2-羥基丙基三甲基甲酸銨鹽 TMR-2在聚氨酯軟泡、硬泡中的核心作用
在聚氨酯泡沫材料的世界里，如果說發泡劑是“呼吸的節奏”，催化劑是“心跳的節拍”，那像2-羥基丙基三甲基甲酸銨鹽（俗稱TMR-2）這樣的季銨鹽類化合物，就是那個在幕后默默掌控全局的“隱形指揮家”。它不張揚，不搶鏡，卻能在軟泡與硬泡的微觀世界里，掀起一場又一場“化學革命”。
今天，咱們就來聊一聊這位低調的“化學魔術師”——TMR-2。它不是明星分子，但它的作用，足以讓整個聚氨酯工業為之一振。
一、TMR-2：名字拗口，來頭不小
先來認識一下這位主角。2-羥基丙基三甲基甲酸銨鹽，英文名：2-Hydroxypropyltrimethylammonium Formate，簡稱TMR-2。光聽名字，你可能會覺得它像是從某個化學實驗室逃出來的“命名災難”。但別被名字嚇到，它其實是個性格溫和、能力全面的“暖男型”添加劑。
TMR-2屬于季銨鹽類化合物，結構上由一個帶正電的季銨陽離子和一個甲酸根陰離子組成，同時分子中還含有一個羥基（-OH），這個羥基是它“能文能武”的關鍵。
它的分子式是 C?H??NO?，分子量約為133.19 g/mol。外觀為無色至淡黃色透明液體，有輕微氨味，易溶于水和多數極性有機溶劑，pH值通常在6.5～8.0之間，屬于中性偏弱堿性。這些特性決定了它在配方中“不挑食”、兼容性好，是個典型的“團隊合作者”。
| 參數項 | 數值/描述 |
|---|---|
| 化學名稱 | 2-羥基丙基三甲基甲酸銨鹽 |
| 英文名稱 | 2-Hydroxypropyltrimethylammonium Formate |
| 簡稱 | TMR-2 |
| 分子式 | C?H??NO? |
| 分子量 | 133.19 g/mol |
| 外觀 | 無色至淡黃色透明液體 |
| 氣味 | 輕微氨味 |
| 溶解性 | 易溶于水、、等極性溶劑 |
| pH值（1%水溶液） | 6.5～8.0 |
| 密度（25℃） | 約1.02～1.05 g/cm3 |
| 閃點 | >100℃（閉口） |
| 儲存條件 | 陰涼干燥處，避光密封 |
別看這表格冷冰冰的，每一項參數背后，都藏著它在聚氨酯世界里“翻江倒?！钡谋臼?。
二、軟泡中的“定海神針”：不只是催化，更是平衡大師
聚氨酯軟泡，說白了就是我們每天“親密接觸”的床墊、沙發、汽車座椅里的那層“軟乎乎”的材料。它要軟，但不能塌；要彈，但不能僵；要透氣，還不能太脆。這就像做一道菜——火候、調料、時間，缺一不可。
TMR-2在這道“菜”里，干的不是主廚的活，而是“調味總監”。
在軟泡體系中，主要反應是異氰酸酯（-NCO）與多元醇（-OH）之間的聚合反應，生成聚氨酯主鏈，同時水與異氰酸酯反應產生二氧化碳，形成氣泡。這個過程需要催化劑來提速，但提速太快會“炸鍋”——泡孔粗大、塌陷、閉孔率高；太慢又“冷鍋冷灶”——發泡不完全，密度不均。
傳統催化劑如三亞乙基二胺（A-33）、二月桂酸二丁基錫（T-12）雖然效率高，但要么氣味大，要么毒性高，要么選擇性差。而TMR-2的出現，就像給這場化學反應裝上了“智能溫控”。
它大的特點是選擇性催化。它能優先促進“凝膠反應”（gelling reaction），也就是-OH與-NCO的聚合，讓泡沫骨架快速成型；同時對“發泡反應”（blowing reaction，水與-NCO生成CO?）的催化相對溫和，避免氣泡生成過快導致結構不穩。
這種“先穩骨架，再控氣泡”的策略，讓軟泡的泡孔更加均勻細膩，回彈性更好，壓縮永久變形更低。換句話說，你躺上去不會“陷進去出不來”，也不會“一壓就扁”。
更妙的是，TMR-2自帶的羥基還能參與反應，成為聚合物鏈的一部分，相當于“自帶干糧上戰場”，不僅催化，還“參戰”。這種“兼職型”催化劑在業內被稱為“反應型催化劑”，環保性極佳，VOC排放低，符合當前綠色化學的趨勢。
三、硬泡中的“隱形建筑師”：讓泡沫又硬又韌
如果說軟泡是“溫柔鄉”，那硬泡就是“鋼鐵俠”。冰箱、冷庫、建筑保溫板、太陽能熱水器……這些需要高強度、低導熱、耐久性的場合，都離不開聚氨酯硬泡。
硬泡的挑戰在于：既要快速固化，形成致密閉孔結構，又要保證流動性，讓料液能充分填充模具；既要高交聯密度，又不能太脆。這就像蓋房子——地基要牢，墻體要密，還得防裂。
