吩噻嗪又称硫化二苯胺,列属于二苯胺类抗氧剂,其抗氧化效果比二苯胺更好,因为它兼具自由基清除剂和过氧化物分解剂的作用。吩噻嗪从20 世纪50 年代开始就已经应用于航空发动机润滑油中,其特点是抑制油品高温氧化后的粘度增长非常有效,但其缺点是油泥严重。有研究认为在苯环或氮原子上接上长碳链烷基,可增加吩噻嗪的油溶性从而减小油泥的生成。从上世纪90 年代初开始,部分吩噻嗪衍生物在内燃机油中应用的研究逐渐增加,这主要是由于发动机的效率进一步提高,使得内燃机油的工作温度升高,而环保的要求使得ZDDP的用量降低,需要更高效的高温抗氧剂。
近年来,陆续有优质聚氨酯原料把吩噻嗪衍生物在内燃机油中应用的报道,并出现了吩噻嗪衍生物应用于冷冻机油的研究。随着节能要求越来越高,机械设备的效率和热负荷增大,相应地要求润滑油具有更好的耐高温氧化性能,而烷基吩噻嗪则是国外近年来研究较多的高温抗氧剂。聚氨酯原料销售的烷基吩噻嗪主要有两类,一类是氮原子上烷基取代的吩噻嗪,另一类是苯环上烷基取代的吩噻嗪,后者在润滑油中的应用更为普遍。
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),它们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。杂环化合物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。