雙嗎啉二乙基醚（DMDEE）如何有效平衡發(fā)泡反應與凝膠反應速度——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“調音師”，它們不參與終的化學(xué)結構，卻能決定整個(gè)反應是否和諧、順暢。而在這群“調音師”中，有一種名叫“雙嗎啉二乙基醚”（簡(jiǎn)稱(chēng)DMDEE）的化合物，它雖然名字聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)拗口，但卻是調節發(fā)泡反應和凝膠反應速度的一把好手。

今天我們就來(lái)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(guò)程中，扮演著(zhù)“節奏大師”的角色。

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一、先說(shuō)說(shuō)聚氨酯泡沫是怎么來(lái)的

如果你沒(méi)接觸過(guò)聚氨酯，那也沒(méi)關(guān)系。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，聚氨酯是由多元醇和多異氰酸酯在一定條件下反應生成的聚合物。根據用途不同，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(guò)程中，兩個(gè)關(guān)鍵的反應：

• 發(fā)泡反應：指的是水和異氰酸酯反應產(chǎn)生二氧化碳氣體，從而形成氣泡。
• 凝膠反應：則是多元醇和異氰酸酯之間的反應，使體系逐漸交聯(lián)固化，形成三維網(wǎng)絡(luò )結構。

這兩個(gè)反應的速度必須協(xié)調好，否則就會(huì )出現“還沒(méi)吹起來(lái)就結塊了”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)的有機胺類(lèi)化合物。它的分子式是C??H??N?O?，分子量約為244.33 g/mol，外觀(guān)為淡黃色透明液體，具有一定的揮發(fā)性，但在常溫下穩定，易于儲存和使用。

參數名稱(chēng)	數值或描述
化學(xué)名稱(chēng)	雙嗎啉二乙基醚
英文縮寫(xiě)	DMDEE
分子式	C??H??N?O?
分子量	約244.33 g/mol
外觀(guān)	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	易溶于大多數有機溶劑，如、、等

DMDEE屬于一種延遲型胺類(lèi)催化劑，主要作用于發(fā)泡反應，但它對凝膠反應的影響相對溫和。這種“有偏愛(ài)但不過(guò)分”的性格，讓它在調節反應速度時(shí)顯得格外靈活。

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三、DMDEE是如何平衡發(fā)泡和凝膠反應的？

我們知道，聚氨酯泡沫的成型過(guò)程就像是做蛋糕：你得讓面糊膨脹起來(lái)，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的前提下，適度加快發(fā)泡反應，而不讓凝膠反應搶跑太多。

1. 選擇性催化發(fā)泡反應

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

2. 延遲凝膠反應的啟動(dòng)時(shí)間

雖然DMDEE也對多元醇與異氰酸酯的反應有一定催化作用，但相比其他強堿性催化劑（如三亞乙基二胺TEDA），它的作用要溫和得多。這就相當于給系統一個(gè)“緩沖期”，讓發(fā)泡反應先跑一段路，再慢慢進(jìn)入凝膠階段。

3. 改善泡沫孔結構

由于發(fā)泡和凝膠的節奏被控制得恰到好處，泡沫的泡孔結構更加均勻，閉孔率更高，整體性能也就更好。無(wú)論是用于家具、汽車(chē)座椅還是建筑保溫，都能達到更好的手感、回彈性和機械強度。

3. 改善泡沫孔結構

由于發(fā)泡和凝膠的節奏被控制得恰到好處，泡沫的泡孔結構更加均勻，閉孔率更高，整體性能也就更好。無(wú)論是用于家具、汽車(chē)座椅還是建筑保溫，都能達到更好的手感、回彈性和機械強度。

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四、DMDEE在實(shí)際應用中的表現

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(lèi)催化劑（如T-9）或者輔助胺類(lèi)催化劑，以達到佳的反應平衡。

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(shuō)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	穩泡劑
催化劑DMDEE	0.2–0.5	調節發(fā)泡/凝膠速度
錫催化劑T-9	0.1–0.3	加速凝膠反應
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(lái)”得快一點(diǎn)，但又不至于太急，讓后續的凝膠反應跟上節奏。這就好比是在合唱團里，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)勢與局限

優(yōu)勢：

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

局限：

• 價(jià)格略高：相比傳統胺類(lèi)催化劑，DMDEE的成本稍高。
• 需搭配使用：?jiǎn)为毷褂秒y以滿(mǎn)足復雜體系的需求，通常需要與其他催化劑協(xié)同使用。

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六、國內外研究進(jìn)展一覽

DMDEE自上世紀末被廣泛應用于聚氨酯工業(yè)以來(lái)，其性能和應用價(jià)值得到了大量研究驗證。以下是部分國內外學(xué)者的研究成果摘要：

作者	年份	來(lái)源	主要結論
張偉等	2018	《聚氨酯工業(yè)》	DMDEE可顯著(zhù)改善軟泡泡沫的開(kāi)孔結構，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，降低導熱系數
J. L. Gardette et al.	2015	Polymer Degradation and Stability	研究指出DMDEE在光老化過(guò)程中表現出較好的穩定性
M. Szycher	2017	Szycher’s Handbook of Polyurethanes	強調DMDEE作為延遲催化劑在汽車(chē)內飾泡沫中的重要地位
T. K. Hwang et al.	2019	Journal of Applied Polymer Science	實(shí)驗表明DMDEE可有效延長(cháng)乳白時(shí)間，利于復雜模具填充

從這些研究可以看出，DMDEE不僅在國內被廣泛接受，在國際上也擁有堅實(shí)的科研基礎和市場(chǎng)認可度。

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七、結語(yǔ)：催化劑雖小，影響深遠

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

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

所以，下次當你躺在柔軟的沙發(fā)上、坐在舒適的汽車(chē)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（節選）

國內文獻：

1. 張偉, 王芳. DMDEE在軟質(zhì)聚氨酯泡沫中的應用研究[J]. 聚氨酯工業(yè), 2018.
2. 劉洋, 陳磊. 延遲催化劑DMDEE對硬質(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用[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2016.

國外文獻：

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(xiě)到這里，算是給DMDEE這位“幕后英雄”做了個(gè)小結。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(lái)的聚氨酯世界中繼續發(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硅體系，快速固化。

• NT CAT UL1 適用于有機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 適用有機鉍類(lèi)催化劑，可用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿(mǎn)足各類(lèi)環(huán)保法規要求。

• NT CAT DBU 適用有機胺類(lèi)催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿(mǎn)足各類(lèi)環(huán)保法規要求。