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大多数防老剂多少都具有上述作用只是程度不同而已。所以只能按其主要作用进行分类，如按防老剂的化学结构分类，可分为如下几类:
胺类防老剂的防护效果为，也是发现早、品种多的一类。

它的主要作用是抗热氧老化、抗臭氧老化，并且对铜离子、光和屈挠等老化的防护也有显著的效果。这是酚类防老剂、杂环类防老剂及其类型防老剂所无法比拟的。只是这类防老剂的污染性能大，不适于白色和浅色制品。其中酮胺类防老剂具有好的防老剂效果。

抗氧化剂，只是根据不同的工业用途选取合适的。有较高化学、物理稳定性的，或是低毒性的弱还原剂，都可以巧妙的运用于配方中作为抗氧化剂。例如：柠檬酸是有弱还原性的有机酸，我们可以将其运用于饮料配方中起着抗氧化剂的作用；食品摆放时间长了容易氧化变质，可以加入少量抗氧剂来延长它们的储存时间；塑料、合成纤维和橡胶等高分子材料容易发生热氧降解反应，加入抗氧剂可以保持高分子材料的优良性能，延长使用寿。
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。

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

过氧化物分解型抗氧剂
这类抗氧剂主要是各种金属（如铜、锌、钼和锑等）的烷基硫代磷酸类化合物和氨基甲酸类化合物，都具有一定的抗氧化能力，多用于内燃机油中，主要起抗磨、减摩、抗氧和极压作用。特别是二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）产品，具有良好的抗氧抗腐蚀性能及一定的抗磨性和抗极压性能。自从问世以来，一直是发动机油和工业用油不可缺少的重要组分，它能有效地防止发动机轴承腐蚀，能够抑制因高温氧化而引起的油品粘度增长，因而在润滑油添加剂中占有重要的地位。
用旋转氧弹法（SH/T0193） 考察不同ZDDP（T202、T203、T204 和T205）均以0.25%的质量分数调入基础油中的抗氧化性能。可以看出，ZDDP 系列抗氧抗腐剂在125N 基础油中具有较好的抗氧化作用； HVIW H150 基础油中，T204 的抗氧化效果较好；在合成油PAO6 中，ZDDP 系列抗氧剂都具有较好的抗氧化作用。有机铜盐类抗氧剂种类很多，主要有有机羧酸铜盐、硫代磷酸铜盐、硫代氨基甲酸铜盐、硫化烃硼酸铜盐等。如二烷基二硫代磷酸铜抗氧剂具有较好的高温抗氧化性能，是一种加剂量低、高温抗氧化性能好的润滑油抗氧剂。它能有效地控制因氧化引起的油品粘度增长，与高温清净剂及无灰分散剂具有良好的配伍性，是调制内燃机油重要的添加剂。有机铜盐能消除活泼烷基自由基和过氧自由基，但铜离子在一定程度上也会对氢过氧化物的分解起到催化作用，因此该类抗氧剂的应用至今仍有争议。
受阻类抗氧剂是一些具有空间阻碍的类化合物，它们的抗热氧化效果显著,污染制品,发展很快。
抗氧剂，代二双酯是一类抗氧剂，常与受阻类抗氧剂并用，效果显著