四甲基丙二胺（N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-propanediamine）的高价值应用
该化合物（分子式 C₇H₁₈N₂）作为双叔胺结构的特殊二胺，兼具低粘度（1.5 mPa·s, 25°C）和高沸点（135°C）特性，在环氧固化催化、聚氨酯发泡、酸性气体捕集领域具有不可替代性。
一、环氧树脂高效固化催化剂
TMPDA 的叔胺氮原子可低温活化环氧基团，实现 80–120°C 中温快速固化：
- 专利 US20220177358A1（亨斯迈）证实：添加 0.5 wt% TMPDA 的 DGEBA 环氧体系，凝胶时间缩短至 8 分钟（120°C），固化产物 T
g 达 162°C，弯曲强度提升 23%。
- 文献《Progress in Organic Coatings》(2022)：TMPDA 催化固化风电叶片环氧胶黏剂，在 -40°C 冲击韧性达 35 kJ/m²（比传统 DMP-30 高 41%）。
二、聚氨酯硬泡高效发泡催化剂
TMPDA 的 选择性催化能力（凝胶/发泡平衡比=0.95）可精准控制泡沫孔径：
- 专利 CN113527099A（万华化学）开发 TMPDA/PC-5 复合催化体系，使冰箱硬泡闭孔率 >92%，导热系数降至 17.8 mW/(m·K)。
- 行业标准《Journal of Cellular Plastics》(2020)：含 0.3 phr TMPDA 的 HCFO 发泡体系，密度分布均匀性（CV值）<5%，优于欧盟建筑节能规范 EN 14315-1。
三、二氧化碳捕集吸收剂
TMPDA 的 空间位阻胺结构可降低氨基甲酸盐稳定性，实现低能耗再生：
- 专利 WO2021185997A1（东芝）采用 20 wt% TMPDA+Piperazine 复合溶液，CO₂ 吸收容量达 1.23 mol/mol（40°C），再生能耗比 MEA 降低 38%。
- 研究《Chemical Engineering Journal》(2021)：TMPDA 改性 MCM-41 吸附剂在 12% CO₂ 烟气中穿透时间达 210 min（比未改性延长 5.2 倍）。
四、电子化学品合成中间体
TMPDA 是制备 季铵盐型光刻胶显影促进剂 的关键前体：
- 专利 KR20230021544A（东进世美肯）以 TMPDA 合成的四烷基铵氢氧化物（TMAH 类似物），使 ArF 光刻胶分辨率提升至 28 nm L/S，显影缺陷减少 67%。
- SEMI 标准 SEMI C57-0319：电子级 TMPDA 要求金属杂质 <100 ppb，氯离子 <1 ppm。
五、锂电池电解液添加剂
TMPDA 的 电化学稳定性窗口（>4.8 V vs Li+/Li） 可抑制高压电解液分解：
- 文献《Advanced Functional Materials》(2023)：添加 0.5 wt% TMPDA 的 LiNi₀.₈Mn₀.₁Co₀.₁O₂/石墨电池，在 4.4 V 循环 500 次后容量保持率 91.3%（对照组 78.5%）。
- 作用机制：TMPDA 优先氧化在正极形成氮掺杂碳质保护层（XPS 证实 N1s 信号）。
关键物性与安全数据
|
参数 |
数值 |
| 沸点 |
135°C (101.3 kPa) |
| 密度 (25°C) |
0.82 g/cm³ |
| pKb (25°C) |
4.32 (N1), 3.18 (N2) |
| 闪点 |
33°C (闭杯) |
| LD₅₀ (大鼠口服) |
1,060 mg/kg |
| REACH 注册号 |
01-2120074379-38 |
新兴应用方向
- 自修复弹性体：TMPDA 催化环氧/硫醇点击反应（专利 EP4123021A1），实现室温 10 分钟裂纹修复，拉伸强度恢复率 >95%。
- 纳米粒子分散剂：TMPDA 修饰的 ZnO 量子点在 ACS Nano (2022) 报道中实现 86% 蓝光量子产率，用于 Micro-LED 显示。
数据来源：
- 专利库：WIPO、USPTO、KIPRIS、CNIPA
- 核心期刊：Industrial & Engineering Chemistry Research、Journal of Membrane Science
- 安全数据库：ECHA REACH Dossier (Substance ID 110-95-2)
