隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源和環(huán)境保護(hù)已成為全世界共同面臨的兩大問題。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以來，傳統(tǒng)的礦物基潤滑油因其生物降解性差( 降解率僅10% ~ 33%)，且來源于有限的石油資源而面臨環(huán)境和資源雙重嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。潤滑油在使用過程中有50%進(jìn)入環(huán)境，潤滑油造成的環(huán)境污染已不容忽視。隨著世界范圍內(nèi)對環(huán)境生態(tài)的日益重視，以植物油為原料的綠色潤滑劑替代石化產(chǎn)品將成為人們追崇的趨勢。三羥甲基丙烷油酸酯不僅具有良好的潤滑性能，且生物降解性能好，對環(huán)境無污染，是最早使用的潤滑劑。它具有較寬的液體范圍、優(yōu)良的潤滑性能、較高的粘度指數(shù)和優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能、低揮發(fā)性、低溫性能等。綠色潤滑劑三羥甲基丙烷油酸酯具有很大的市場潛力。本信息是由Chemicalbook的張秀康編輯整理。合成三羥甲基丙烷油酸酯的常規(guī)方法有酯交換法、直接酯化法和減壓酯化法催化劑多為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。
以三羥甲基丙烷和油酸為原料, 采用直接酯化法合成出低酸值、淺色澤的多元酯產(chǎn)品。
反應(yīng)原理 此反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，采用攜水劑帶水、分水器分水的方法促使反應(yīng)向右進(jìn)行, 以提高產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率。
圖1為反應(yīng)方程式
在四口燒瓶中, 加入一定量的油酸、三羥甲基丙烷、催化劑及適量的攜水劑甲苯。攪拌, 在氮氣保護(hù)狀態(tài)下加熱至回流, 使回流液經(jīng)分水器進(jìn)行分水。通過出水量及羥值相結(jié)合的方法判斷反應(yīng)終點。反應(yīng)結(jié)束后冷卻, 抽濾, 回收催化劑。然用碳酸鈉溶液洗滌, 除去未反應(yīng)的原料, 用硅膠干燥,即得到低酸值、淺色澤的三羥甲基丙烷三油酸酯產(chǎn)品。
(1) 利用濃硫酸浸漬的鈦白粉, 經(jīng)過干燥，灼燒, 可得到制備三羥甲基丙烷油酸酯的高效固體超強(qiáng)酸催化劑SO42-/TiO2。該催化劑具有原料低廉、耗時少、能耗較低、催化活性高等優(yōu)點。
(2) 最佳的合成工藝條件為: 催化劑用量為三羥甲基丙烷質(zhì)量的1.4%, 醇酸摩爾比為1:3.1, 反應(yīng)溫度在140℃～150℃, 反應(yīng)時間為3.0h～3.5h 之間, 攜水劑為90ml。
(3) 優(yōu)化條件下產(chǎn)品的酯化率達(dá)到95% 以上,40℃時的粘度為50mm2/s ～60mm2/s, 酸值小于1mgKOH/g, 凝點小于- 25℃。并通過紅外分析證實所得到的產(chǎn)品是三羥甲基丙烷油酸酯。將合成出的產(chǎn)品進(jìn)行了紅外光譜表征, 并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖對基團(tuán)進(jìn)行了歸屬。

圖2為產(chǎn)物三羥甲基丙烷油酸酯的紅外光譜圖
產(chǎn)品直接用美國Nicolet 儀器公司生產(chǎn)的Impact420傅立葉紅外光譜儀測定。從圖2可以看出,1746.44cm-1的吸收峰是典型的酯羰基C=O伸縮振動吸收峰, 1159.16cm-1的吸收峰是典型的酯CO-C單鍵伸縮振動吸收峰, 而3500cm-1附近羥基-OH的特征吸收峰變得很小, 說明油酸與三羥甲基丙烷確實發(fā)生酯化反應(yīng)生成了三羥甲基丙烷油酸酯。三羥甲基丙烷油酸酯具有優(yōu)異的潤滑性能、粘度指數(shù)高、抗燃性好，生物降解率達(dá)90%以上，是46號合成酯型抗燃液壓油理想的基礎(chǔ)油；可用于調(diào)配要求環(huán)保的液壓油、鏈鋸油和水上游艇用發(fā)動機(jī)油；作為油性劑在鋼板冷軋制液、鋼管拉拔油、切削油、脫模劑及其它金屬加工液中廣泛使用。也可作為紡織皮革助劑的中間體和紡織油劑。
1.具有較寬的液體范圍, 較高的粘度指數(shù), 優(yōu)良的粘溫性能與低溫性能。
2.熱安定性好, 雙醋的熱分解溫度在280 ℃ 以上, 比同粘度的礦物油要高出許多, 多元醇醋的熱分解溫度都在3 10 ℃ 以上。
3.分子結(jié)構(gòu)中含有較高活性的醋基基團(tuán),易于吸附在金屬表面形成牢固的潤滑油膜, 具有較好的摩擦潤滑特性。