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杂环类抗氧剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-12-29 10:45:24
杂环类抗氧剂大多可作为金属减活剂使用,当润滑油中有可变价的金属化合物时(如铜、铁、铬和钴等),杂环类抗氧剂能催化氢过氧化物分解成自由基,从而加速氧化过程。金属减活剂同金属离子结合生成络合物,络合物对氢过氧化物没有催化活性,可减慢氧化速度。

杂环类抗氧剂由于具有紧密稳定的化学结构,且有活性较高的氮、硫等元素,易于吸附到金属表面,引起了人们对其性能的广泛关注。

杂环化合物及其衍生物用作润滑油添加剂具有良好的极压、抗磨和减摩性能,高的热稳定性能以及良好的抗氧化性能和抗腐蚀性能,因而具有广阔的应用前景。含硫氮杂环化合物,如苯并三氮唑、烷基取代咪唑啉、2-巯基苯并噻唑、2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑及其衍生物都是大家熟知润滑油防锈、抗氧化和防腐蚀剂,有些衍生物还具有良好的极压抗磨性能。

近10 多年来,国内外学者陆续合成了很多在同一分子中具有致密结构的含氮杂环官能团与含极压抗磨活性元素的基团相结合的杂环衍生物,并对它们的摩擦磨损性能和抗氧化、防腐蚀性能进行了研究,还对一些杂环衍生物的极压减摩抗磨作用机理进行了探讨,取得了一些研究成果。苯并三氮唑及其它含氮杂环化合物具有防锈、抗氧和抗腐性,将含氮化合物(如胺)引入到杂环化合物中,能提高此类化合物的各种性能,是杂环衍生物类添加剂的一个发展趋势(可以通过Mannich反应来制备)。

苯并三唑的其他衍生物,如N-叔烷基苯并三唑、苯并三唑和烷基乙烯基酯或羧酸乙烯酯(如乙烯基乙酸酯)的加成物,磷酸胺的三唑加成物或有机二硫代磷酸盐和三唑的加成物也有报道,此类化合物还可用作腐蚀抑制剂和金属减活剂。

噻二唑及其衍生物兼具有抗氧抗腐与抗磨性,它属于无灰型多功能添加剂,在润滑油中,某些含硫极压剂和硫磷型抗氧抗磨剂在使用过程中可释放出活性硫,从而引起金属表面的硫腐蚀,噻二唑及其衍生物具有捕捉活性硫的独特作用,因而巯基噻二唑的衍生物被广泛用作润滑油抗氧剂和金属钝化剂。



(抗氧剂、稳定剂TPPi)主要适用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、abs树脂、环氧树脂、合成橡胶等的抗氧稳定剂,用于聚氯乙烯制品中作螯合剂,当以金属为主稳定剂时,配合本品可减少金属氯化物的危害,保持制品的透明度,并抑制颜色变化,也是一种很好的化工中间体,与卤系阻燃剂并用,可发挥阻燃剂抗氧作用,并兼具光稳定性能,可用作合成醇酸树酯和聚酯,本品主要为树酯的原料,也可制取农药中间体亚。



如T561 金属减活剂是一种噻二唑多硫化物,它能抑制金属的腐蚀,兼具有抗氧和抗磨性能,在油品中的应用比较广泛。此外,噻二唑或其衍生物是润滑剂的有效抗磨剂,它可以帮助低磷发动机油通过发动机台架试验,满足现代发动机油对低磷化的要求,同时还表现出良好的抗氧化性能。

噻二唑和噻二唑衍生物还可用在润滑脂中,起到改善抗磨性能的作用。噻二唑的聚合物具有优秀的四球抗烧结性能,可用作润滑油脂的抗磨极压剂,还具有抗氧、抑制铜腐蚀等性能,克服了传统极压剂导致油品抗氧化性能降低、铜腐蚀严重的弊端。

噻二唑衍生物无灰、不含磷,是环境友好添加剂,从某种意义上来说有望替代ZDDP 系列添加剂。巯基苯并噻唑类化合物是一类具有致密化学结构的杂环化合物,其衍生物可作为润滑油极压抗磨剂、抗氧防腐剂和金属钝化剂。

如2-巯基苯并噻唑衍生物在润滑剂中还可以以硫酮形式吸附于金属铜表面,形成一层配合物膜而表现出较强的铜缓蚀性能。杂环化合物油溶性较差,通过合理的分子设计,在其分子结构中引人油溶性基团,如引入烷基、巯基化合物、酯基化合物、含硼酸酯的化合物等,既可提高油溶性,也能获得具有良好抗氧防腐和抗磨减摩性能的苯并噻唑衍生物,典型的如含二硫醚基团的苯并噻唑的极压性能优于相应的单硫醚苯并噻唑的极压性能。

此类化合物的抗磨性与其所连的烃基的化学结构有关,如正构烷基二硫醚的抗磨性随其烷基链长度增加而增强;有较多支链的烷基二硫醚的抗磨性能则不如相应的正构烷基二硫醚的抗磨性能。

巯基苯并噻唑与屏蔽酚抗氧剂的Mannich 反应,可生成油溶性好的抗氧剂和抗磨剂。其它一些杂环类的化合物,如苯并咪唑、磷嗪衍生物、三嗪衍生物都具有不错的摩擦学性能,大多处于实验室研究阶段,商业化的产品鲜有报道。


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