抗氧剂协同作用机理
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抗氧剂又称抗氧化剂。
能抑制或延缓塑料在制造、加工、应用和贮存中,因受热、光、机械应力、电场、辐射及添加剂中所含重金属离子等因素所引起的塑料及制品外观和内在性能的劣化作用。
其种类繁多。
按化学结构可分为酚类、胺类、含磷化合物、含硫化合物和有机金属盐等5大类。
根据不同的作用机理,酚类和胺类又称为主抗氧剂,含磷和硫的化合物又称为辅抗氧剂。
主抗氧剂的作用是捕获氧化降解中产生的活泼自由基,从而中断链式降解反应,达到抗氧化目的。
辅助抗氧剂的作用是将氧化降解的中间产物分解为非自由基产物。
通常,主、辅抗氧剂并用,通过相互的协同效应达到*的抗氧化效果。
抗氧剂研究的主要方向是提高抗氧效率、持久性和相容性。
近年来出现了大分子量(500~1000)抗氧剂,分子内除含有抗氧基团外,还有庞大的辅助基团,借助增大分子量来提高抗氧持久性。
此外,还有反应型抗氧剂,能在塑料制造和加工过程与合成树脂组分发生化学反应,有*性抗氧剂之称。
受阻酚类抗氧剂作用及发展方向受阻酚类抗氧剂多用于塑料制品,与亚磷酸酯、硫醚等辅助抗氧剂显示协间效果。
有代表性的品种有2,8一二叔丁基-4一甲基苯酚、抗氧剂lU1U、抗氧剂lU6等。
下面随小编去了解下受阻酚类抗氧剂吧!一、受阻酚类抗氧剂作用抗氧剂之间复配使用常发生2种效应:协同效应和反协同效应。
合并使用2种或2种以上的抗氧剂,若比单独使用一种的效果好,称为协同效应;若比单独使用一种的效果差,称为反协同效应。
协同作用包括分子间的协同和分子内的协同作用,其中分子间的协同又分为以下2种:(1)均协同作用(ho—mo-synergism),是指抗氧化机理相同的抗氧剂之间的协同作用;(2)非均协同作用(heter-synergism),是指抗氧化机理不同的抗氧剂之间的协同作用。
分子内的协同又称为自协同作用(auto—synergism),它是指一种抗氧剂含有多个官能团,彼此间有协同作用。
二、受阻酚类抗氧剂发展方向1高相对分子质量化聚合物材料通常在高温条件下加工与应用,因此要求抗氧剂必须具有良好的热稳定性。
由于高分子化合物具有挥发性低、耐抽提,尤其是耐较高温等优点,所以用增加抗氧剂的相对分子质量来提高其热稳定性的方法是最近抗氧剂研究的一个新趋势。
但并不是相对分子质量越大越好,因为氧化主要发生在制品表面,当表面抗氧剂消耗尽时,制品内部的抗氧剂能否及时迁移到表面成为其发挥效能的关键,所以抗氧剂相对分子质量通常在1500以下。
高相对分子质量的抗氧剂1010比低相对分子质量的抗氧剂1076耐水解能力、耐迁移性、耐抽提性均有明显改善。
Sasaki等合成的抗氧剂GA一80便是结构较复杂、相对分子质量较高的抗氧剂,具有抗氧效果好、耐水解性强、挥发性低等优点。
2反应型抗氧剂抗氧剂除了发挥稳定化作用而消耗外,还会在光、热等作用下变质或与化学物质反应,在制品使用过程中发生分子迁移和被溶剂萃取出而损耗,从而降低了抗氧剂的效率。
为此,人们希望能开发一类永久性稳定剂,即反应型抗氧剂,它能与单体一起聚合,将受阻酚基团接枝到聚合物链上,成为聚合物的一部分,合成聚合型抗氧剂,从而解决抗氧剂挥发、抽出、迁移等缺陷。
综述受阻酚类抗氧剂在几种使用情况下的协同作用机理聚合物稳定化助剂种类繁多,功能各异。
但大量研究结果表明,不同类型,甚至同一类型、不同品种的抗氧剂之间都有可能存在协同或对抗作用。
汽巴精化(Ciba—Geigy)公司开发的Irganox B系列复合型抗氧剂的研究表明,抗氧剂之间复配得当,不仅可以提高产品性能,增强抗氧效果,还可降低成本;但如果搭配不当,不但起不到抗氧作用,可能还会加速聚合物的老化。
受阻酚类抗氧剂以其抗氧效果好、热稳定性高、低毒等诸多优点近年来倍受人们关注。
但抗氧剂复配是否得当直接影响抗氧效果的好坏。
因此,研究抗氧剂复配时的作用机理显得尤为重要。
近年来,世界各大抗氧剂的生产厂商都在致力于研究开发复合型抗氧剂,而熟知各种抗氧剂之间的协同作用机理对抗氧剂新品种开发具有重要的指导意义1受阻酚类抗氧剂的作用机理聚合物材料在高温加工或使用过程中,由于氧原子的袭击会使其发生氧化降解。
经过多年的研究发现,聚合物的A动氧化过程是一系列A由基反应过程。
反应初期的主要产物是由氢过氧化物在适当条件下分解成活性自由基,该自由基又与大分子烃或氧反应生成新的自由基,这样周而复始地循环,使氧化反应按自由基链式历程进行。
在聚合物中添加抗氧剂,就是为了捕捉链反应阶段形成的自由基R.和R00.",使它们不致引起有破坏作用的链式反应;抗氧剂还能够分解氢过氧化物RO0H,使其生成稳定的非活性产物。