TMR-2在硬泡中的角色，更像一位“隱形建筑師”。它不直接砌墻，但能精準調控“施工節奏”。
在典型的硬泡配方中，TMR-2常與強凝膠催化劑（如五甲基二亞乙基三胺，PMDETA）或錫類催化劑（如T-9）協同使用。它本身催化活性適中，但能顯著提升體系的乳白時間（cream time）和凝膠時間的匹配度。
什么叫乳白時間？就是料液混合后開始發泡、顏色變白的那個瞬間。凝膠時間則是泡沫開始定型、失去流動性的時刻。這兩個時間差，決定了泡沫能否充分填充模具而不塌陷。
TMR-2的加入，能讓乳白時間略微延長，給料液更多流動時間；同時又不會拖慢凝膠速度，確保泡沫快速定型。這種“前松后緊”的節奏，特別適合復雜模具或大型澆注件。
此外，TMR-2還能改善硬泡的閉孔率和尺寸穩定性。由于其分子中含有親水性羥基，能在泡壁形成微弱的極性作用，增強泡孔壁的強度，減少開孔，從而降低導熱系數。實驗數據顯示，添加0.3～0.8 phr（每百份多元醇）的TMR-2，可使硬泡導熱系數降低3～5%，壓縮強度提升8～12%。
此外，TMR-2還能改善硬泡的閉孔率和尺寸穩定性。由于其分子中含有親水性羥基，能在泡壁形成微弱的極性作用，增強泡孔壁的強度，減少開孔，從而降低導熱系數。實驗數據顯示，添加0.3～0.8 phr（每百份多元醇）的TMR-2，可使硬泡導熱系數降低3～5%，壓縮強度提升8～12%。
| 應用場景 | TMR-2推薦用量（phr） | 主要作用 | 效果表現 |
|---|---|---|---|
| 軟質塊狀泡沫 | 0.1～0.5 | 調控凝膠/發泡平衡 | 泡孔細膩、回彈好、低壓縮永久變形 |
| 高回彈泡沫（HR） | 0.2～0.6 | 增強骨架強度 | 提升動態耐久性，減少疲勞塌陷 |
| 冷庫板硬泡 | 0.3～0.8 | 協同催化，改善流動性 | 提高閉孔率，降低導熱系數 |
| 噴涂聚氨酯保溫 | 0.2～0.5 | 調節反應速度 | 改善噴涂霧化與附著力 |
| 模塑泡沫 | 0.4～0.7 | 延長乳白時間 | 提高填充性，減少缺料 |
從表中不難看出，TMR-2的“劑量藝術”非常講究。用量太少，作用不顯；太多則可能導致反應過快，甚至引發焦化。因此，它更像一位“精準操盤手”，需要根據配方體系、環境溫度、設備條件靈活調整。
四、環保與安全：不只是“能用”，更要“好用”
在當今這個“環保即正義”的時代，任何化學品若想站穩腳跟，必須過得了“綠色”這道關。
TMR-2在這方面表現堪稱“模范生”。它不含重金屬（如錫、汞），不屬于VOC嚴格管控物質，熱分解產物主要為二氧化碳、水和微量氮氧化物，無持久性有機污染物（POPs）風險。其生物降解性良好，在自然環境中不會長期累積。
更難得的是，它在使用過程中幾乎無刺激性氣味，操作工人不再需要“戴著防毒面具上班”。這一點在勞動密集型的泡沫廠里，簡直是“人性化革命”。
當然，它也不是完美無缺。比如，它對濕氣相對敏感，長期暴露在高濕環境中可能發生水解，導致活性下降。因此，儲存時需密封防潮，建議在6個月內使用完畢。
另外，由于它是水溶性液體，在非極性體系中（如某些聚酯型泡沫）可能存在相容性問題，需預先測試或配合助溶劑使用。
五、TMR-2的“朋友圈”：協同效應才是王道
在聚氨酯的世界里，沒有哪個催化劑是“孤膽英雄”。TMR-2的真正威力，往往體現在它與其他助劑的“化學社交”中。
比如，在軟泡中，它常與A-33（三亞乙基二胺）搭檔。A-33主攻發泡反應，TMR-2主控凝膠反應，兩者一剛一柔，形成“黃金組合”。實驗表明，采用TMR-2 + A-33的體系，比單獨使用A-33的泡沫泡孔均勻度提升20%以上，回彈率提高15%。
在硬泡中，它常與T-9（辛酸亞錫）配合。T-9是典型的金屬催化劑，凝膠活性極高，但選擇性差，容易導致表皮過早固化而內部未熟。加入TMR-2后，可緩和T-9的“暴脾氣”，使反應更均衡，減少“外焦里生”現象。
甚至在某些無氟發泡體系中，TMR-2還能與物理發泡劑（如HFC-245fa）協同，通過調節泡孔成核速率，提升泡沫尺寸穩定性。
這種“你中有我，我中有你”的協同效應，正是現代聚氨酯配方設計的精髓所在。
六、未來可期：從“輔助”走向“主角”
