抗氧剂的分类与作用机理

抗氧剂是一类化学物质，当其在聚合物体系中仅少量存在时，就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行，从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命，又被称为“防老剂”。其能延缓或阻止氧化或自氧化过程的物质称为抗氧剂，美国食品药物管理局（FDA）的定义所谓抗氧剂是指“作为延滞因氧化所引起的劣变、酸败、或变色的物质”。油脂和油脂食品防止酸败，石油产品如汽油、润滑油等防止粘度改变和沉淀生成，聚合物如塑料、橡胶和合成纤维等防止老化都必须加入抗氧剂。

抗氧剂能够减缓高分子材料自动氧化反应速度，抗氧剂除了在塑料、橡胶中应用外，也广泛用于石油产品、油脂及食品工业中，以防止燃料油、润滑油酸度和粘度上升及油脂、肉类和饲料的酸败。

抗氧剂分类

芳香胺类抗氧剂

芳香胺类抗氧剂，又称为橡胶防老剂，是生产数量最多的一类，主要用在橡胶制品中，这类抗氧剂价格低廉，抗氧效果显著，但由于使制品变色，限制了它们在浅色和白色制品方面的应用。重要的芳香胺类抗氧剂有：二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉等化合物及其衍生物或聚合物。代表性的产品有 N-异丙基-N′-苯基对苯二胺（见结构式a）。产品为灰色至紫色结晶，熔点为 70℃以上，可用在天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶和异戊橡胶等制品中。

受阻酚类抗氧剂

受阻酚类抗氧剂是一些具有空间阻碍的酚类化合物，它们的抗热氧化效果显著,不会污染制品,发展很快。这类抗氧剂的品种很多,重要的产品有：2,6-三级丁基-4-甲基苯酚(b),双（3,5-三级丁基-4-羟基苯基）硫醚(c)和四［β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸］季戊四醇酯(d)等。四［β-（3,5-三级丁基-4-羟基苯基）丙酸］季戊四醇酯是聚烯烃的优良抗氧剂。受阻酚类抗氧剂主要用在塑料、合成纤维、乳胶、石油制品、食品、药物和化妆品中。

辅助抗氧剂

硫代二丙酸双酯是一类辅助抗氧剂，常与受阻酚类抗氧剂并用，效果显著。主要的产品有：双十二碳醇酯、双十四碳醇酯和双十八碳醇酯。亚磷酸酯也是辅助抗氧剂，主要的产品有：三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三（十六碳醇）酯等，和主抗氧剂配合使用，效果也很好。

作用机理

1、使用断链式抗氧剂的聚合物的稳定性。

对抗氧剂干预链反应活性种反映机理，即段链式施主机理(CB-D)和段链式受体机理(CB-A)

CB-D机理的典型是过氧化只有基团与抑制剂如酚类，其次是芳香胺类之间的反应。从抑制剂AH中生出来的只有基可以按反应式(1-43)那样消灭一个过氧化物基团PO2。

2、使用预抗氧剂的高聚合物的稳定性

预防性或助抗氧剂可分解氢过氧化物，而不形成自由基中间产物，因此，它们可防止由氢过氧化物分解为自由基是所导致的链的支化。

3、抗氧剂之间的协同作用

一个十分有名的例子就是双肉桂酰基硫代双丙酸脂(DLTDP)或是双硬脂酰基硫代双丙酸脂(DSTDP)与有空间位阻的酚类，在某些高聚物热稳定性方面的应用。另一个有关协同作用的很重要的例子，是在提高聚烯类的熔体稳定性时，见有空间位阻的酚类与亚磷酸脂复合作用。