五甲基二乙烯三胺（Pentamethyldiethylenetriamine, PMDETA / PC5） 的解析，标题聚焦其核心应用：

 

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1. 化学结构

• 分子式：C7H19N3
• 结构式：
• （CH3)2N−CH2−CH2−N(CH3)−CH2−CH2−N(CH3)2(CH3)2N−CH2−CH2−N(CH3)−CH2−CH2−N(CH3)X2

• ${}^2$

• 结构特点：

  • 对称三胺结构：三个氮原子（N）通过乙基（-CH₂-CH₂-）连接

  • 高度甲基化：所有胺基均为 叔胺（5个甲基取代，无活泼H）

  • 分子量： 145.24 g/mol

  • CAS号： 3030-47-5

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2. 关键特性

(1) 物理性质

(2) 化学与功能特性

• 强碱性叔胺：
  → 无活泼H，不参与链增长，专司催化
  → pK_b≈4.5，提供高亲核性

• 双功能催化机制：
  ✅ 聚氨酯（PU）催化：激活异氰酸酯（-NCO）与多元醇反应
  ✅ 原子转移自由基聚合（ATRP）配体：调控金属催化剂活性

• 反应选择性：
  → 平衡 发泡反应（凝胶化） 与 气体生成（发泡）
  → 适用于精密控制泡沫孔径与硬度

• 热稳定性：耐温＞150°C，适应高温加工

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3. 核心应用领域

(1) 聚氨酯（PU）高效催化剂（主导市场）

• 硬质泡沫塑料（占比70%+）：
  ✅ 冰箱/冷柜隔热层：低温下快速固化，闭孔率＞90%
  ✅ 建筑保温板：加速反应，提升生产线效率

• 软质泡沫：调节 CO₂释放速率，控制气泡均匀性

• 反应注射成型（RIM）：汽车仪表盘、保险杠快速成型

(2) 可控聚合配体（高端材料合成）

• ATRP/ARGET-ATRP：
  → 与 Cu(I)/Cu(II) 形成络合物，实现分子量分布窄（Ð<1.2）的聚合物合成
  → 应用：医用高分子（药物载体）、热塑性弹性体（TPE）、功能涂料

• 配体优势：
  ✅ 提升催化剂溶解性
  ✅ 精准调控聚合速率

(3) 环氧树脂固化促进剂

• 加速胺类/酸酐固化剂反应，用于：
  ✅ 电子封装胶（降低固化温度）
  ✅ 风电叶片复合材料

(4) 气体净化剂

• 脱除酸性气体（CO₂/H₂S），用于：
  ✅ 天然气脱硫
  ✅ 烟道气碳捕集

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4. 与传统催化剂的性能对比

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5. 安全与操作

• 毒性： LD₅₀（大鼠口服）≈ 500-1000 mg/kg（中等毒性）

• 刺激性： 对皮肤/眼睛有腐蚀性（操作需佩戴防化手套+护目镜）

• 存储： 密封避光，远离氧化剂与酸（可能产生有毒气体）

• 环保性： 可生物降解，但需控制废水排放（富营养化风险）

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6. 商品化产品

• 商品名：

  • PC5（亨斯迈Huntsman、赢创Evonik 等使用）

  • Polycat® 5（空气化工Air Products）

  • Dabco® PMDETA （赢创）

• 纯度等级： 工业级（≥95%）、电子级（≥99.5%）

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结论：双轨驱动的化学引擎

五甲基二乙烯三胺（PC5） 凭借其 对称甲基化三胺结构，在两大高端领域不可替代：

1. 聚氨酯工业：
   → 作为高效平衡型催化剂，是硬质泡沫低温快速固化的核心，保障冰箱/建筑保温的绝热性能；

2. 先进材料合成：
   → 作为ATRP精准聚合配体，推动医用高分子与功能聚合物的发展。

尽管成本高于传统胺催化剂，其在 反应控制精度 与 多功能性 上的优势，使其成为高端化工与材料科学领域的“隐形冠军”。