按作用机理,抗氧剂可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。
主抗氧剂能够与自由基R.,ROO.反应,中断活性链的增长。
辅助抗氧剂能够抑制、延缓引发过程中自由基的生成,分解氢过氧化物,钝化残存于聚合物中的金属离子[1]。
作为主抗氧剂的受阻酚类抗氧剂是一类在苯环上羟基(~OH)的一侧或两侧有取代基的化合物。
由于一OH受到空间障碍,H原子容易从分子上脱落下来,与过氧化自由基(ROO .)、烷氧自由基(RO.)、羟自由基(.OH)等结合使之失去活性,从而使热氧老化的链反应终止,这种机理即为链终止供体机理[2]。
抗氧剂,又称防老剂,是一种对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的化学物质。
当其在聚合物体系中仅少量存在时,就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命,因而被广泛应用于橡胶、塑料、化纤高分子材料及是有化工和食品加工中。
抗氧剂的作用机理1、自由基抑制剂自由基抑制剂又称主抗氧剂,包括胺类和酚类两大系列。
胺类抗氧化剂几乎是芳香族仲胺的衍生物,主要有二芳基仲胺、对苯二胺和酮胺、醛胺等类。
它们大多具有较好的抗氧效能,但污染性较重,主要用于橡胶工业。
酚类抗氧剂主要是受阻酚类,抗氧效能一般较胺类抗氧剂弱,但没有污染性,主要用于塑料和浅色橡胶制品。
2、氢过氧化物分解剂氢过氧化物分解剂又称辅助抗氧剂,主要是硫代二丙酸酯等硫代酯和亚磷酸酯两大类。
它们主要用于聚烯烃中,与酚类抗氧剂并用,以产生协同作用。
3、重金属离子钝化剂聚合物与重金属接触受重金属离子的催化作用会产生降解反应,如电缆料的芯线是铜,常引起铜害,因而需添加铜离子钝化剂。
酰肼类、肟类、醛胺缩合物等都是重金属离子钝化剂。
抗氧剂的常见类型抗氧剂是配合到聚合物树脂中,旨在抑制或延缓氧化降解过程的稳定化助剂。
目前常用抗氧剂如下。
1、抗氧剂1010抗氧剂1010是受阻酚类抗氧剂的重要品种,化学名称叫四[3-3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基]丙酸丁季戊四醇酯,它挥发性小,与树脂相容性好,可适用于聚烯烃、ABS、聚酰胺等,它对聚丙烯等易老化树脂的稳定效果尤佳。
2、抗氧剂DLTDP抗氧剂DLTDP,化学名称叫硫代二丙酸二月桂酯,DLTDP为辅助抗氧剂,并且常和受阻酚主抗氧剂配合使用。
但它在稳定化中释放出酸性组分,与受阻胺光稳定剂并用时产生对抗效应,降低光稳定效果,但与紫外线吸收剂有协同稳定性。
3、抗氧剂DSTDP抗氧剂DSTDP,化学名称叫硫代二丙酸二硬脂醇酯,为辅助抗氧剂,较DLTDP效能高,但树脂相容性差,不宜与受阻胺光稳定剂并用。
优选汽油抗氧剂提高汽油氧化安定性的相关探讨随着汽油机车的普及,汽油作为燃料也得到了广泛的应用。
然而,汽油的化学性质不稳定,容易受到氧化的影响,这导致汽油氧化后会使燃烧产物增多,使发动机工作不稳定,甚至出现爆震等问题。
因此,提高汽油氧化安定性,是十分重要的。
而抗氧剂在汽油中的应用,能够有效地抑制汽油的氧化,从而提高汽油的氧化安定性,延长其使用寿命。
一、抗氧剂的作用机理抗氧剂是一种化学物质,主要作用是在化学反应中,防止氧气与物质发生反应,从而消除或削弱氧化反应的影响。
在汽油中添加抗氧剂,主要有以下作用机理:1.抗氧剂能够与自由基发生反应,从而抑制自由基的生成和反应,达到抗氧化的目的。
2.抗氧剂能够与有机过氧化物发生反应,防止它们进一步的分解反应。
3.抗氧剂能够与金属离子发生配位作用,形成络合物,从而减少金属离子的催化作用。
二、优选汽油抗氧剂的因素选择优质的抗氧剂,在汽油中达到理想的抗氧化效果,需要考虑以下因素:1.抗氧剂的性质抗氧剂应具有良好的抗氧化性能,能够抑制氧化反应的发生,也要注意其与汽油原料或附加剂的相容性,避免出现不良的加成物,影响汽油的使用效果。
2.抗氧剂的添加量抗氧剂的添加量应根据汽油的使用条件确定,过多添加会增加成本,过少添加则无法发挥抗氧化效果。
3.抗氧剂与助剂的协同作用抗氧剂与其他附加剂的协同作用,可进一步提高汽油的性能和质量,对于保护发动机、减少排放等有重要作用。
4.经济性和可行性选择抗氧剂时,也需根据经济性和可行性等因素考虑,确保其在保证汽油品质的前提下,也是经济可行的。
三、目前应用比较广泛的抗氧剂1.双酚A双酚A具有较强的抗氧化性能,在含有过氧化物的汽油中能够有效地抑制氧化反应的发生。
