1。2。1 抗氧剂的作用机理

不同种类的抗氧剂通过不同的机理可以有效的抑制高分子材料的老化。抗氧剂作用机 理主要分为以下几类：

1。 自由基链终止剂：这类抗氧剂主要是通过有自由基反应生成稳定化合物，使自由基 失去活性，起到阻止材料氧化的效果。主要包括酚类抗氧剂和胺类抗氧剂两大类；这类抗 氧剂根据和自由基反应的机理不同还可以继续细分为：氢给予体、电子给予体和自由基捕 获剂三种情况。

（1）氢给予体：这一机理是通过抗氧剂分子链上的羟基或氨基和聚合物老化时产生 的自由反应，把羟基或氨基上的氢原子通过反应转移到聚合物分子链中产生的自由基上， 使这些由于老化产生自由基变成稳定的化合物。这两类基团可以通过如下化学方程式将氢 原子转移到容易发生氧化的 R·或 ROO·自由基上形成稳定的 RH 和 ROOH 基团。

ArOH + R· →ArO·+RH （式 1-1）

其中 Ar 为芳基。

（2）电子给予体：这一抗氧化机理适用于胺类抗氧剂中的叔胺类抗氧剂，这类抗氧 剂分子中的 N 原子上没有氢原子连接，因此不能作为氢给予体类机理的抗氧剂使用，但是 分子中的 N 原子可以将原子上的电子转移到聚合物由于老化产生的自由基上，是自由基失 去活性，不能够在发生链增长反应，达到聚合物抗老化的目的。

（3）自由基捕捉剂：这类抗氧剂的作用机理是直接与活性自由基结合形成稳定的分 子。如下化学方程式：

ArO· + R· → ArOR （式 1-2）

2。 过氧化物分解剂：这类抗氧剂主要是将主抗氧剂与聚合物自由基反应生成的氢过氧 化物分解，抑制由于氢过氧化物的存在可能使聚合物进一步老化的趋势。这类抗氧剂又被 称作为辅助抗氧剂，主要有硫代类抗氧剂和亚磷酸脂类抗氧剂[5]。

3。 金属离子类抗氧剂：这类抗氧剂也是通过使聚合物和主抗氧剂形成的氢过氧化物分 解而达到抗氧化目的一种抗氧化机理。本论文中使用的是铜盐抗氧剂，另外还有铁、锰等 离子络合形成的抗氧剂。

1。2。2 抗氧剂的分类

塑料常用的抗氧剂一般分为以下几类：受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫代类及铜盐 抗氧剂。

图 1-1 受阻酚类抗氧剂 图 1-2 硫代类受阻酚抗氧剂

受阻酚类抗氧剂是塑料材料使用的主抗氧剂，是防止聚合物降解的有效途径[6]，其主 要机理都是作为氢给予体，将氢原子转移到 R˙或 ROO˙自由基上形成稳定的 RH 和 ROOH 基团，以阻止聚合物的老化。这类抗氧剂以其毒性低、色泽污染小、相容性强等优点，经 常用作商用塑料的抗氧剂,可以是材料具有良好的抗氧化性能和耐高温性能[7]，有取代芳胺 的趋势[8]。受阻酚类抗氧剂又可以继续细划分为单酚、双酚、多酚以及硫代受阻酚类抗氧

剂等多种品种。其中硫代受阻酚类这类抗氧剂对高分子材料产生双重抗氧化效果，单一的 这类抗氧剂既可以通过自身产生协同作用，提高材料的抗氧化性能。

图 1-3 芳胺类抗氧剂 图 1-4 亚磷酸脂类抗氧剂

胺类抗氧剂的作用机理和受阻酚类抗氧剂类似，是材料的主抗氧剂，这类抗氧剂对于 材料的抗氧化效果较好，但容易使材料着色，一般用于橡胶工业。

亚磷酸酯抗氧剂作为辅助抗氧剂，一般与主抗氧剂（芳胺类或受阻酚类抗氧剂）混合 使用。其主要作用机理是作为氢分解剂通过自身分子中的磷原子化合价的变化，使材料中 高活性的氢过氧化物分解，还可以用来终止自由基链，抑制材料的热氧老化[9-11]。