抗氧剂的研究与发展现状最新解析
2008/11/12/09:22 来源：中商情报网
大多数工业有机材料无论是天然的还是合成的都易发生氧化反应，如塑料、纤维、橡胶、粘合剂、润滑油以及食品和饲料等都具有与氧反应的性质。和氧反应后物质就会失去原有的有益属性。燃料油氧化会产生沉淀，堵塞机器阀门或油管，致使发动机不能正常工作，酸性的氧化产物又会加快机器腐蚀速度，并使燃料油提前点火。润滑油氧化会造成粘度增加并产生凝胶和杂质，同样也会加快设备的腐蚀和磨损。食品和饲料氧化会腐败变质，失去原有风味。哺乳动物体内氧化所形成的脂蛋白及其缔合物是动脉硬化等疾病的罪魁祸首。
为了设法抑制、阻止或延迟氧化现象的发生，寻找出了一种有效、便捷、无须改变现有生产工艺的方法，即加入抗氧剂的工艺方法。
1抗氧剂的分类及作用机理
1.1抗氧剂分类
抗氧剂可按作用不同分为3类，即主抗氧剂、辅助抗氧剂、碳自由基捕捉剂。
(1)主抗氧剂
通常主抗氧剂能捕捉在聚合物老化中生成的含氧自由基(·OH，RO·，ROO·)和碳自由基(但效果差)，从而终止或减缓热氧老化的化合物产生。
(2)辅助抗氧剂
它是一类能够将热氧老化链反应中生成的聚合物经过氧化物分解，使之生成失去活性的化合物而不是具有活性的自由基，从而终止或减缓热氧老化的产生。由于它与主抗氧剂常有协同效应，并只在与抗氧剂并用时才能发挥最大效果，故通称辅助抗氧剂。
(3)碳自由基捕捉剂
它可以将聚合物热氧老化的链反应终止在萌芽状态，故有很好的抗热氧老化效果，特别在与传统的自由基捕捉剂并用时效果更好。
1.2抗氧剂的作用机理
抗氧剂的作用机理示意见图1。
图1
由图1可见，主抗氧剂(自由基捕获剂)的加入可用于切断链的增长，防止更多的聚合物分子降解；辅助抗氧剂的加入能除掉自由基产生的根源，减少自由基的生成，从而提高了聚合物的热氧稳定性。
2分子结构及分子量对抗氧剂的影响
2.1分子结构对抗氧剂的影响
抗氧剂的分子结构见图2。
图2
2.1.1邻位基团RI，112的影响(1)如果R1，R2体积较大，则苯环与羟基不易处于同一平面上，妨碍了氧原子的P轨道上的电子与苯环上的电子共扼，使取代酚分子丧失了因共振作用产生的稳定效果，结果是使羟基H容易脱离。(2)当R1，R2体积过大时，也会因为空间的阻碍使得自由基不易与羟基接近，从而不易起捕捉自由基的作用。因此趴，R2不宜太大。近年来研究表明，R1，R2为t-Bu时，其抗氧剂效率最高，原因是较大体积的t-Bu对酚羟基的立体保护作用，故大部份受阻酚抗氧剂都是2,6位为叔丁基取代的。但最近研究发现酚羟基邻位上具有一个甲基和一个叔丁基的半受阻酚结构抗氧效果更好。一方面叔丁基的空间位阻足以对酚羟基提供保护，另一方面邻位上甲基基团的抗氧反应速率更快，因此增加了抗氧活性。而且在耐NOx着色与硫酯类辅助抗氧剂协同稳定化方面更具优势。
2.1.2对位基团R3的影响羟基上H脱离的难易在很大程度上受R3的影响。(1)当R3为吸电子基团，如NO2，COOH时，羟基H的脱离较无取代基时容易。(2)当R3为供电子基团，如Me，t-Bu时，羟基H的脱离较无取代基时容易。(3)R3为长链的烷基时，有利于改进相容性，从而提高抗氧剂的效率。
2.1.3分子结构与相容性当Rl，R2，R3为烷基或与聚合物结构相似的基团时，能增加抗氧剂与聚合物的相容性。
2.2分子量对抗氧剂的影响
高分子材料在空气中于220-350t热加工时，必须用抗氧剂来防止加工过程中的氧化。因此，所用抗氧剂的热稳定性是非常重要的。近年来研究表明，提高分子量是改进抗氧剂热稳定性及其效率的重要手段。但并不是分子量愈大愈好，而是存在着理想的分子量。具有理想分子量的抗氧剂其效率最高。经多
抗氧剂发展动态