2.碘化物碘化物的抗氧化性能比较突出,不仅可以抑制硫化物和过氧化物的生成,还能够减少发动机和管道中的腐蚀。
3.芳基胺类芳基胺类抗氧剂不仅能够抑制汽油的氧化反应,还能够清除发动机中的沉积物,减少排放。
化妆品中的抗氧剂与防腐剂的协同作用一、引言化妆品是现代人日常生活中必不可少的产品,其主要作用是美化肌肤,改善肌肤问题。
然而,化妆品的保质期是个不容忽视的问题。
在化妆品中,抗氧剂和防腐剂被广泛采用,它们的协同作用对于保护化妆品的稳定性和延长保质期至关重要。
二、抗氧剂的介绍及作用1. 抗氧剂的定义抗氧剂是指能够中和自由基的物质,自由基是一种具有高度活性的化学物质,会对化妆品中的活性成分以及包装材料产生破坏。
2. 抗氧剂在化妆品中的作用抗氧剂能够有效抑制氧化反应,减少氧化引发的问题,如脂质过氧化、颜色变化和气味变化等。
常见的抗氧剂有维生素C、维生素E、辅酶Q10等,它们可以稳定化妆品中的活性成分,保持高效的抗氧化能力。
三、防腐剂的介绍及作用1. 防腐剂的定义防腐剂是一类能够抑制细菌、真菌和酵母等微生物生长的物质。
化妆品中容易受到微生物污染,防腐剂的使用可以有效延长产品的保质期,更好地保护消费者的健康安全。
2. 防腐剂在化妆品中的作用防腐剂可以杀灭或抑制细菌的生长繁殖,防止产品变质和腐败。
常见的防腐剂有苯酚类、对羟基苯甲酸酯类等。
它们能够有效阻止微生物的生长,保持化妆品的质量和稳定性。
四、抗氧剂与防腐剂的协同作用1. 抗氧剂与防腐剂的互补效果抗氧剂和防腐剂通常是同时添加到化妆品中的,其互补效果可以更好地延长产品的寿命。
抗氧剂可以减少自由基的产生,从而减少了对防腐剂的需求量,延长了防腐剂的使用寿命。
同时,防腐剂也可以避免氧化反应产生的有害物质,保证抗氧剂的有效性。
2. 抗氧剂与防腐剂的配比为了达到最佳的效果,抗氧剂和防腐剂的配比需要合理选择。
过多的抗氧剂或防腐剂可能会对皮肤产生刺激或过敏,过少则无法达到延长保质期的效果。
因此,在化妆品生产中,科学合理地配比抗氧剂和防腐剂是非常重要的。
五、抗氧剂与防腐剂的安全性与监管1. 抗氧剂和防腐剂的安全性评估抗氧剂和防腐剂的安全性评估是化妆品生产的重要环节。
相关机构会通过严格的实验和临床研究来评估其在人体中的安全性,以保证化妆品使用过程中的安全性。
抗氧剂的研究与发展现状核心提示:抗氧剂的分类及作用机理,分子结构及分子量对抗氧剂的影响,抗氧剂之间的相互作用,国内外抗氧剂的现状与发展趋势,新型抗氧剂的发展趋势。
大多数工业有机材料无论是天然的还是合成的都易发生氧化反应,如塑料、纤维、橡胶、粘合剂、润滑油以及食品和饲料等都具有与氧反应的性质。
和氧反应后物质就会失去原有的有益属性。
燃料油氧化会产生沉淀,堵塞机器阀门或油管,致使发动机不能正常工作,酸性的氧化产物又会加快机器腐蚀速度,并使燃料油提前点火。
润滑油氧化会造成粘度增加并产生凝胶和杂质,同样也会加快设备的腐蚀和磨损。
食品和饲料氧化会**变质,失去原有风味。
哺乳动物体内氧化所形成的脂蛋白及其缔合物是动脉硬化等疾病的罪魁祸首。
为了设法抑制、阻止或延迟氧化现象的发生,寻找出了一种有效、便捷、无须改变现有生产工艺的方法,即加入抗氧剂的工艺方法。
1 抗氧剂的分类及作用机理1.1 抗氧剂分类抗氧剂可按作用不同分为3类,即主抗氧剂、辅助抗氧剂、碳自由基捕捉剂。
(1)主抗氧剂通常主抗氧剂能捕捉在聚合物老化中生成的含氧自由基(·OH,RO·,ROO·)和碳自由基(但效果差),从而终止或减缓热氧老化的化合物产生。
(2)辅助抗氧剂它是一类能够将热氧老化链反应中生成的聚合物经过氧化物分解,使之生成失去活性的化合物而不是具有活性的自由基,从而终止或减缓热氧老化的产生。
由于它与主抗氧剂常有协同效应,并只在与抗氧剂并用时才能发挥最大效果,故通称辅助抗氧剂。
(3)碳自由基捕捉剂它可以将聚合物热氧老化的链反应终止在萌芽状态,故有很好的抗热氧老化效果,特别在与传统的自由基捕捉剂并用时效果更好。
1.2 抗氧剂的作用机理抗氧剂的作用机理示意见图1。
下载 (122.4 KB)4 天前 06:26由图1可见,主抗氧剂(自由基捕获剂)的加入可用于切断链的增长,防止更多的聚合物分子降解;辅助抗氧剂的加入能除掉自由基产生的根源,减少自由基的生成,从而提高了聚合物的热氧稳定性。
一:碳氢化合物氧化和抗氧化作用的机制1.1润滑油的自身氧化总所周知,碳氢化合物通过自动氧化过程氧化,这个过程形成酸和油的稠化。
更严重的情况下,油泥和油漆类可能形成。
润滑效果下降,降低燃油经济性,和增加摩擦,抗氧剂是很重要的添加剂来最小化氧化的影响,机理分析如下:1.1.1油的自身氧化自由基机理[179-181],包括链引发,增长,分支,终止。
