Secondo diversi meccanismi d'azione, gli antiossidanti possono essere suddivisi nelle seguenti categorie:
1. Il principale antiossidante
Gli studi hanno dimostrato che il processo di degradazione e invecchiamento dei materiali è una reazione a catena dei radicali liberi. Il materiale viene riscaldato e tagliato per generare radicali liberi e incontra l'ossigeno per generare radicali liberi di perossido, che privano ulteriormente gli atomi di idrogeno dalla struttura polimerica per generare idroperossidi a base di polimeri relativamente stabili. Il ciclo va avanti e indietro, la catena cresce e la risposta si espande gradualmente.
Fornendo atomi di H o elettroni, consumando radicali liberi perossido, terminando così la reazione a catena, gli antiossidanti donatori di idrogeno sono chiamati antiossidanti primari. I tipici antiossidanti primari includono
a) Antiossidanti amminici aromatici: ha una lunga storia ed è limitato ai prodotti scuri, in particolare alcuni prodotti in gomma e poliuretano, perché è facile produrre macchie.
b) Antiossidanti fenolici ostacolati: il tipo più diffuso di antiossidanti primari. Molti prodotti noti, come 1010, 1076, appartengono a questa categoria.
2. Antiossidanti ausiliari
Una classe di antiossidanti che possono reagire con gli idroperossidi prodotti nella suddetta reazione a catena per decomporli in prodotti stabili, terminando così la reazione a catena, sono chiamati antiossidanti ausiliari.
Il fosfito è l'antiossidante ausiliario più utilizzato, prodotti tipici come il 168.
Il tioetere è un altro tipo di antiossidante ausiliario, prodotti tipici come DLTDP e DSTDP.
3. Antiossidante con funzioni principali e ausiliarie allo stesso tempo
Un antiossidante in grado di reagire con i radicali perossidici ed eliminare gli idroperossidi. Un tipico esempio è l'idrossilammina. A causa di entrambe le funzioni, questo tipo di antiossidante è molto efficiente.
4. Passivatore per metalli
I passivanti metallici possono formare composti di coordinazione stabili con ioni metallici, in particolare ioni di rame. Nei polimeri a contatto con metalli (come fili e cavi), i disattivatori metallici possono migliorare notevolmente la stabilità del polimero.
La combinazione di diversi tipi di antiossidanti può produrre effetti sinergici. Cioè, l'effetto totale dell'uso combinato dei due stabilizzatori è superiore alla somma degli effetti dei due soli. Il più rappresentativo è il composto di fenolo impedito e antiossidante fosfito.