抗氧剂

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抗氧剂

指导老师：马 睿 组 员：张作录 沈 平 金 广1

抗氧剂

抗氧剂

1. 抗氧剂概述2. 抗氧剂的作用机理 3. 抗氧剂的分类及应用 4.抗氧剂的发展趋势 5.国内抗氧剂发展现状2

抗氧剂

1.抗氧剂的概述

老化：高分子材料在加工、贮存和使用过程中，其性能往往会发 生变化而失去应有价值。这种现象成为高分子材料的老化

高分子老化的因素内因:主要由聚合物本 外因：如光照，辐射、 身的分子结构、聚合 环境中的氧、臭氧、 物材料加工以及添加 水的作用，油、微生 剂的各种助剂影响 物等

抗氧剂

1.抗氧剂的概述加入的物质主要用来 防止高分子材料氧化 老化的物质

抗氧剂

稳定化助剂 (防老剂)

添加一种或多种化学 物质来抑制或者延缓 老化过称的发生以提 高其稳定性，这类化 学物质统称为防老化 剂

热稳定 剂

防止热老化

光稳定 剂

防止光老化

抗氧剂

2.抗氧剂的作用机理

1.聚合物的自动氧化降解机理2.抗氧剂的作用机理 3.抗氧剂的氧化能力的影响因素 4.抗氧剂的协同作用

抗氧剂

2.1 聚合物的自动氧化降解机理

抗氧剂

2.1 聚合物的自动氧化降解机理受热、光照 加工过程中的剪切等

R-H

能量

R.

R.+O2 ROO. ROO. + R-H R. + ROOH ROOH RO. + .OH RO. + .OH + 2R-H 2R.2ROO. R· +R· RO-OR + O2 R-R7

抗氧剂

2.1 聚合物的自动氧化降解机理

链引发

链增长

链终止

抗氧剂

2.1 聚合物的自动氧化降解机理

自动氧化反应对材料性能的影响

抗氧剂

2.2 抗氧剂的作用机理

抗氧剂的作用机理阻止 阻止 提高 性能

由上述的自动氧化反应可以清楚地发现:链增长的中间产物有 1.自由基(R · ROO · RO · HO · , , , ) 2.氢过氧化物(ROOH)

抗氧剂

2.2 抗氧剂的作用机理氧化降解过程

抗氧剂稳定 化过程

根据上述机 理抗氧剂可 分为两类

1.主抗氧剂(链终止型):是俘获自由基(R· 、 ROO· 使其不再参与自由基链式反应 ), 2.辅助抗氧剂(预防型抗氧剂):分解氢过氧化 物,(ROOH), 使其成为无害的产物。

抗氧剂

2.2.1 主抗氧剂的作用机理2.2.1 主抗氧剂氢给予体 自由基捕获剂 电子给予体

仲芳胺和受阻酚

醌、多核芳烃等

情况较少

主抗氧剂通过与高分子材料中产生的自由基反应达到抗氧化的 目的

抗氧剂

2.2.1 主抗氧剂的作用机理(1)氢给予体 AH终止型抗氧剂，AH为氢的给予体，其必须有活泼氢与聚 合分子RH竞争，并争夺ROO·

ROO· +RH ROO· +AH

ROOH+R· ROOH+A·

只有AH中的H比 RH中的活泼，才 能阻止反应1自 由基链增长，达 到抗氧化性能

抗氧剂BHT13

抗氧剂

2.2.1 主抗氧剂的作用机理一般来说，氢越活泼，当与自由基发生氢交换反应生成的 自由基越稳定，而稳定的自由基可以作为自由基捕获剂捕 获高分子中因氧化产生的自由基，从而

进一步提高其氧化 能力。酚类自由基处于稳定 共振态, 反应活性小。 通过苯环的共振进一 步与自由基反应变成 最终的稳定结构

抗氧剂

2.2.1 主抗氧剂的作用机理 (2).自由基捕获剂此类抗氧剂与自由基反应使其不能再 引发链反应的物质。常见的有醌、多 核芳烃等。

醌作为自由基捕获剂

某些稳定的自由基也可以作为自由基捕获 剂，它只能与活泼的自由基反应，不能与 高分子材料发生夺氢或与双键等反应。

抗氧剂

2.2.1 主抗氧剂的作用机理

(3)电子给予体在链终止型抗氧剂中属于电子给予体的情况比较少。常见 的有叔胺抗氧剂 R2N+ROO·· ·

R3N+ROO:-

· +

叔胺抗氧剂不是稳定自由基，所以不能捕获自由基 在氮原子上没有氢，不是氢给予体，其抗氧作用是其电子 转移造成的。