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TMP可用于生产聚酯、聚氨酯泡沫及弹性体。由TMP和甲苯二异氰酸酯（TDI）、l，3-丁二醇生产的氨基甲酸酯，具有硬度高、弹性好，耐磨等优点，以它为原料合成的高回弹、高负载模型制品，可用于制作飞机、汽车、火车等的坐垫和靠背；以它为原料制作的整皮模型制品，可用于制作汽车的方向盘、仪表、扶手等；以它为原料制作的整皮微孔制品，可用做鞋底、汽车前后保险杠；由TMP与环氧乙烷或者环氧丙烷反应生成的带有游离羟基的聚醚多元醇是生产软性聚氨酯泡沫塑料的主要原料；TMP和甘油马来酸合成的聚酯，具有耐气候性、柔软性及降低聚酯自染性等特点，广泛用作建筑材料及皮革业的代用品。
TMP可用于生产增塑剂。在非酸性催化剂存在下，TMP与一元芳香酸、C5-C9脂肪酸反应生成的复合醋，是一种良好的增塑剂，加入该酯的聚合物具有很好的耐高温、耐水解以及耐酸碱性能，且与聚氯乙烯（PVC）有良好的亲和性，含此增塑剂的PVC塑料在有水的环境中仍能保持良好的电绝缘性。TMP可替代异癸醇用于生产重要的增塑剂邻苯二甲酸二异癸酯，用于电缆线等特殊涂料中。
TMP可用于生产乳化剂。TMP与一元脂肪酸部分酯化再与环氧乙烷反应生成的半固体化合物，对油/水乳浊液有良好的乳化作用，可用作医药和化妆品的乳化剂。TMP和环氧丙烷加成制得的非离子表面剂具有优良的乳化性和润湿性。TMP与含有两个双键的高分子量的二元脂肪酸制成的醇酸树脂是水/油型乳化剂，广泛应用于纺织和印染工业。
TMP可用于生产液体燃料添加剂。TMP与油酸醇化后再与聚甲醛反应可制得液体燃料添加剂。添加0.5%-1%该物质后的液体燃料，不用汽化装置即可净化排出的废气。
TMP可用于生产三羟甲基丙烷三丙烯酸醇（TMPTA）。由TMP与丙烯酸醇化反应得到的TMPTA是辐射固化领域应用广泛的丙烯酸酯稀释剂，具有双键含量高、固化快、耐磨、耐溶剂等性能，主要用于紫外线固化涂料及油墨的反应型稀释剂。在紫外线照射前起稀释作用，而照射后，其本身也起反应，从而形成固化膜的一部分。TMPTA还可用于制取不饱和聚酯玻璃钢、增强塑料、特种醇酸树脂、粘合剂、合成油、合成纤维助剂以及用于化学膜片的加工等。
TMP可用于生产三羟甲基丙烷基丙烯酸酯（TMPTM）。三羟甲基丙烷与甲基丙烯酸酯化反应得到的TMPTM是一种可用于PVC胶乳的定型（防腐胶鞋等）和交联PVC被覆线，同时还可用作厌氧性粘结剂、橡胶（乙丙橡胶）交联剂和油墨的固化剂，也可用于涂料和树脂的改性。
TMP可用于生产三羟甲基丙烷三缩水甘油酯（TMPTE）。TMP和环氧氯丙烷反应制得的TMPTE可用作环氧树脂的反应性稀释剂（环氧树脂涂料）、聚酯和三聚氰胺树脂等的改性剂、纤维加工剂（防皱处理剂）以及粘接改性剂等。
另外，在TMP生产过程中得到的副产品甲酸钙，用于动物饲料添加剂和水泥速凝剂，附加值高，主要出口，在TMP生产过程中得到的副产品聚酯多元醇可作为芳烃聚酯多元醇的生产原料。
三羟甲基丙烷（TMP）与三羟甲基乙烷（TME）均属多元醇系列，尽管它们结构类似，但两者有很多显著不同的特性。例如，TME的硬度更硬、耐温性更好。TME的新戊基结构赋予了它好的应用性能，TME酯化物有更好的热稳定性和很强的的耐热和抗光性、抗水解性能，水解指标关系到酯的抗腐蚀性和稳定性。因此，TME是高性能涂料基料的选择，特别是用在水性的醇酸树脂和聚酯亮光漆。TMP 主要作聚氨脂、PVC聚合、HIPS等扩链剂、光（热）固化剂等，应用领域可相互补充，是不可相互替代的不同多元醇产品。
三羟甲基丙烷（TMP）产品质量指标 | ||||
序号 | 项目 | 单位 | 指标 | |
优等品 | 合格品 | |||
1 | 外观 | / | 白色片状结晶 | |
2 | 三羟甲基丙烷 ≥ | ω/% | 99.5 | 99.0 |
3 | 羟基≥ | ω/% | 37.8 | 37.5 |
4 | 水分 ≤ | ω/% | 0.05 | |
5 | 酸度（以甲酸计）≤ | ω/% | 0.002 | |
6 | 灼烧残渣 ≤ | ω/% | 0.005 | |
7 | 熔点 | /℃ | 57-59 | 56-59 |
8 | 色度 （铂-钴色号）≤ | Hazen单位 | 5 | 10 |
