O,O,O-三苯基硫代磷酸酯的制备及其摩擦性能研究

O,O,O-三苯基硫代磷酸酯(TPPT)是20世纪80年代后期出现的一种极压抗磨剂，主要用于汽轮机、轴承和液力传动等油中。90年代，空军油料研究所对该添加剂在航空润滑油中的使用进行了尝试，得到了成功的应用。同时，O,O,O-三苯基硫代磷酸酯作为有机合成、阻燃剂和生物化学中的重要化合物，一直备受关注。

制备方法

在10mL反应瓶中，先依次加入K3PO4(0.045mmol,9.6mg)、二苯基二硒醚(0.045mmol,14.1mg)、白磷的甲苯溶液(白磷5.6mg,甲苯0.5mL)、苯酚(1.1mmol,101.0mg)、二甲亚砜(0.5mL)，氩气条件下，升温至60℃，反应6h后，加入硫粉(12.0mg)，60℃反应4h后，磷谱检测反应已结束，停止反应。反应液浓缩、柱层析分离，得产物O,O,O-三苯基硫代磷酸酯54.2mg，收率88%。¹H NMR (400MHz,CDCl₃)：δ7.46~7.38(m,6H)，7.35~7.24(m,9H)。¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)：δ150.7(d,J=8.0Hz)，129.8，125.8，121.2(d,J=4.9Hz)。³¹P NMR(162MHz,CDCI₃)：δ52.98^[1]。

摩擦性能研究

1、徐敏等人使用四球试验机、Falex摩擦试验机、铁谱技术和俄歇电子能谱技术考察了O,O,O-三苯基硫代磷酸酯(TPPT)在季戊四醇酯中的摩擦学性能。研究表明：O,O,O-三苯基硫代磷酸酯是良好的极压添加剂，很小的添加量就能起到良好的抗极压作用；而起抗磨作用时，必须满足一定添加量的要求。这是因为O,O,O-三苯基硫代磷酸酯是必须在一定的高温下才能起作用的添加剂，在极压试验条件下，因摩擦产生的温升比常磨试验要大，因此O,O,O-三苯基硫代磷酸酯的感受性更好^[2]。

2、徐敏等人再次分别运用四球摩擦试验机、磨粒铁谱分析技术和俄歇电子能谱表面分析技术对O,O,O-三苯基硫代磷酸酯和α-巯基苯并噻唑(MBT)用作酯类航空润滑油的极压抗磨添加剂时的摩擦磨损特征进行了研究。结果表明，α综合了磷系和硫系添加剂的优点，既具有在低负荷下的抗磨作用，又能够保证在高负荷下的极压作用；而α-巯基苯并噻唑由于在摩擦表面只能生成无机的硫化铁膜，只具有在高负荷下的极压作用,而在低负荷下的作用效果较差。文章最后指出，在航空润滑油中，O,O,O-三苯基硫代磷酸酯完全能够代替α-巯基苯并噻唑作为极压抗磨剂使用^[3]。

参考文献

[1]厦门大学. 由白磷制备磷酸酯类衍生物的方法:CN202110288117.4[P]. 2021-06-22. 

[2]徐敏. 硫代磷酸三苯酯在季戊四醇酯中摩擦学性能及作用机理的研究[J]. 润滑与密封,2002(1):21-24. DOI:10.3969/j.issn.0254-0150.2002.01.009.

[3]徐敏,李荻. 硫代磷酸三苯酯和α-巯基苯并噻唑用作添加剂时在钢球表面上的摩擦磨损特征[J]. 航空材料学报,2003,23(2):45-50. DOI:10.3969/j.issn.1005-5053.2003.02.010.