盡管目前TMR-2多作為輔助催化劑使用，但隨著環保法規日益嚴格，傳統胺類和金屬催化劑面臨淘汰壓力，像TMR-2這樣的反應型、低毒、可降解催化劑，正逐步從“配角”走向“舞臺中央”。
已有研究嘗試將其結構進行修飾，例如引入長鏈烷基以提高油溶性，或與環氧樹脂預反應制備固態版本，便于運輸和儲存。這些改進有望進一步拓展其應用邊界。
此外，在生物基聚氨酯、水性聚氨酯等新興領域，TMR-2也展現出良好的適應性。其分子中的羥基和季銨結構，可能在水性體系中起到穩定乳液、調節pH的附加功能。
可以預見，在不遠的將來，TMR-2不僅會繼續在軟硬泡中“發光發熱”，還可能在涂料、膠粘劑、彈性體等領域開辟新戰場。
結語：低調的巨人，沉默的貢獻者
2-羥基丙基三甲基甲酸銨鹽（TMR-2），這個名字或許不會出現在聚氨酯教科書的首頁，也不會被大眾熟知。但它就像一位默默耕耘的匠人，在無數個清晨與深夜，用精準的催化節奏，編織著柔軟的夢境與堅固的保溫層。
它不喧嘩，自有聲。它不張揚，卻深刻影響著我們生活的每一個角落——從你清晨醒來的床墊，到冰箱里冷藏的牛奶，再到寫字樓外墻的保溫板，都有它的“化學指紋”。
在這個追求高效與環保并重的時代，TMR-2這樣的分子，或許正是我們需要的“綠色智慧”——溫和而堅定，低調而有力。
參考文獻
- 趙德仁, 張旭之. 《高分子合成工藝學》. 北京: 化學工業出版社, 1997.
- 吳培熙, 史翎. 《聚氨酯材料手冊》. 北京: 化學工業出版社, 2002.
- 李紹雄, 劉益軍. 《聚氨酯樹脂》. 南京: 江蘇科學技術出版社, 1992.
- Ulrich, H. "Chemistry and Technology of Isocyanates". Wiley, 1996.
- K. Oertel (Ed.). "Polyurethane Handbook". Hanser Publishers, 2nd Edition, 1993.
- Saunders, J. H., & Frisch, K. C. "Polyurethanes: Chemistry and Technology". Wiley Interscience, 1962.
- G. Oertel. "Polyurethane: Properties, Processing and Applications". Rapra Review Reports, 1994.
- Zhang, Y., et al. "Reactive Catalysts in Polyurethane Foams: A Review". Journal of Cellular Plastics, 2020, 56(4), 321–345.
- Liu, Y., & Wang, H. "Environmental Catalysts for Flexible Polyurethane Foams". Progress in Polymer Science, 2018, 85, 1–25.
- Chen, L., et al. "Structure-Property Relationships of Quaternary Ammonium Salts in Rigid Polyurethane Foams". Polymer Degradation and Stability, 2019, 167, 123–131.
（全文約3100字）
====================聯系信息=====================
聯系人： 吳經理
手機號碼： 18301903156 (微信同號)
聯系電話： 021-51691811
公司地址: 上海市寶山區淞興西路258號
===========================================================
公司其它產品展示:
-
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，滿足各類環保法規要求。
-
NT CAT DBU 適用有機胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環保法規要求。