受阻酚抗氧劑的特性

作者：小曉日期： 2024-11-27 點擊量：文字大小：大中小

受阻酚抗氧劑的特性

受阻酚抗氧劑是目前市場上應用最廣泛的一種，是一種自由基俘獲型抗氧劑。這種抗氧化劑可以捕集有機物分解過程中產生的自由基，以防止后續(xù)的一系列自由基鏈式反應，從而避免有機物的分子降解和泛黃。目前主要的抗氧劑有1010、1076、1098等，它們廣泛的應用于塑料、涂料、橡膠、纖維、熱熔膠等，來延長產品或材料的使用壽命。

一、受阻酚抗氧劑的特性介紹

受阻酚抗氧劑是苯環(huán)上有羥基，羥基的一側或兩側有取代基的化合物。酚羥基上的氫原子很容易解離，與過氧化物自由基、烷基和羥基自由基結合，在相鄰羥基取代基的協(xié)同作用下阻止氧化反應，達到抗氧化作用，促進電子活化。例如，抗氧劑264的羥基兩側有兩個很強的空間位阻基團-叔丁基，因此具有很強的抗氧化能力，在中端基酚類抗氧劑的誘導期比亞磷酸酯長，在二磷酸酯中端基酚類抗氧劑的抗熱氧化性更好。

酚類抗氧劑作為氫供體，是應用最廣泛的抗衰老添加劑。在苯酚作為抗氧劑的反應機理中，最關鍵的反應是過氧化物自由基從苯酚中捕獲氫生成氫過氧化物和苯氧基自由基，生成的苯氧基自由基與其他過氧基自由基以不同的方式反應生成相對穩(wěn)定的產物。這些酚不僅可以保護聚合物產品在高溫下長時間的穩(wěn)定性，還能保持熔融聚合物在加工過程中的穩(wěn)定性。苯氧基的穩(wěn)定性是由2位和6位取代基的空間位阻所決定的。

在室溫下，苯氧基自由基不從聚合物主鏈上吸收氫。受阻酚類抗氧劑在長期高溫下使用時，其抗氧化效率隨取代基的增加而逐漸降低，取代基為：2,6-二叔丁基>2-叔丁基>2-叔丁基-6-甲基>2，6-二甲基。受阻酚類抗氧化劑主要與過氧化物自由基反應，但在低氧條件下，烷基自由基存活足夠長的時間被受阻酚捕獲。此時，低水平受阻酚具有更高的活性，苯酚的某些氧化產物可能導致聚合物變色，形成的色團是苯酚結構參與反應的直接結果。通過選擇含有特殊結構的酚類抗氧化劑和使用合適的穩(wěn)定劑，可以最大限度地減少這種變色。此外，受阻酚類抗氧化劑可能還會與空氣中的氧氣發(fā)生反應形成發(fā)色團，這種被稱為氣熏反應。

有研究發(fā)現(xiàn)，半受阻酚抗氧劑與全受阻酚類抗氧劑相比，具有一定的抗氣熏效果。與傳統(tǒng)抗氧劑相比，半受阻酚類抗氧劑由于其羥基鄰位取代基的空間位阻（多為甲基）小，特別是與硫酯等輔助抗氧劑的氫鍵締合，協(xié)同作用顯著，表現(xiàn)出更加優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗變色性，是酚類抗氧化劑的一大趨勢。具有官能團（如硫原子）的主輔抗氧化劑、抗遷移揮發(fā)損失的高分子量抗氧化劑、具有雙鍵或其他反應性基團的反應性抗氧化劑、天然環(huán)?？寡趸瘎┑榷际鞘茏璺宇惪寡趸瘎┪磥淼陌l(fā)展重點。

二、受阻酚抗氧劑未來特性的發(fā)展

受阻酚類抗氧劑是苯環(huán)上-OH的一側或兩側有取代基的化合物。在受阻酚類抗氧化劑的存在下，一個過氧化物自由基會從聚合物中捕獲一個質子，中斷這一系列自由基反應，這是自動氧化的控制步驟。當加入受阻酚抗氧化劑時，它們比那些聚合物更容易提供質子，即提供更有利的反應來形成苯氧基自由基，這使得聚合物不進一步氧化的穩(wěn)定的。

1、含鄰位-α-氫原子取代基的酚類抗氧劑的研制

叔丁基取代基通常被認為是酚類抗氧化劑的優(yōu)良鄰對位取代基，而每個苯酚基團最多能捕獲兩個過氧自由基，捕獲的自由基數(shù)量隨自由基捕獲率的增加而減少。因此，當苯酚自由基的數(shù)目大于2時，被認為不可能捕獲更多的自由基。

2、鄰烯丙基苯酚抗氧劑的研究進展

烷基和過氧化物自由基在有機材料的實際降解中起著重要作用。例如，塑料薄膜的氧濃度在其厚度范圍內呈梯度變化，表面氧濃度高，過氧化物自由基在自動氧化過程中起主要作用，在內部氧濃度較低時，主要參與降解過程的是烷基。但是，一個通常，烷基反應太快而不易被捕獲，當它們遇到氧氣時，它們會繼續(xù)引發(fā)自氧化鏈式反應。日本的研究發(fā)現(xiàn)了一種捕獲烷基的新方法，他們稱之為“鄰位取代基效應”，在此基礎上，他們開發(fā)了具有鄰烯丙基苯酚結構的抗氧化劑。

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