1)链引发链引发的特征是通过烃类化合的C-H、C-C的断裂产生烷基自由基,这个过程一般是在烃类暴漏在氧气氛围、则加热状态下、紫外光、机械剪应力等条件下【182】,这种均裂的难易程度有以下规律:C-H的键能和自由基的稳定性,183.苯基﹤伯﹤仲﹤叔﹤烯丙基﹤苄基。
这样的话烃类化合物如果含有叔氢和氢在碳碳双键的α位时特别容易受到氧的影响。
这个过程在室温下一般比较慢,但是通过加热或则金属催化下会大大加快(铜、铁、镍、钒、锰、钴等)。
2)链增长:增长过程包括一个不可逆的烷基自由基与氧气反应生成烷基过氧自由基。
这个反应很快,速率与自由基上的取代基有密切的关系【179】。
一旦形成,过氧自由基可以随机与其他烃反应生成氢过氧化物(ROOH)和新的烷基自由基,基于以上机理,一个烷基自由基的形成,大量的烃类化合物会被氧化为氢过氧化物。
3)链分支:A:自由基的形成B:醛酮的形成:链分支过程开始于氢过氧化物断裂为烷氧基自己基和羟基自由基。
这个反应需要很高的活化能一般是温度大于150℃.金属则催化这个过程。
结果就是自由基可能经历以下过程a:烷氧基自由基从烃吸收氢变为醇,而烃生成新的烷基自由基b:羟基自由基通过吸收烃上的氢变成水和新的烷基自由基。
c:仲烷氧基自由基可以通过分解变为醛和和新的烷基自由基。
d:叔烷氧基自由基则降解为酮和新的烷基自由基。
以上过程对于加快润滑油的氧化过程是非常重要的,不但生成大量的烷基自由基来加速氧化过程,而且生成很多小分子的醛和酮,这个物质无疑会降低润滑油的粘度、增加润滑油的挥发性和极性。
对苯二酚抗氧剂机理
对苯二酚是一种常用的抗氧剂,被广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油脂等领域。
它的主要作用是抑制氧气与有机物质相互作用,从而延缓或避免氧化反应的发生,保护材料的质量和可靠性。
对苯二酚抗氧剂的机理主要包括以下两个方面:
1.自由基捕获作用
对苯二酚具有较强的自由基捕获作用,可以快速捕获氧气分解产生的自由基,形成稳定的自由基结构,从而阻止自由基的进一步反应。
同时,对苯二酚还可以通过与其他自由基反应,发挥协同作用,进一步增强抗氧化性能。
2.链断裂作用
对苯二酚还具有链断裂作用,可以通过与氧气反应,使氧气分解产生的自由基与负载的有机物质发生反应,从而抑制自由基的进一步生成和传递。
这种链断裂作用可以有效地延缓氧化反应的发生,提高材料的抗氧化性能。
综上所述,对苯二酚抗氧剂的机理主要包括自由基捕获作用和链断裂作用两个方面。
通过这些作用,对苯二酚可以有效地保护材料免受氧化反应的侵害,延长材料的使用寿命,提高材料的可靠性和稳定性。
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抗氧剂分类和作用机理
抗氧剂是一类能够抑制或延缓氧化反应的化学物质,广泛应用于塑料、橡胶、石油制品、食品等领域。
根据作用机理和化学结构的不同,抗氧剂可以分为以下几类:
1. 自由基捕捉剂:这类抗氧剂能够捕捉自由基,从而防止自由基引发氧化反应。
常见的自由基捕捉剂有酚类、醌类等。
2. 过氧化物分解剂:这类抗氧剂能够分解过氧化物,从而防止过氧化物引发氧化反应。
常见的过氧化物分解剂有过硫酸盐、亚硫酸盐等。
3. 金属离子螯合剂:这类抗氧剂能够与金属离子形成稳定的络合物,从而防止金属离子催化氧化反应。
常见的金属离子螯合剂有EDTA、EDDS等。
4. 紫外线吸收剂:这类抗氧剂能够吸收紫外线能量,从而防止紫外线引发的氧化反应。
常见的紫外线吸收剂有苯并三唑类、二苯甲酮类等。
5. 酶抑制剂:这类抗氧剂能够抑制酶的活性,从而防止酶催化氧化反应。
常见的酶抑制剂有磷酸酯类、硼酸类等。
总之,不同类型的抗氧剂通过不同的机制来抑制或延缓氧化反应的发生,从而延长材料的寿命和保持其质量。
抗氧剂协同作用机理嘿,朋友!想象一下,你正在厨房里准备一顿丰盛的晚餐。
你精心挑选了新鲜的食材,满心欢喜地期待着美味的成果。
这时候,你有没有想过,食材的保鲜其实和一种神秘的“魔法”有关——抗氧剂协同作用机理。
先来说说抗氧剂是啥。
这就好比是食材的“小卫士”,专门守护着它们不被氧化“伤害”。
那什么是氧化呢?你看,切开的苹果放一会儿就会变色,这就是氧化在“捣乱”。
在我们的生活中,抗氧剂可不少见。
就拿食品来说,那些让食品能够长时间保持新鲜、美味的添加剂里,往往就有抗氧剂的身影。
比如说,维生素 C 和维生素 E 就是一对常见的“抗氧好搭档”。
维生素 C 就像一个勇敢的先锋,冲锋在前,迅速地和那些氧化的“小恶魔”战斗。
