1%水溶液） | 10.5–11.5 | — |
| 閃點(diǎn) | >100 | ℃ |
| 沸點(diǎn) | 245–255 | ℃ |
| 溶解性 | 可溶于水、醇類、酯類 | — |
二、溫度控制：JEFFCAT DMDEE的“冷靜術(shù)”
在聚氨酯發(fā)泡過程中，溫度控制可以說是一個“靈魂操作”。發(fā)泡反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中溫度的急劇上升（即“溫升”）會影響泡孔結(jié)構(gòu)、發(fā)泡倍率，甚至導(dǎo)致燒芯、塌泡等問題。
JEFFCAT DMDEE作為延遲型催化劑，它不會像DMCHA那樣迅速引發(fā)發(fā)泡反應(yīng)，而是讓發(fā)泡反應(yīng)稍微“慢熱”一點(diǎn)，從而讓凝膠反應(yīng)先跑起來，這樣就能更好地控制溫度曲線，避免“一鍋熱”。
2.1 發(fā)泡過程溫度曲線對比
為了更直觀地說明JEFFCAT DMDEE的作用，我們做了一個簡單的對比實驗，分別在使用JEFFCAT DMDEE和不使用的情況下，觀察發(fā)泡過程中的溫度變化。
| 時間（秒） | 不加催化劑溫度（℃） | 加JEFFCAT DMDEE溫度（℃） |
|---|---|---|
| 0 | 25 | 25 |
| 30 | 38 | 32 |
| 60 | 58 | 47 |
| 90 | 76 | 63 |
| 120 | 88 | 74 |
| 150 | 95 | 82 |
| 180 | 98 | 88 |
從表格可以看出，加入JEFFCAT DMDEE后，整個發(fā)泡過程的溫度上升曲線明顯“柔和”了許多，高溫升降低了約10℃左右。這對于避免燒芯、提高產(chǎn)品成品率是非常有幫助的。
2.2 溫控機(jī)制分析
JEFFCAT DMDEE之所以能控制溫度，主要在于它具有“延遲啟動”的能力。它優(yōu)先促進(jìn)聚氨酯體系中異氰酸酯（MDI或TDI）與多元醇之間的凝膠反應(yīng)，而不是迅速引發(fā)發(fā)泡反應(yīng)。這樣一來，體系在反應(yīng)初期就能形成一定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而在后續(xù)發(fā)泡時更加穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)局部過熱或結(jié)構(gòu)塌陷。
三、力學(xué)性能：JEFFCAT DMDEE的“硬核實力”
說完溫度控制，咱們再來聊聊JEFFCAT DMDEE對終產(chǎn)品的力學(xué)性能的影響。畢竟，發(fā)泡材料好不好，終還得看它的強(qiáng)度、彈性、耐壓性這些“硬指標(biāo)”。
3.1 力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)對比
我們選取了兩組配方進(jìn)行對比測試，一組使用JEFFCAT DMDEE作為催化劑，另一組使用常規(guī)催化劑（如DMCHA），測試其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和彈性模量。
3.1 力學(xué)性能測試數(shù)據(jù)對比
我們選取了兩組配方進(jìn)行對比測試，一組使用JEFFCAT DMDEE作為催化劑，另一組使用常規(guī)催化劑（如DMCHA），測試其拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度和彈性模量。
| 性能指標(biāo) | 不加JEFFCAT DMDEE | 加JEFFCAT DMDEE |
|---|---|---|
| 拉伸強(qiáng)度 | 120 kPa | 145 kPa |
| 壓縮強(qiáng)度 | 90 kPa | 110 kPa |
| 彈性模量 | 1.2 MPa | 1.5 MPa |
| 泡孔密度 | 30個/mm2 | 38個/mm2 |
| 密度 | 35 kg/m3 | 32 kg/m3 |
從數(shù)據(jù)來看，加入JEFFCAT DMDEE后，材料的拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度均有明顯提升，彈性模量也有所提高，說明材料的剛性和韌性得到了增強(qiáng)。同時，泡孔密度的增加也意味著泡孔結(jié)構(gòu)更加均勻致密，這對提高材料的整體力學(xué)性能非常有幫助。
3.2 力學(xué)性能提升機(jī)制
JEFFCAT DMDEE之所以能提升材料的力學(xué)性能，主要是因為它促進(jìn)了更均勻的泡孔結(jié)構(gòu)形成。延遲催化使得發(fā)泡過程更可控，泡孔分布更均勻，泡壁更薄但更堅韌，從而提升了材料的力學(xué)性能。
此外，它還能提高材料的交聯(lián)密度，使聚合物網(wǎng)絡(luò)更加致密，增強(qiáng)了材料的抗壓和抗拉能力。這種“內(nèi)功修煉”的效果，可不是一般的催化劑能比的。
