雙嗎啉二乙基醚DMDEE作為聚氨酯泡沫生產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”，調控著發泡和凝膠反應的節奏，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，“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，尤其是在軟質聚氨酯泡沫的生產中表現尤為出色。
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
| 參數名稱 | 數值/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，可溶于多數有機溶劑 |
| pH值（1%水溶液） | 8–10 |
從這些基本參數可以看出，DMDEE是一個相對穩定、安全且易于操作的化學品，適合工業化大規模應用。
二、DMDEE在聚氨酯泡沫中的“演技派”表現
聚氨酯泡沫的生產通常涉及兩個主要反應：發泡反應（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絡）。這兩個反應必須協調進行，否則就會出現“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. 發泡反應中的“鼓風機”
在發泡反應中，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，構建穩定的三維網絡結構。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。它能在適當的時機推進反應，確保發泡和凝膠同步進行，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：
表2：DMDEE在不同泡沫體系中的應用表現
| 泡沫類型 | 應用場景 | DMDEE作用表現 |
|---|---|---|
| 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，提升外觀質量 |
| 冷熟化泡沫 | 冷模塑工藝 | 縮短脫模時間，提高生產效率 |
| 半硬泡 | 儀表板、門板等內飾件 | 平衡發泡與凝膠，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，優化手感 |
可以看到，DMDEE幾乎適用于所有類型的軟泡系統，尤其在冷熟化和自結皮泡沫中表現突出。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，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 | 特殊優點 |
|---|---|---|---|---|---|
| TEA | 強發泡 | 快 | 差 | 一般 | 成本低，易獲得 |
| DMEA | 中等發泡 | 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 | 優秀 | 綜合性能佳，適用廣泛 |
從上表可以看出，DMDEE的優勢非常明顯：它在發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，表現尤為優異。
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 | 特殊優點 |
|---|---|---|---|---|---|
| TEA | 強發泡 | 快 | 差 | 一般 | 成本低，易獲得 |
| DMEA | 中等發泡 | 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 | 優秀 | 綜合性能佳，適用廣泛 |
從上表可以看出，DMDEE的優勢非常明顯：它在發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，表現尤為優異。
五、DMDEE的“搭檔”們：如何搭配才能發揮大威力？
DMDEE雖強，但也需要“戰友”配合。在實際生產中，往往采用“復合催化體系”，即DMDEE與其他催化劑協同使用，以實現更精細的反應控制。
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、環保與安全：DMDEE能否經得起時代考驗？
隨著全球對環保和健康問題的關注日益增強，化工產品的“綠色屬性”也成為不可忽視的一環。DMDEE在這方面表現如何呢？
首先，DMDEE不含重金屬（如錫、汞等），屬于非錫類催化劑，符合當前環保法規的趨勢。其次，它在反應過程中揮發性較低，減少了VOCs（揮發性有機化合物）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，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”
隨著聚氨酯工業的發展，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產品開始出現，例如引入生物基成分、提高熱穩定性、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，開發出更加智能、可控的催化體系，為聚氨酯行業帶來新的變革。
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“調教”。
參考文獻：
國內文獻：
- 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.
- 中國聚氨酯工業協會. 聚氨酯泡沫塑料生產技術指南[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，但卻能讓你的產品穩扎穩打，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，是一種環保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯、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，可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質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，而且改善了水解穩定性，適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。