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大部分機械設備由金屬或金屬合金材料組成，這些設備長期在開放體系中運行會產生熱量導致溫度升高發生化學變化致使潤滑油發生變質，并在設備的持續運轉中產生對設備有腐蝕性的酸性物質，造成設備的腐蝕。同時生成積碳、膠狀物和漆膜等物質堵塞管道，引發設備故障和運行問題。抗氧化劑添加劑能夠通過極性分子來提高潤滑油的氧化安定性，延緩氧化過程，并且在金屬表面形成具有抗磨性的防護膜，將具有腐蝕性的酸性物質與金屬材料隔絕開，避免了設備在運行中受到腐蝕和氧化，從而延長設備的使用壽命。

研究表明，烴類潤滑劑的氧化是一個自氧化過程，其反應機理就是自由基的鏈反應機理，包括四個不同的反應階段：鏈引發、鏈增長、鏈支化和鏈終止。鏈引發階段是烴類在金屬離子、熱或光的激發下從碳氫分子中除去氫原子而形成自由基的過程。

碳氫化合物的混合物一般不會以所預測的方式氧化，需要將單個組分的預期效果相疊加。目前，由于誘導氧化效應的出現，使人們無法準確預測烴類共混物的性能。已研究出的抗氧化劑能顯著降低氧化速率。抗氧化劑可以通過兩種方式起作用，一種是通過與在鏈傳遞過程中形成的自由基反應生成穩定的產物，防止該特定鏈在反應過程中進一步參與反應。另一種是能夠通過金屬支承面或金屬離子，從而抑制了對氧化反應的催化作用。常用的鏈終止添加劑有有機芳香胺、酚或硫化物等。

發動機的迅速革新對潤滑油抗氧化性能的要求進一步推動了潤滑油氧化機理的研究，當務之急是開發更穩定的抗氧化劑。目前，二烷基硒化物和吩噻嗪類化合物作為高溫氧化抑制劑具有廣闊的應用前景。