概述

1-萘氨基苯又名N-苯基-α-萘胺，是橡膠工業(yè)常用的抗氧化劑[1]。1-萘氨基苯常溫常壓表現(xiàn)為灰白色至淡棕色結(jié)晶粉末，具有易溶性和微溶性的特點，它可以溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和醋酸乙酯，微溶于汽油，但不溶于水。此外，1-萘氨基苯還具有易燃和有毒的性質(zhì)，暴露在日光和空氣中會逐漸變?yōu)樽仙?/p>

結(jié)合抗氧劑1-萘氨基苯的研制，從量子化學(xué)角度分析了該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點和作用機(jī)理，詳細(xì)論述了其在航空潤滑油中的使用性能和技術(shù)效果，得出結(jié)論：1-萘氨基苯是一種高效胺類抗氧劑，其N原子上連接的苯基和萘基可形成很大的π-電子共軛體系，增強(qiáng)了1-萘氨基苯與烷氧基自由基(RO·)作用過程，降低了油品體系的氧化速度和反應(yīng)程度[2]。

用途

1-萘氨基苯是一種常用的芳香族仲胺類防老劑，廣泛應(yīng)用于天然橡膠、二烯類合成橡膠和氯丁橡膠中。它不僅具有良好的防護(hù)作用，對熱、氧、屈撓、天候老化和疲勞有良好的防護(hù)效果，還能抑制有害金屬的作用。該物質(zhì)還是其他萘胺抗氧劑的原料，例如抗氧劑N-對-1,1,3,3-四甲基丁基-苯基-α-萘胺的制備。所用原料為1-萘氨基苯，2,4,4-三甲基戊烯，三氯化鋁和醇類試劑，具體生產(chǎn)工藝過程為：向反應(yīng)釜中投入1-萘氨基苯和三氯化鋁，升溫至105～140℃之間，開啟攪拌及回流，采用流量泵緩慢加入2,4,4-三甲基戊烯，滴加完畢保持溫度0.5～2.5h。待反應(yīng)結(jié)束后，趁熱抽濾催化劑。減壓蒸餾，分離出少量反應(yīng)物2,4,4-三甲基戊稀。向餾余物中加入500～800mL醇類試劑，使得目標(biāo)產(chǎn)物經(jīng)重新結(jié)晶而析出，離心，烘干得到抗氧劑N-對-1,1,3,3-四甲基丁基-苯基-α-萘胺[3]。

1-萘氨基苯還可作為聚乙烯的熱穩(wěn)定劑，在塑料工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用。然而，由于其具有污染性和顏色變深的特性，不適用于白色和淺色制品，主要用于制造輪胎、膠管、膠帶、膠輥、膠鞋、海底電纜絕緣層等。此外，1-萘氨基苯還可以用作高溫抗氧劑和航空潤滑油等的添加劑。文獻(xiàn)報道了一種汽輪機(jī)油添加劑組合物，包括含量如下的各組分：C4/C8烷基取代二苯胺8～30質(zhì)量%，1-萘氨基苯6～12質(zhì)量%，酚型抗氧劑15～25質(zhì)量%，二正丁基二硫代氨基甲酸甲酯13～25質(zhì)量%，金屬鈍化劑8～10質(zhì)量%，極壓抗磨劑5～25質(zhì)量%，防銹劑3～20質(zhì)量%，破乳化劑0.5～5質(zhì)量%。該添加劑組合物不含稀釋油，與基礎(chǔ)油調(diào)合成的汽輪機(jī)油，具有優(yōu)異的氧化安定性，高溫穩(wěn)定性和液相防銹性，分水性能[4]。