而维生素 E 呢,则像是一个沉稳的后卫,巩固防线,防止氧化的进一步发展。
它们俩相互配合,协同作战,把氧化这个“敌人”打得落花流水。
这就好比一场足球比赛,维生素 C 积极跑位,主动出击,而维生素E 则稳稳地守住后防,不给氧化一丝机会。
它们之间的默契配合,是不是很神奇?再想想我们用的护肤品,里面也常常有抗氧剂。
比如说,茶多酚和辅酶 Q10 也能发挥协同作用。
茶多酚像个灵活的“游击队员”,快速应对皮肤表面的氧化威胁。
辅酶 Q10 则如同坚强的“堡垒”,从内部增强皮肤的抗氧化能力。
这就好像是两个人一起盖房子,一个人负责搬砖递材料,动作麻利;另一个人则专注于砌墙搭建,手法娴熟。
他们配合得天衣无缝,房子才能又快又好地盖起来。
抗氧剂的协同作用机理,其实就是这样一种巧妙的合作。
它们各自发挥优势,相互补充,共同为抵抗氧化这个“大坏蛋”而努力。
你可能会问,这和我们的日常生活有啥直接关系呢?关系可大啦!因为抗氧剂的协同作用,我们能吃到更美味、更健康的食物,能使用让皮肤保持年轻状态的护肤品。
所以说,抗氧剂协同作用机理可不是什么遥不可及的科学概念,而是实实在在影响着我们生活的“魔法力量”。
它让我们的生活更加美好,更加充满活力!。
硫代酯类抗氧剂作用机理
硫代酯类抗氧剂是一类常用于食品、医药和化妆品等领域的化合物,其具有显著的抗
氧化作用。
本文将介绍硫代酯类抗氧剂的作用机理,不涉及真实名称和引用。
1. 自由基捕获:硫代酯类抗氧剂具有较强的自由基捕获能力,能够与自由基发生反
应并中和其活性。
自由基在细胞内高活跃的氧化代谢过程中产生,对细胞和组织造成损害。
硫代酯类抗氧剂的自由基捕获能力可以降低自由基的浓度,从而减轻氧化应激对细胞的伤害。
2. 金属离子螯合:硫代酯类抗氧剂能够与一些金属离子形成络合物,从而抑制金属
催化的氧化反应。
金属催化氧化反应是一种重要的氧化损伤机制,硫代酯类抗氧剂的金属
离子螯合作用可以阻止这一过程的进行。
3. 抗糖化作用:硫代酯类抗氧剂还具有抗糖化作用。
糖化是指糖与蛋白质或其他生
物分子发生反应,形成高分子化合物,这些高分子化合物会引发氧化反应。
硫代酯类抗氧
剂能够抑制这种糖化反应的发生,从而减少氧化产物的生成。
4. 维持细胞内氧化还原平衡:硫代酯类抗氧剂可以参与细胞内的氧化还原反应,维
持细胞内的氧化还原平衡。
细胞内的氧化还原平衡对于维持正常的生理功能非常重要,硫
代酯类抗氧剂的作用可以防止氧化还原失衡引发的氧化损伤。
硫代酯类抗氧剂通过自由基捕获、金属离子螯合、抗糖化作用和维持氧化还原平衡等
多种机制发挥其抗氧化作用。
这些机制可以减少细胞和组织受到的氧化损伤,保护生物体
免受氧化应激的侵害。
一:碳氢化合物氧化和抗氧化作用的机制1.1润滑油的自身氧化总所周知,碳氢化合物通过自动氧化过程氧化,这个过程形成酸和油的稠化。
更严重的情况下,油泥和油漆类可能形成。
润滑效果下降,降低燃油经济性,和增加摩擦,抗氧剂是很重要的添加剂来最小化氧化的影响,机理分析如下:1.1.1油的自身氧化自由基机理[179-181],包括链引发,增长,分支,终止。
1)链引发链引发的特征是通过烃类化合的C-H、C-C的断裂产生烷基自由基,这个过程一般是在烃类暴漏在氧气氛围、则加热状态下、紫外光、机械剪应力等条件下【182】,这种均裂的难易程度有以下规律:C-H的键能和自由基的稳定性,183.苯基﹤伯﹤仲﹤叔﹤烯丙基﹤苄基。
这样的话烃类化合物如果含有叔氢和氢在碳碳双键的α位时特别容易受到氧的影响。
这个过程在室温下一般比较慢,但是通过加热或则金属催化下会大大加快(铜、铁、镍、钒、锰、钴等)。
2)链增长:增长过程包括一个不可逆的烷基自由基与氧气反应生成烷基过氧自由基。
这个反应很快,速率与自由基上的取代基有密切的关系【179】。
一旦形成,过氧自由基可以随机与其他烃反应生成氢过氧化物(ROOH)和新的烷基自由基,基于以上机理,一个烷基自由基的形成,大量的烃类化合物会被氧化为氢过氧化物。
3)链分支:A:自由基的形成B:醛酮的形成:链分支过程开始于氢过氧化物断裂为烷氧基自己基和羟基自由基。
这个反应需要很高的活化能一般是温度大于150℃.金属则催化这个过程。
结果就是自由基可能经历以下过程a:烷氧基自由基从烃吸收氢变为醇,而烃生成新的烷基自由基b:羟基自由基通过吸收烃上的氢变成水和新的烷基自由基。
c:仲烷氧基自由基可以通过分解变为醛和和新的烷基自由基。
d:叔烷氧基自由基则降解为酮和新的烷基自由基。
以上过程对于加快润滑油的氧化过程是非常重要的,不但生成大量的烷基自由基来加速氧化过程,而且生成很多小分子的醛和酮,这个物质无疑会降低润滑油的粘度、增加润滑油的挥发性和极性。
