一、什么是抗氧劑
抗氧劑是一類化學(xué)物質(zhì),當其在聚合物體系中僅少量存在時,就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進行,從而阻止聚合物的老化并延長其使用壽命,又被稱為“防老劑”。
廣義上說,多數(shù)弱還原劑都是抗氧化劑,只是根據(jù)不同的工業(yè)用途選取合適的。有較高化學(xué)、物理穩(wěn)定性的,或是低毒性的弱還原劑,都可以巧妙的運用于配方中作為抗氧化劑。例如:檸檬酸是有弱還原性的有機酸,我們可以將其運用于飲料配方中起著抗氧化劑的作用;食品擺放時間長了容易氧化變質(zhì),可以加入少量抗氧劑來延長它們的儲存時間;塑料、合成纖維和橡膠等高分子材料容易發(fā)生熱氧降解反應(yīng),加入抗氧劑可以保持高分子材料的優(yōu)良性能,延長使用壽命等等。
有機化合物的熱氧化過程是一系列的自由基鏈式反應(yīng),在熱、光或氧的作用下,有機分子的化學(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)一系列的自由基鏈式反應(yīng),導(dǎo)致有機化合物的結(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,阻止鏈式反應(yīng)的進行。能消除自由基的抗氧劑有芳香胺和受阻酚等化合物及其衍生物,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化合物,稱為輔助抗氧劑。
二、抗氧劑的種類
1、芳香胺類抗氧劑
芳香胺類抗氧劑,又稱為橡膠防老劑,是生產(chǎn)數(shù)量最多的一類,這類抗氧劑價格低廉,抗氧效果顯著,但由于使制品變色,限制了它們在淺色和白色制品方面的應(yīng)用,主要用在塑料、合成纖維、乳膠、石油制品、食品、藥物和化妝品中。重要的芳香胺類抗氧劑有:二苯胺、對苯二胺和二氫喹啉等化合物及其衍生物或聚合物,可用在天然橡膠、丁苯橡膠 、氯丁橡膠和異戊橡膠等制品中。
2、受阻酚類抗氧劑
受阻酚類抗氧劑是一些具有空間阻礙的酚類化合物,它們的抗熱氧化效果顯著,不會污染制品,發(fā)展很快。這類抗氧劑的品種很多,重要的產(chǎn)品有:2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、雙(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)硫醚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯等。這類抗氧劑主要用在塑料、合成纖維、乳膠、石油制品、食品、藥物和化妝品中。
3、輔助抗氧劑
硫代二丙酸雙酯是一類輔助抗氧劑,常與受阻酚類抗氧劑并用,效果顯著,如:硫代二丙酸雙酯,常與受阻酚類抗氧劑并用,效果顯著,主要產(chǎn)品有:雙十二碳醇酯、雙十四碳醇酯和雙十八碳醇酯。
亞磷酸酯也是輔助抗氧劑 ,主要產(chǎn)品有:三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯等。
三、抗氧劑的作用機理實例
圖片來源:志一化工