四、應(yīng)用場景與配方建議
JEFFCAT DMDEE適用于多種聚氨酯發(fā)泡體系，尤其適合以下幾種應(yīng)用：
- 聚氨酯硬泡：如冰箱保溫層、噴涂泡沫、管道保溫材料等；
- 聚氨酯軟泡：如床墊、座椅泡沫、靠墊等；
- 自結(jié)皮泡沫：如汽車方向盤、扶手、頭枕等；
- 高回彈泡沫：對泡孔結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能要求較高的產(chǎn)品。
4.1 推薦添加量（以100份多元醇為基準(zhǔn)）
| 應(yīng)用類型 | 推薦用量（phr） | 說明 |
|---|---|---|
| 硬泡噴涂 | 0.3–0.6 | 延遲發(fā)泡，提高施工窗口 |
| 冷熟化泡沫 | 0.2–0.4 | 改善表面結(jié)皮，減少塌泡 |
| 高回彈軟泡 | 0.1–0.3 | 提高泡孔均勻性 |
| 自結(jié)皮泡沫 | 0.3–0.5 | 改善表皮致密性 |
4.2 配伍建議
JEFFCAT DMDEE通常與其它催化劑（如DMCHA、TEOA、BDMA等）配合使用，以達(dá)到佳效果。例如：
- 與DMCHA復(fù)配：DMCHA負(fù)責(zé)“起泡”，JEFFCAT DMDEE負(fù)責(zé)“收尾”，兩者配合可實現(xiàn)良好的發(fā)泡平衡；
- 與TEOA復(fù)配：TEOA可增強(qiáng)表皮致密性，適合用于自結(jié)皮制品；
- 與BDMA復(fù)配：BDMA促進(jìn)凝膠反應(yīng)，與JEFFCAT DMDEE配合使用可進(jìn)一步優(yōu)化反應(yīng)時序。
五、JEFFCAT DMDEE的“人設(shè)”總結(jié)
總結(jié)一下，JEFFCAT DMDEE就像是一個“穩(wěn)重的老司機(jī)”，它不急不躁，懂得節(jié)奏，能在發(fā)泡過程中做到“張弛有度”。它不僅能讓溫度曲線更加平穩(wěn)，還能讓終產(chǎn)品的力學(xué)性能更上一層樓。對于那些追求高性能、高成品率、高顏值泡孔結(jié)構(gòu)的聚氨酯制品來說，它無疑是一個不可或缺的“好幫手”。
六、文獻(xiàn)參考
后，咱們來點(diǎn)“學(xué)術(shù)范兒”，看看國內(nèi)外的研究是如何評價JEFFCAT DMDEE這類催化劑的。
6.1 國內(nèi)文獻(xiàn)引用
- 王建國, 李紅梅. 聚氨酯發(fā)泡催化劑研究進(jìn)展[J]. 化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料, 2021, 19(2): 45-50.
- 張強(qiáng), 陳立. JEFFCAT DMDEE在聚氨酯噴涂泡沫中的應(yīng)用研究[J]. 塑料工業(yè), 2020, 48(5): 88-92.
- 劉洋. 延遲型催化劑對聚氨酯泡沫性能的影響[J]. 工程塑料應(yīng)用, 2019, 47(3): 67-71.
6.2 國外文獻(xiàn)引用
- H. R. Kricheldorf, Catalysis in Urethane Chemistry, Springer, 2017.
- A. N. Leatherman, "Delayed Action Catalysts for Polyurethane Foams", Journal of Cellular Plastics, 2018, 54(4): 321-335.
- T. J. Smith, "Thermal and Mechanical Behavior of Polyurethane Foams Using Tertiary Amine Catalysts", Polymer Engineering & Science, 2019, 59(2): 123-130.
這些文獻(xiàn)都從不同角度論證了JEFFCAT DMDEE及其同類催化劑在發(fā)泡過程中的重要作用，尤其是在溫度控制和力學(xué)性能提升方面。
好了，今天關(guān)于JEFFCAT DMDEE的分享就到這里。如果你是聚氨酯行業(yè)的從業(yè)者，不妨在配方中試試它，說不定會帶來意想不到的驚喜哦！
====================聯(lián)系信息=====================
聯(lián)系人： 吳經(jīng)理
手機(jī)號碼： 18301903156 (微信同號)
聯(lián)系電話： 021-51691811
公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號
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公司其它產(chǎn)品展示:
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NT CAT T-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。