有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应,在热、光或氧的作用下,有机分子的化学键发生断裂,生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应,也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应,导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基,或者促使氢过氧化物的分解,阻止链式反应的进行。能消除自由基的抗氧剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其物,称为主抗氧剂;能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物,称为抗氧剂。
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”。
大多数防老剂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进行分类,如按防老剂的化学结构分类,可分为如下几类:
胺类防老剂的防护效果为,也是发现早、品种多的一类。
有机钼化合物是一类重要的过氧化物分解型抗氧剂,也能有效地降低油品的摩擦因数。如二异辛基二硫代磷酸钼是一种油溶性好,减摩抗磨效果显著的润滑油添加剂,它是调制内燃机磨合油的主要组分;也可应用于齿轮油、液压油、曲轴箱油和金属加工用油中,起到减少摩擦、降低磨损的作用。近年来,燃油经济性已经成为国际性的热点问题,减少摩擦和提高抗氧化性能明显地体现在地区新一代油品规格中。如氨基甲酸钼抗氧剂具有的减摩性能,可帮助内燃机油通过新规格节能台架试验;钼氨络合物具有良好的抗氧化性能和的减摩性能,Shigeki Matsui等用长链烷基钼氨络合物0.02%(以钼质量分数计)调制出一种摩擦因数低、磨斑直径小、清净性十分良好的润滑油。
受阻类抗氧剂是一些具有空间阻碍的类化合物,它们的抗热氧化效果显著,污染制品,发展很快。
抗氧剂,代二双酯是一类抗氧剂,常与受阻类抗氧剂并用,效果显著
商品名为防老剂NBC,外观为深灰色粉末,熔点不低于83℃,不污染、易分散、为优良的抗臭氧剂。可用于耐热、耐大气老化、抗屈绕龟裂的橡胶中。在氯丁橡胶、氯醚橡胶中能提高耐热性、热稳定性。适用于氯丁、氯醚、氯化聚乙烯、丁腈橡胶、丁苯橡胶等合成橡胶,用量为1~2份。
由于每一种防老剂的防护作用都有局限性,而橡胶制品在实际使用中的老化又是受多种因素影响的结果,所以在选择防老剂时应注意下列几点:
(1)由于每种防老剂不同的特点,而且不同胶料配方的老化性能不同。因此,对某一橡料有效的防老剂,可能对另一橡料无效甚至有害。所以,对防老剂选用根据各种橡料的老化性能、防老化要求以及各种防老剂的特性统筹考虑、合理选择。
(2)当一种防老剂难以满足要求时,应采用两种或多种防老剂并用,使其产生协调作用,确保防老化效果。
(3)有些防老剂对橡皮有着色作用和污染现象。一般来说,酚类防老剂防护作用差,但不污染或污染很小。而防护作用较高的胺类防老剂,都会使橡皮污染,变色严重。这些矛盾在选用时应统筹考虑。
(4)防老剂用量不可超过在橡胶中的溶解度,以防止喷霜,污染橡皮表面质量。
(5)胺类防老剂对橡料焦烧有不良影响;酚类防老剂能延迟硫化,在选用时应当注意。