为什么防老剂能防止老化
在设计轮胎和橡胶制品时，我们都希望它们能够物尽其用。然而现实并非如此，橡胶的老化却经常阻碍着这一愿望的实现，使得产品还没能达到设计性能时就已经失效。特别是橡胶配方的主材是主链含有不饱和双键的聚合物时，这些聚合物更易受到臭氧攻击而发生老化。除了发生臭氧老化，所有以碳为主链的聚合物都可能发生氧化老化，与分子主链是否含有双键关系不大。
橡胶的氧化老化是个自由基反应过程，通常包含三个过程：链引发，链传递，链终止。热量、机械剪切、高能射线都可能导致橡胶分子链中的碳-氢键断裂，从而引发自由基反应。要防止橡胶发生老化，最有效的方法是通过干预或者终止自由基反应过程。这个任务是通过在配方中加入防老剂来完成的。
橡胶防老剂从作用机理上主要分为两大类：主防老剂和次防老剂。主防老剂在防止橡胶老化中扮演了链终止的角色。首先防老剂提供的活泼氢与老化反应中生成的活性含氧自由基反应，使其变成羧基，自身则通过电子离域作用变成稳定的物质。次防老剂在则在链引发过程中消除过氧化氢来阻止老化反应的进一步发生。这两种作用都可以使橡胶分子链变得稳定。
防老剂的分类
防老剂按化学结构可分为以下几类：胺类、酚类、杂环类及其它类，防老剂按防护效果可分为：抗氧防老剂、抗臭氧、抗疲劳、抗有害金属和抗紫外线等防老剂。
如按防老剂化学结构分类加以介绍，胺类防老剂，防护效果最突出，品种也是最多的。主要防护作用：热氧老化、臭氧老化、对热重金属及紫外线的催化氧化以及疲劳老化都有显著的防护效果。这类防老剂的防护效果是酚类防老剂不可比拟的，远优于酚类防老剂。但是这种防老剂呢也有缺点，如有污染性，不宜用于白色或浅色橡胶制品。
一、酚类防老剂
酚类防老剂往往属于受阻酚类物质，它们是苯酚或苯酚衍生物的邻位或者对位氢原子被其它集团取代后的产物。这些受阻酚含有活泼氢，极易与带自由基的烷基过氧化物反应，并通过电子离域作用让烷基过氧化物稳定下来，起到阻止老化反应的效果。酚类防老剂由于不易染色，也不易发生变色，通常用在浅色制品中，例如轮胎的白胎侧，还有食品包装材料。另外，在胶乳、机械制品和鞋材等也有广泛的应用。使用时也可以与过氧化氢消除剂搭配，防老效果更好。
常见的酚类防老剂有BHT，Santowhite, Montaclere SPH。应用较为广泛的BHT结构式如下：
二、芳胺类防老剂
通常来说，芳胺类防老剂的防老化效果优于酚类防老剂。但芳胺类防老剂的最大缺点就是它的染色性和易变色性，使其应用场景受到限制。芳胺类防老剂同样通过其提供的活泼氢与带自由基的烷基过氧化物反应，并通过电子离域作用让烷基过氧化物稳定下来，起到阻止老化反应的作用。
芳胺类防老剂中的典型代表是6PPD和TMQ。其中，6PPD是使用最广泛，也最有效的取代基对苯二胺类防老剂。下图中对苯二胺类防老剂的两个取代基团R可以有很多变化。如果两个取代基团R都是烷基，例如7PPD，这类物质抗静态老化效果很好，可以取代物理防护剂如微晶蜡。如果两个取代基团R中其一是烷基，另一个是芳烃基团，如6PPD，这类物质的具有很好的抗曲挠老化性能，和物理防护剂配合使用效果最好。
三、过氧化氢消除型防老剂
过氧化氢消除型防老剂属于次防老剂。顾名思义，这类防老剂是通过在链引发过程中消除生成的过氧化氢来阻止老化反应的进一步发生来起到防止老化的作用。这类防老剂主要有两种：有机亚磷酸酯和硫化物。在防老剂作用过程中，链引发过程中产生的过氧化氢被还原成醇类，同时亚磷酸酯被氧化成磷酸酯，硫化物被氧化成硫化亚砜。这类防老剂的典型代表是TNPP。TNPP可以用在合成橡胶工艺中，起到防止凝胶产生和防止门尼上升的作用。也可以在SBR配方中和酚类防老剂协同使用，防老效果更好。
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来源：贤集网
