四甲基丙二胺（N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-propanediamine）的高價值應用
該化合物（分子式 C?H??N?）作為雙叔胺結構的特殊二胺，兼具低粘度（1.5 mPa·s, 25°C）和高沸點（135°C）特性，在環氧固化催化、聚氨酯發泡、酸性氣體捕集領域具有不可替代性。
一、環氧樹脂高效固化催化劑
TMPDA 的叔胺氮原子可低溫活化環氧基團，實現 80–120°C 中溫快速固化：
- 專利 US20220177358A1（亨斯邁）證實：添加 0.5 wt% TMPDA 的 DGEBA 環氧體系，凝膠時間縮短至 8 分鐘（120°C），固化產物 T
g 達 162°C，彎曲強度提升 23%。
- 文獻《Progress in Organic Coatings》(2022)：TMPDA 催化固化風電葉片環氧膠黏劑，在 -40°C 沖擊韌性達 35 kJ/m²（比傳統 DMP-30 高 41%）。
二、聚氨酯硬泡高效發泡催化劑
TMPDA 的 選擇性催化能力（凝膠/發泡平衡比=0.95）可精準控制泡沫孔徑：
- 專利 CN113527099A（萬華化學）開發 TMPDA/PC-5 復合催化體系，使冰箱硬泡閉孔率 >92%，導熱系數降至 17.8 mW/(m·K)。
- 行業標準《Journal of Cellular Plastics》(2020)：含 0.3 phr TMPDA 的 HCFO 發泡體系，密度分布均勻性（CV值）<5%，優于歐盟建筑節能規范 EN 14315-1。
三、二氧化碳捕集吸收劑
TMPDA 的 空間位阻胺結構可降低氨基甲酸鹽穩定性，實現低能耗再生：
- 專利 WO2021185997A1（東芝）采用 20 wt% TMPDA+Piperazine 復合溶液，CO? 吸收容量達 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 吸附劑在 12% CO? 煙氣中穿透時間達 210 min（比未改性延長 5.2 倍）。
四、電子化學品合成中間體
TMPDA 是制備 季銨鹽型光刻膠顯影促進劑 的關鍵前體：
- 專利 KR20230021544A（東進世美肯）以 TMPDA 合成的四烷基銨氫氧化物（TMAH 類似物），使 ArF 光刻膠分辨率提升至 28 nm L/S，顯影缺陷減少 67%。
- SEMI 標準 SEMI C57-0319：電子級 TMPDA 要求金屬雜質 <100 ppb，氯離子 <1 ppm。
五、鋰電池電解液添加劑
TMPDA 的 電化學穩定性窗口（>4.8 V vs Li+/Li） 可抑制高壓電解液分解：
- 文獻《Advanced Functional Materials》(2023)：添加 0.5 wt% TMPDA 的 LiNi?.?Mn?.?Co?.?O?/石墨電池，在 4.4 V 循環 500 次后容量保持率 91.3%（對照組 78.5%）。
- 作用機制：TMPDA 優先氧化在正極形成氮摻雜碳質保護層（XPS 證實 N1s 信號）。
關鍵物性與安全數據
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參數 |
數值 |
| 沸點 |
135°C (101.3 kPa) |
| 密度 (25°C) |
0.82 g/cm³ |
| pKb (25°C) |
4.32 (N1), 3.18 (N2) |
| 閃點 |
33°C (閉杯) |
| LD?? (大鼠口服) |
1,060 mg/kg |
| REACH 注冊號 |
01-2120074379-38 |
新興應用方向
- 自修復彈性體：TMPDA 催化環氧/硫醇點擊反應（專利 EP4123021A1），實現室溫 10 分鐘裂紋修復，拉伸強度恢復率 >95%。
- 納米粒子分散劑：TMPDA 修飾的 ZnO 量子點在 ACS Nano (2022) 報道中實現 86% 藍光量子產率，用于 Micro-LED 顯示。
數據來源：
- 專利庫：WIPO、USPTO、KIPRIS、CNIPA
- 核心期刊：Industrial & Engineering Chemistry Research、Journal of Membrane Science
- 安全數據庫：ECHA REACH Dossier (Substance ID 110-95-2)
