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主要抗氧化劑的結構和抗氧化作用

2022-05-20 10:13:12

胺和酚類抗氧劑的分子中含有活性氫原子。該H原子在高分子鏈中比H更為活躍,可與分解的大分子鏈自由基R?或roo?結合,破壞鏈的生長并起到抗氧化劑的作用。

例如,抗氧化劑A和roo相互作用后會破壞roo,

這個反應產生了一種新的抗氧化劑a自由基。這種新的自由基是否能在鏈式反應中發生反應,是判斷一種化合物是否能促進氧化或起到抗氧化劑作用的關鍵。新的自由基活性高,能引起新的鏈式反應;活性低的自由基只能與另一個自由基結合,終止連鎖反應,生成相對穩定的化合物。

這種抗氧化劑分子終止了兩鏈自由基的反應。


酚類抗氧劑也容易與鏈自由基相互作用,去除氨原子,終止鏈自由基的鏈式反應,同時產生苯酚

苯氧自由基也與苯環處于同一體系,相對穩定,活性較低。它不能引發鏈式反應,但可以終止另一個鏈自由基。


根據以上討論,可以得出結論,一種有效的抗氧化劑應該具有以下結構。


它有一個活躍的H原子,比高分子主鏈上的H原子更活躍。胺和酚含有這樣的氫原子。在苯環的鄰位和對位引入給電子基團(如烷基、烷氧基等),可以削弱胺和酚類抗氧劑的N-H和C-H鍵的極性,更容易釋放H原子,從而提高鏈終止反應的能力。


抗氧化自由基的活性應較低,以減少聚合物鏈起始的可能性,但它可能參與鏈終止反應

隨著抗氧劑分子粗度體系的增加,抗氧劑的效果得到改善。由于共滾體系越大,自由基單電子的離域度越大,自由基越穩定,因此不會成為起始自由基。


抗氧化劑本身應該很難氧化,否則會被氧化破壞。

氧自由基的增加增加了氧自由基的穩定性,可以增加氧自由基對相鄰苯酚的攻擊,從而提高氧自由基的穩定性。


此外,聚合物材料通常在較高溫度下加工和成型??寡趸瘎┑膿]發性太高,消耗量大。因此,通常采用增加抗氧化劑含量的方法來提高沸點,降低高溫下的揮發性。增加組分的量,一是增加取代基,二是增加含量。就是增加芳香環的數量。因此,常見的抗氧化劑是分子量大、結構復雜的化合物??寡趸瘎┻€與聚合物化合物具有良好的相容性,并在聚合物材料中具有良好的分散性。

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