抗氧剂697原理引言:随着现代生活方式的改变以及环境污染的加剧,人们对于健康的关注度越来越高。
而抗氧剂作为一种重要的保健品,受到了广大消费者的青睐。
本文将以抗氧剂697为例,探讨其原理及其在人体中的作用。
一、抗氧剂的定义与分类抗氧剂是一种能够抑制或延缓氧化反应的物质,通过捕捉自由基,减少氧化应激对细胞的损伤。
根据其化学性质和来源,抗氧剂可以分为天然抗氧剂和合成抗氧剂。
天然抗氧剂主要包括维生素C、维生素E、类黄酮等,而合成抗氧剂则包括BHT、BHA、TBHQ等。
二、抗氧剂697的原理抗氧剂697是一种合成抗氧剂,具有很高的抗氧化能力。
其原理主要包括两个方面:1. 捕捉自由基:抗氧剂697可以与自由基发生反应,从而稳定自由基,防止其进一步攻击细胞结构。
自由基是一种具有非常活跃的化学性质的分子,容易与其他分子发生反应,导致氧化反应的发生。
而抗氧剂697的分子结构中含有活泼的氢原子,可以与自由基发生氢氧化反应,从而中和自由基的活性。
2. 电子转移:抗氧剂697还可以通过向自由基提供电子,从而减少自由基的活性。
自由基通常是带有未成对电子的分子,而抗氧剂697具有很强的电子供体能力,可以将电子转移给自由基,使其重新获得稳定的原子结构。
三、抗氧剂697在人体中的作用抗氧剂697在人体中具有多种重要的作用:1. 抗氧化:抗氧剂697能够清除体内的自由基,减轻氧化应激对细胞的损伤。
氧化应激是一种由于自由基过多或抗氧化能力不足而导致的细胞损伤,长期积累会引发多种疾病。
而抗氧剂697可以通过捕捉自由基,维持体内自由基和抗氧化剂的平衡,减少氧化应激对细胞的伤害。
2. 抗衰老:氧化应激是导致衰老过程加速的重要原因之一。
抗氧剂697可以通过清除自由基,减少氧化应激对细胞的损伤,从而延缓衰老过程。
研究表明,长期服用抗氧剂697可以降低皮肤老化的程度,保持皮肤的弹性和光泽。
3. 免疫调节:抗氧剂697还具有免疫调节作用。
研究发现,抗氧剂697可以增强机体的免疫系统功能,提高免疫细胞的活性和数量。
[键入文字]
抗氧剂危害抗氧剂的作用机理
抗氧剂是一类化学物质,当其在聚合物体系中仅少量存在时,就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命,又被称为“防老剂”。
虽然抗氧剂是一种能够延缓或抑制氧化降解的物质,它也属于稳定剂中的一种,也是应用最广泛的一种稳定剂。
但是尽管如此,抗氧剂的危害确是罄竹难书的。
那么,接下来小编为大家介绍抗氧剂危害及抗氧剂的作用机理。
抗氧剂危害
1、毒副作用:毒理实验表明:合成抗氧化剂(最常用的有BHA、BHT)毒副作用较大,对人体肝、脾、肺等均有不利影响。
2、热稳定性差:热不稳定的抗氧化剂(如BHA、BHT、PG和TBHQ)在70℃以上的热油中极容易挥发失效;
3、抗氧化效率较低:在不同的油脂比较效果试验表明:最常用的合成抗氧化剂比天然迷迭香提取物抗氧化效果弱至少3~6倍;
4、应用范围较狭窄:合成的抗氧化剂在应用范围上有很多局限性,欧盟美国等西方国家已经在食品进口相关检验方面限制进口使用人工合成的抗氧化剂加工的食品等产
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抗氧剂的协同作用聚合物稳定化助剂种类繁多,功能各异。
但大量研究结果表明,不同类型,甚至同一类型、不同品种的抗氧剂之间都有可能存在协同或对抗作用。
汽巴精化(Ciba—Geigy)公司开发的Irganox B系列复合型抗氧剂的研究表明,抗氧剂之间复配得当,不仅可以提高产品性能,增强抗氧效果,还可降低成本;但如果搭配不当,不但起不到抗氧作用,可能还会加速聚合物的老化。
受阻酚类抗氧剂以其抗氧效果好、热稳定性高、低毒等诸多优点近年来倍受人们关注。
但抗氧剂复配是否得当直接影响抗氧效果的好坏。
因此,研究抗氧剂复配时的作用机理显得尤为重要。
近年来,世界各大抗氧剂的生产厂商都在致力于研究开发复合型抗氧剂,而熟知各种抗氧剂之间的协同作用机理对抗氧剂新品种开发具有重要的指导意义1 受阻酚类抗氧剂的作用机理聚合物材料在高温加工或使用过程中,由于氧原子的袭击会使其发生氧化降解。
经过多年的研究发现,聚合物的A动氧化过程是一系列A由基反应过程。
反应初期的主要产物是由氢过氧化物在适当条件下分解成活性自由基,该自由基又与大分子烃或氧反应生成新的自由基,这样周而复始地循环,使氧化反应按自由基链式历程进行。
在聚合物中添加抗氧剂,就是为了捕捉链反应阶段形成的自由基R.和R00 .,使它们不致引起有破坏作用的链式反应;抗氧剂还能够分解氢过氧化物RO0H,使其生成稳定的非活性产物。
