有機(jī)化合物的熱氧化過程是一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),在熱、光或氧的作用下,有機(jī)分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂,生成活潑的自由基和氫過氧化物。氫過氧化物發(fā)生分解反應(yīng),也生成烴氧自由基和羥基自由基。這些自由基可以引發(fā)一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),導(dǎo)致有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生根本變化。抗氧劑的作用是消除剛剛產(chǎn)生的自由基,或者促使氫過氧化物的分解,阻止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行。能消除自由基的抗氧劑有芳香胺和受阻酚等化合物及其物,稱為主抗氧劑;能分解氫過氧化物的抗氧劑有含磷和含硫的有機(jī)化合物,稱為抗氧劑。
抗氧劑是一類化學(xué)物質(zhì),當(dāng)其在聚合物體系中僅少量存在時(shí),就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進(jìn)行,從而阻止聚合物的老化并延長(zhǎng)其使用壽命,又被稱為“防老劑”。
大多數(shù)防老劑多少都具有上述作用只是程度不同而已。所以只能按其主要作用進(jìn)行分類,如按防老劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類,可分為如下幾類:
胺類防老劑的防護(hù)效果為,也是發(fā)現(xiàn)早、品種多的一類。
它的主要作用是抗熱氧老化、抗臭氧老化,并且對(duì)銅離子、光和屈撓等老化的防護(hù)也有顯著的效果。這是酚類防老劑、雜環(huán)類防老劑及其類型防老劑所無(wú)法比擬的。只是這類防老劑的污染性能大,不適于白色和淺色制品。其中酮胺類防老劑具有好的防老劑效果。
重要的芳香胺類抗氧劑有:二苯胺、對(duì)苯二胺和二氫喹啉等化合物及其物或聚合物,可用在天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠和異戊橡膠等制品中。
酚型抗氧劑
酚型抗氧劑是先用于潤(rùn)滑油中的抗氧劑。酚型抗氧劑與ZDDP 復(fù)合具有很好的協(xié)和效應(yīng),因?yàn)榉有突衔餅樽杂苫宄齽?,ZDDP 為過氧化物分解劑,酚型化合物能延長(zhǎng)ZDDP 氧化誘導(dǎo)期,從而提高潤(rùn)滑油的抗氧化性能。酚型抗氧劑很多,具有較好熱穩(wěn)定性的酚型抗氧劑有不同烷基的受阻酚、含硫醚結(jié)構(gòu)的受阻酚酯、多環(huán)受阻酚和烷基硫代受阻酚等抗氧劑。如屏蔽酚無(wú)灰抗氧劑[3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙烯酸異辛酯]是一種油溶性好,高溫抗氧化性能的無(wú)灰抗氧劑, 它不但有較好的抗氧化性能,而且具有優(yōu)良的控制油泥形成的能力,與其它潤(rùn)滑油添加劑具有良好的相容性和配伍性。含有硫醚結(jié)構(gòu)的受阻酚型抗氧劑在API Ⅱ,Ⅲ類基礎(chǔ)油中的抗氧化效果好。如含硫醚單酚的抗氧劑可以有效地解決油品的高溫抗氧化性能,從而使油品通過相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn),這類產(chǎn)品具有較高的熱分解溫度。硫代雙酚型抗氧劑(如2246-SbasfIrganoxL115)是一種多用途、的抗氧劑,硫原子與屏蔽酚存在協(xié)同效應(yīng),使得其具有的抗氧化性能和溶解性,其抗氧化效果優(yōu)于普通單酚結(jié)構(gòu)的抗氧劑,在加氫基礎(chǔ)油中表現(xiàn)出良好的抗氧化性能,并能明顯地抑制硝基氧化。表2 是用旋轉(zhuǎn)氧彈法(SH/T0193)考察不同酚型抗氧劑在基礎(chǔ)油中的抗氧化效果
隨著老化過程的進(jìn)行和發(fā)展,橡膠及其制品性能會(huì)逐漸降低以致完全失去使用價(jià)值。為了延長(zhǎng)橡膠制品的使用壽命,就要在橡膠中配入一些能抑制老化過程的物質(zhì),從而延長(zhǎng)橡膠及其制品的貯存期和使用壽命。這些物質(zhì)稱為防老劑。 [1]