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有机化合物的热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应，也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些自由基可以引发一系列的自由基链式反应，导致有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行。能消除自由基的抗氧剂有芳香胺和受阻酚等化合物及其物，称为主抗氧剂；能分解氢过氧化物的抗氧剂有含磷和含硫的有机化合物，称为抗氧剂。
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”。

重要的芳香胺类抗氧剂有：二苯胺、对苯二胺和二氢喹啉等化合物及其物或聚合物，可用在天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶和异戊橡胶等制品中。

酚型抗氧剂
酚型抗氧剂是先用于润滑油中的抗氧剂。酚型抗氧剂与ZDDP 复合具有很好的协和效应，因为酚型化合物为自由基清除剂，ZDDP 为过氧化物分解剂，酚型化合物能延长ZDDP 氧化诱导期，从而提高润滑油的抗氧化性能。酚型抗氧剂很多，具有较好热稳定性的酚型抗氧剂有不同烷基的受阻酚、含硫醚结构的受阻酚酯、多环受阻酚和烷基硫代受阻酚等抗氧剂。如屏蔽酚无灰抗氧剂[3-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙烯酸异辛酯]是一种油溶性好，高温抗氧化性能的无灰抗氧剂， 它不但有较好的抗氧化性能，而且具有优良的控制油泥形成的能力，与其它润滑油添加剂具有良好的相容性和配伍性。含有硫醚结构的受阻酚型抗氧剂在API Ⅱ，Ⅲ类基础油中的抗氧化效果好。如含硫醚单酚的抗氧剂可以有效地解决油品的高温抗氧化性能，从而使油品通过相关的发动机台架试验，这类产品具有较高的热分解温度。硫代双酚型抗氧剂（如2246-SbasfIrganoxL115）是一种多用途、的抗氧剂，硫原子与屏蔽酚存在协同效应，使得其具有的抗氧化性能和溶解性，其抗氧化效果优于普通单酚结构的抗氧剂，在加氢基础油中表现出良好的抗氧化性能，并能明显地抑制硝基氧化。表2 是用旋转氧弹法（SH/T0193）考察不同酚型抗氧剂在基础油中的抗氧化效果