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亨斯邁JEFFCAT DMDEE對(duì)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(gè)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(duì)溫度控制的影響,以及它對(duì)終產(chǎn)品力學(xué)性能的“貢獻(xiàn)”。

一、JEFFCAT DMDEE是個(gè)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(jiǎn)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(jiǎn)單來說,它就像一個(gè)“時(shí)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(xiàng) 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(gè)“靈魂操作”。發(fā)泡反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中溫度的急劇上升(即“溫升”)會(huì)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(huì)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(duì)比

為了更直觀地說明JEFFCAT DMDEE的作用,我們做了一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比實(shí)驗(yàn),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(shí)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(gè)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(duì)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(dòng)”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(shí)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(shí)力”

說完溫度控制,咱們?cè)賮砹牧腏EFFCAT DMDEE對(duì)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(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

我們選取了兩組配方進(jìn)行對(duì)比測(cè)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(cè)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(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比

我們選取了兩組配方進(jìn)行對(duì)比測(cè)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(cè)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(gè)/mm2 38個(gè)/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(shí),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(duì)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?yàn)樗龠M(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(jiān)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(chǎng)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(duì)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(shí)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(shí)序。

五、JEFFCAT DMDEE的“人設(shè)”總結(jié)

總結(jié)一下,JEFFCAT DMDEE就像是一個(gè)“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(duì)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(gè)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(guó)內(nèi)外的研究是如何評(píng)價(jià)JEFFCAT DMDEE這類催化劑的。

6.1 國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)引用

  1. 王建國(guó), 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.
  2. 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.
  3. 劉洋. 延遲型催化劑對(duì)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(guó)外文獻(xiàn)引用

  1. H. R. Kricheldorf, Catalysis in Urethane Chemistry, Springer, 2017.
  2. A. N. Leatherman, "Delayed Action Catalysts for Polyurethane Foams", Journal of Cellular Plastics, 2018, 54(4): 321-335.
  3. 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(huì)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(hào)碼: 18301903156 (微信同號(hào))

聯(lián)系電話: 021-51691811

公司地址: 上海市寶山區(qū)淞興西路258號(hào)

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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。

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