橡膠抗氧劑通過多種機制防止橡膠老化,主要包括以下作用路徑:
1. 自由基終止:橡膠在加工或使用過程中,受氧、熱、機械應(yīng)力等作用產(chǎn)生自由基,進而引發(fā)鏈式氧化反應(yīng)。胺類、酚類抗氧劑作為鏈終止劑,其分子結(jié)構(gòu)中活潑的氫原子可與橡膠氧化產(chǎn)生的自由基(如ROO·、R·)結(jié)合,將自由基轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化合物,從而中斷氧化鏈反應(yīng),減緩橡膠降解。
2. 過氧化物分解:氧化過程中產(chǎn)生的氫過氧化物(ROOH)會進一步分解產(chǎn)生新的自由基,加速橡膠老化。亞磷酸酯類、硫酯類抗氧劑作為過氧化物分解劑,能與ROOH反應(yīng),將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的醇或醚類化合物,阻止過氧化物分解產(chǎn)生自由基,切斷氧化反應(yīng)循環(huán)。
3. 金屬離子鈍化:微量金屬離子(如銅、錳)會催化橡膠的氧化反應(yīng)。金屬離子螯合劑型抗氧劑可與金屬離子結(jié)合,形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,降低金屬離子的催化活性。
4. 協(xié)同增效:不同類型抗氧劑常復(fù)配使用,發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。例如,鏈終止劑快速捕獲自由基,過氧化物分解劑消除過氧化物,兩者結(jié)合可在多個環(huán)節(jié)阻斷氧化反應(yīng),顯著提升橡膠的抗氧化性能,延長使用壽命。