马 楷

(中国石化润滑油有限公司 西南分公司 合成油脂研究院 重庆 400039)

三羟甲基丙烷三庚酸酯(trimethylolpropane triheptanoate, TMTH)是一种新戊基多元醇酯，由于分子中季碳原子β位上没有氢原子，因此，其热稳定性较好，还具有优异的润滑性能、高闪点、低挥发、低温特性好、可生物降解等性能，广泛应用于金属加工和纺织等领域，也可用作航空器、汽车发动机的润滑剂[1-4]。三羟甲基丙烷、己二酸和脂肪酸混合酯(trimethylolpropane fatty acid and adipic acid mixed esters, TMFAE)在新戊基多元醇酯分子中插入二元酸，由于增加酯基数量，从而增强了分子在摩擦表面的吸附作用力，使油膜具有更好的抗剪切性能，同时还可以控制分子量调节黏度，拓宽其应用领域[5-9]。用于合成酯的酯化反应和酯交换反应采用的催化剂目前主要有硫酸型[10-11]，固体酸[12-13]以及负载的酸催化剂[14]，目前工业上多以SnO为酯化催化剂。

表 1 3种方法合成TMFAE理化性能分析

TMFAE的3种合成方法从热力学上一步法、两步法和酯交换合成TMFAE，均可以酯化反应完全[15]。通过考察发现[16]，一步法效果良好，但是润滑性能略差，推测可能是硫酸催化剂的硫元素或者是由于三羟甲基丙烷己二酸复酯结构差异导致，因此，采用同种催化剂考察了反应的基本情况，并对其合成产物与酯交换法和两步法合成的产物进行对比。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

Nicolet 560型傅立叶变换红外光谱仪；Bruker 300/Instrum av300型核磁共振仪(TMS为内标，CDCl3为溶剂)；ICP-AES型电感偶合等离子体发射光谱仪。

所用试剂均为分析纯。

1.2 混合酯的制备

(1) 一步法酯化合成TMFAE

依次加入三羟甲基丙烷1.15 mol、己二酸0.1 mol、庚酸4.55 mol和0.05%的SnO催化剂，设定温度、时间和真空下缓慢加热下搅拌，反应过程中保温，及时分出酯化产生的水。……