按作用机理,抗氧剂可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。
主抗氧剂能够与自由基R.,ROO .反应,中断活性链的增长。
辅助抗氧剂能够抑制、延缓引发过程中自由基的生成,分解氢过氧化物,钝化残存于聚合物中的金属离子[1]。
作为主抗氧剂的受阻酚类抗氧剂是一类在苯环上羟基(~OH)的一侧或两侧有取代基的化合物。
由于一OH受到空间障碍,H原子容易从分子上脱落下来,与过氧化自由基(ROO .)、烷氧自由基(RO.)、羟自由基(.OH)等结合使之失去活性,从而使热氧老化的链反应终止,这种机理即为链终止供体机理[2]。
在聚合物老化过程中,如果可以有效地捕获过氧化自由基,就可以终止该氧化过程。
但生成过氧化自由基的反应速率极快,所以在有氧气存在的条件下,自由基捕获剂便会失效。
在受阻酚类抗氧剂存在的情况下,1个过氧化自由基(R00 7)将从聚合物(RH)上夺取1个质子,打断这一系列自由基反应,这是自动氧化的控制步骤。
当加入受阻酚抗氧剂时,它比那些聚合物更易提供质子,即提供了一个更加有利的反应形成酚氧自由基,这使聚合物相对稳定,不会进一步发生氧化。
除此之外,受阻酚还可以进行一些捕捉碳自由基的反应。
如上式的2,4,6一自由基可以生成二聚物,而这种二聚物又可与过氧化自由基反应使其失去活性,自身则变成稳定的醌分子[2]。
由于每个受阻酚可以捕捉至少2个自由基,故其抗老化的效果较好。
2 抗氧剂之间的协同作用抗氧剂之间复配使用常发生2种效应:协同效应和反协同效应。
合并使用2种或2种以上的抗氧剂,若比单独使用一种的效果好,称为协同效应;若比单独使用一种的效果差,称为反协同效应。
协同作用包括分子间的协同和分子内的协同作用,其中分子间的协同又分为以下2种:(1)均协同作用(ho—mo-synergism),是指抗氧化机理相同的抗氧剂之间的协同作用;(2)非均协同作用(heter-synergism),是指抗氧化机理不同的抗氧剂之间的协同作用。
分子内的协同又称为自协同作用(auto—synergism),它是指一种抗氧剂含有多个官能团,彼此间有协同作用。
2.1 受阻酚类抗氧剂之间的协同作用当2种位阻不同(羟基的邻位取代基不同)的酚类抗氧剂并用,或抗氧化活性不同的胺类和酚类抗氧剂复合使用时均具有协同作用。
AH为高位阻或低活性抗氧剂,BH为较小位阻或高活性抗氧剂,在与过氧化自由基反应时,BH更容易反应,其协同作用机理如下[5]:高活性的抗氧剂可以有效地捕获氧化自由基或过氧化自由基,这时低活性抗氧剂能够供给氢原子,使高活性的抗氧剂再生,使之保持长久的抗氧效能,所以此2种抗氧剂复合使用后能产生协同作用。
2.2 主、辅抗氧剂之间的协同作用辅助抗氧剂与主抗氧剂并用,是非均匀性协同效应的例子。
实验表明,酚类抗氧剂与亚磷酸酯之间复配时存在协同效应。
作为主抗氧剂的酚类抗氧剂,分中都存在着活泼的氢原子(0~ H),这种氢原子比聚合物碳链上的氢原子(包括碳链上双键的氢)活泼,它能被脱离出来与大分子链自由基R.或R00.结合,生成过氧化氢和稳定的酚氧自由基(ArO.)。
由于酚氧自由基邻位取代基数目的增加或其分枝的增加,即增大其空间阻碍效应,这样就可以使其受到相邻较大体积基团的保护,提高了酚氧自由基的稳定性。
此外,由于酚氧自由基与苯环同处于大共轭体系中,因而比较稳定,活性较低,不能引发链式反应,只能与另一个活性自由基结合,再次终止一个自由基,生成较稳定的化合物,从而终止链式反应。
酚氧自由基的这种稳定性可以防止抗氧剂因直接氧化而消耗过快,并且也能减少链转移反应,从而提高其抗氧化性能。
其抑制反应如下[5]:为了更好的阻止链式反应,并截断链增长反应,还需配合使用一种能分解大分子过氧化氢R00H的抗氧化剂,使它生成稳定的化合物,以阻止链式反应的发展,这类分解过氧化氢的抗氧化剂称为辅助抗氧剂。
因此利用主抗氧化剂、辅助抗氧化剂、稳定剂之间的协同效应,可配成各种有效的复合稳定剂[7]。
现在出售的复合抗氧剂中,许多是受阻酚和亚磷酸酯的复合物,如汽巴精化公司的Irganox B系列是Irganox 1010,Irganox 1076,Irganox 1330和Irganox 168的不同比例的混合物。
另外,半受阻酚与硫酯类抗氧剂的复合产品也有出售,如日本旭电化公司的MARK5118和5118A[1]。
2.3 受阻酚类抗氧剂与受阻胺类光稳定剂(HALS)之间的相互作用关于酚类抗氧剂与HALS相互作用的报道已有很多。
受阻酚类抗氧剂与HALS并用,在热氧老化中大多产生协同作用,而在光氧老化中多产生反协同作用。
