润滑油由基础油和添加剂组成,其中基础油占80–90%以上。润滑油的性质,如生物降解性、高温稳定性、低温流动性等都由基础油的性质决定。目前绝大部分润滑油产品都是以矿物油为基础油,但是由于石油资源的不可再生性,再生过程对环境产生较大的污染,因而矿物油将逐渐退出舞台。直接用动植物油作为润滑油基础油则存在热稳定性、氧化稳定性和水解稳定性差等缺点。合成润滑油将成为未来润滑油市场的首选,其中酯类合成油所占市场份额较大。酯类合成油由具有一定的化学结构的多元醇酯组成,如季戊四醇酯（Pentaerythritol ester）。季戊四醇具有对称的空间结构,可以与不同的直链或支链脂肪酸酯化。季戊四醇单一酸酯性能单一,为了满足高端润滑油性能多元化的要求,考虑利用季戊四醇的空间结构设计合成分子结构不对称的混合酸酯,使季戊四醇酯具有宽广的性能调整范围。本文通过对酯化反应的表观动力学进行较为系统的研究,设计合成不对称分子结构的季戊四醇混合酸酯,对合成的新结构混合酸酯进行性能测定,比较季戊四醇单一酸酯与所得混合酸酯的性能差异。主要研究如下:首先,针对高温真空自催化方法制备季戊四醇庚酸酯和季戊四醇异壬酸酯的反应过程,考察了反应时间、反应温度、投料酸醇比对酯化反应的酯化率和产物组分浓度变化的影响。结果表明,在反应温度220℃、反应时间为6小时、投料酸醇比为4.5:1的合成条件下,季戊四醇庚酸酯的酯化率可以达94.73%。同时对季戊四醇异壬酸酯的合成条件进行了优化。结果为反应温度240℃、反应时间为6小时、投料酸醇比为4.5:1的优化条件下,酯化率达到了91.66%。其次,对比了异壬酸和庚酸与季戊四醇反应的产物浓度,发现了季戊四醇异壬酸酯在产物中的浓度小于季戊四醇庚酸酯的浓度,因此采用异壬酸作为合成混合酯的第一种脂肪酸。通过比较和分析不同温度（190℃、200℃、210℃、220℃）条件下异壬酸与季戊四醇反应体系中各组分浓度随时间的变化趋势,对季戊四醇异壬酸酯的合成反应动力学进行了研究,通过动力学计算得到了组成酯化反应的各步反应的活化能。基于动力学研究结果设计合成了结构为一异壬酸三庚酸的混合酯。最后,对设计合成的新分子结构的混合酯的合成条件进行了优化,优化的合成条件为:反应温度为210℃,反应时间为5.5小时,投料酸醇比为3:1。利用活性炭脱色法对产品脱色。利用减压蒸馏技术和氧化镁脱酸技术去除产品中的剩余脂肪酸,得到酸值低于0.1 mg·g-1的混合合成酯产品。对比设计合成的混合酯以及季戊四醇庚酸酯的性能,结果表明,季戊四醇混合酯具有更高的运动黏度和更低的倾点,低温条件下流动性能好;热分析结果表明季戊四醇混合酯的分解温度也明显提高,热稳定性更好。