檢測方法

檢測1-萘氨基苯純度的液相色譜分析方法參數(shù)如下：準(zhǔn)確稱量標(biāo)準(zhǔn)品10～40mg(精確到0.1mg)，置于100mL的容量瓶中，用流動相稀釋至刻度，超聲3min，配制成標(biāo)準(zhǔn)品溶液。色譜柱C18,5μm,4.6×250mm(ID)，柱溫20～30℃；流動相：乙腈-水(體積比70:30)使用前用0.45μm的濾膜過濾，流速:0.8～1.2mL/min；檢測波長：254nm；進(jìn)樣量：10μL。外標(biāo)法定量其純度，能夠準(zhǔn)確定量抗氧劑的純度，有效控制產(chǎn)品質(zhì)量[5]。

有關(guān)研究

熱衰變機(jī)制研究

借助高溫高壓反應(yīng)釜模擬航空發(fā)動機(jī)溫度，研究不同溫度下1-萘氨基苯對聚α-烯烴理化性能的影響，并利用氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)技術(shù)從分子水平上分析反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)組分變化，探究聚α-烯烴和1-萘氨基苯的高溫衰變機(jī)制。結(jié)果表明，高溫促使聚α-烯烴基礎(chǔ)油發(fā)生分子鏈斷裂反應(yīng)并產(chǎn)生了含氧化合物，致使聚α-烯烴黏度降低和酸值升高。在一定溫度范圍內(nèi)1-萘氨基苯較好地延緩了聚α-烯烴分子鏈的斷裂，1-萘氨基苯長時間在高溫環(huán)境中也會發(fā)生衰變，產(chǎn)生大量鏈狀酮類化合物，加深了潤滑油顏色[6]。

氧化動力學(xué)研究

模擬實際使用條件，研究抗氧劑1-萘氨基苯在聚α-烯烴基礎(chǔ)油中的熱氧化性能，結(jié)合FTIR技術(shù)分析200℃反應(yīng)油樣的結(jié)構(gòu)組成，應(yīng)用GC/MS評價抗氧劑1-萘氨基苯的熱氧化衰變程度。結(jié)果表明，在聚α-烯烴熱氧化衰變過程中，其運動黏度值的變化與抗氧劑的含量有良好的相關(guān)性，隨著抗氧劑的大量消耗，基礎(chǔ)油開始急劇氧化，出現(xiàn)氧化失效現(xiàn)象。1-萘氨基苯的熱氧化反應(yīng)為擬一級反應(yīng)，抗氧劑的熱氧化動力學(xué)規(guī)律可以很好地預(yù)測抗氧劑隨反應(yīng)時間及溫度的消耗量，進(jìn)而反映潤滑油的熱氧化衰變情況，為潤滑油狀況實時監(jiān)控和及時掌握換油周期提供依據(jù)[7]。

參考文獻(xiàn)

[1]薛開先,馬國建,孫玉潔,等.橡膠抗氧化劑N-苯基-α-萘胺接觸者微核率的檢測[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版), 1988(2):38-40.

[2]費逸偉,彭興隆,宋梁超,等. 航空潤滑油抗氧劑N-苯基-α-萘胺的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用研究[J]. 化工時刊,2013,27(12):11-14.

[3]王志強(qiáng),郭同新,李宏喜,等.抗氧劑N-對-1,1,3,3-四甲基丁基-苯基-α-萘胺的制備方法:CN201210361076.8[P].CN102993021A.

[4]李新華,張輝,段慶華.Turbine oil additive composition.2013.

[5]馬淑偉.n-苯基-α-萘胺的液相色譜分析方法:CN201310537786.6[P].CN103529144A.

[6]郭峰,費逸偉,姚婷,等.某型航空發(fā)動機(jī)潤滑油性能結(jié)構(gòu)熱衰變機(jī)制研究[J].潤滑與密封, 2015(08):109-114+154.DOI:CNKI:SUN:RHMF.0.2015-08-028.

[7]郭峰,費逸偉,姚婷,等.聚α-烯烴基礎(chǔ)油中抗氧劑N-苯基-α-萘胺的氧化動力學(xué)[J].潤滑與密封, 2015(9):68-71.DOI:10.3969/j.issn.0254-0150.2015.09.013.