2.3.1 产生协同效应的原因Luckietal认为抗氧剂能捕获自由基,但同时生成易产生自由基的过氧化物ROOR 和ROOH,HALS可以使RooR和RooH失活,从而防止了它们热分解或光解产生自由基[10] 。
HALS的过渡产物烷基羟胺可以和酚氧自由基反应使得受阻酚再生,如图1[11]。
Alien等认为,在热氧老化条件下,能生成较高浓度的氮氧自由基,它在发挥稳定化作用时生成的烷基羟胺在烘箱老化的温度下(130℃),易热解或与过氧自由基反应,从而再生了氮氧自由基,由于氮氧自由基和受阻酚的互相补偿循环,2种活性链终止剂得到了再生而产生了协同作用[12]。
2.3.2 产生反协同效应的原因HALS与很多抗氧剂在对聚烯烃的光氧化降解的稳定中,均发生反协同效应。
Allen认为HALS与酚类抗氧剂产生反协同效应的原因是在热加工过程中,在受阻胺产生的氮氧自由基的催化作用下,受阻酚变成了醌式结构,后者具有光敏化作用,从而促进了高分子材料的光降解作用[13]。
产生反协同效应可能性分析如下:酸性的受阻酚类抗氧剂和碱性的HALS之间可能发生化学反应[14]。
酚类抗氧剂被氮氧自由基所氧化,反应式如下[15]:协同与反协同作用的解释在Allen等的实验中得到了部分证实Ez3。
他选用光稳定剂Chimassorb944和Tinuvin 622分别与抗氧剂Irganox 1010和Ethanox 330进行复合,以高密度聚乙烯(HDPE)为基础树脂制成测试样条,再分别进行热氧老化和光氧老化测试。
实验结果表明,在光氧老化中,在稳定剂的几乎整个浓度比范围内,HALS与抗氧剂(AO)均呈反协同作用;而在热氧老化测试中,稳定剂复合使用的效果在整个浓度比范围内均呈现较强的协同作用。
这些现象可以用上述的机理来解释。
这些实验说明,当聚合物处于一种条件下时,酚类抗氧剂与HALS 间可能产生协同作用,但条件改变时,它们又可能产生反协同作用[1引。
2.4 分子内复合的自协同作用随着对复合稳定剂间机理的深入研究,已经出现了分子内复合的稳定剂,即把具有抗热氧功能和抗光氧功能的官能团结合到1个分子上,这类稳定剂通常都具有协同作用,而且还提高了稳定剂的其他性能,如耐热性、耐光性、耐抽提性等。
如由原瑞士汽巴精化公司开发的抗氧剂1098是一种高相对分子质量受阻酚类抗氧剂,它是一种分子内复合型抗氧剂,具有受阻酚和受阻胺类抗氧剂的双重功效,有良好的热稳定性、抗析出性、抗辐射性和与树脂的相容性,是一种优良的高分子材料用抗氧剂和热稳定剂。
此外,Chmela等合成了HALS与亚磷酸酯的分子内复合稳定剂结构,其结构式如下[16]:热氧老化中,添加了HALS/P2的聚合物所用时间为1200 h,而其相应的分子间复合物所用时间仅为400 h,稳定化效率提高了200 ;加入了HALS/P1的聚合物需用时间4 700 h,而相应的分子间复合物用时只有700 h,稳定化效率提高了600%。
这2种稳定剂在聚丙烯中不仅显示了较好的光稳定性,而且其热稳定效果也很好,既可作光稳定剂,又能作热稳定剂。
此类稳定剂的开发并没有很大的进展,可能是技术或成本上的原因,但必将是今后稳定剂发展的趋势之一。
3 受阻酚类抗氧剂发展方向3.1 高相对分子质量化聚合物材料通常在高温条件下加工与应用,因此要求抗氧剂必须具有良好的热稳定性。
由于高分子化合物具有挥发性低、耐抽提,尤其是耐较高温等优点,所以用增加抗氧剂的相对分子质量来提高其热稳定性的方法是最近抗氧剂研究的一个新趋势。
但并不是相对分子质量越大越好,因为氧化主要发生在制品表面,当表面抗氧剂消耗尽时,制品内部的抗氧剂能否及时迁移到表面成为其发挥效能的关键,所以抗氧剂相对分子质量通常在1 500以下。
高相对分子质量的抗氧剂1010比低相对分子质量的抗氧剂1076耐水解能力、耐迁移性、耐抽提性均有明显改善。
Sasaki等合成的抗氧剂GA一80便是结构较复杂、相对分子质量较高的抗氧剂,具有抗氧效果好、耐水解性强、挥发性低等优点[6]。
3.2 反应型抗氧剂抗氧剂除了发挥稳定化作用而消耗外,还会在光、热等作用下变质或与化学物质反应,在制品使用过程中发生分子迁移和被溶剂萃取出而损耗,从而降低了抗氧剂的效率。
为此,人们希望能开发一类永久性稳定剂,即反应型抗氧剂,它能与单体一起聚合,将受阻酚基团接枝到聚合物链上,成为聚合物的一部分,合成聚合型抗氧剂,从而解决抗氧剂挥发、抽出、迁移等缺陷。
这将会是抗氧剂发展的另一种趋势。
目前,已有的反应型抗氧剂有英国开发的NDPA与DENA,分子中含有亚硝基;还有日本大内新兴化学公司开发的TAP、DAC和DBA等,为一系列含有烯丙基的酚类化合物。