【摘要】：近年來(lái)隨著航天技術(shù)的發(fā)展,低地球軌道運(yùn)行的航天器數(shù)量越來(lái)越多。原子氧大量存在于低地球軌道環(huán)境中,原子氧能夠?qū)?yīng)用于航天器的聚合物材料產(chǎn)生很強(qiáng)的侵蝕作用。因此各個(gè)國(guó)家都在致力于開(kāi)發(fā)抗原子氧新材料,比如體相改性、防護(hù)涂層等,但同時(shí)都存在防護(hù)效果差,存在明顯界面等一些問(wèn)題。目前已有的光活化-硅烷化工藝能很好地解決以上問(wèn)題,是一種相對(duì)理想的原子氧防護(hù)技術(shù)。但同時(shí)也存在對(duì)環(huán)境參數(shù)(環(huán)境溫濕度)敏感性大的問(wèn)題,由于實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中很難實(shí)現(xiàn)對(duì)低環(huán)境濕度的控制,因此不利于大尺寸產(chǎn)品的生產(chǎn)。本文的目的就是在原有工藝基礎(chǔ)上解決對(duì)環(huán)境參數(shù)敏感性大的問(wèn)題。本文在不改變?cè)泄饣罨に嚨那疤嵯?對(duì)硅烷化工藝進(jìn)行優(yōu)化。在環(huán)境濕度范圍5%-25%RH,環(huán)境溫度范圍65℃-75℃條件下,選用硅烷化試劑A與改性促進(jìn)劑B進(jìn)行硅烷化反應(yīng)。針對(duì)優(yōu)化后硅烷化工藝制備的改性聚酰亞胺薄膜,從光學(xué)性能、表面形貌、化學(xué)組成、反應(yīng)機(jī)理等方面進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明,同原始的光活化硅烷化工藝相比,優(yōu)化后的硅烷化工藝對(duì)硅烷化反應(yīng)過(guò)程中環(huán)境溫濕度的敏感性明顯下降。改性聚酰亞胺光學(xué)性能不但沒(méi)有下降,反而有所提高,表面形貌光滑細(xì)致,經(jīng)180°折疊不存在裂紋和剝落現(xiàn)象。優(yōu)化后的硅烷化工藝均可使在環(huán)境濕度5%-25%RH,環(huán)境溫度65-75℃范圍內(nèi)改性后的聚酰亞胺表面硅含量都達(dá)到25%左右,改性層的深度達(dá)到500nm以上。且Si和O元素含量變化呈連續(xù)漸變的規(guī)律,無(wú)明顯突變,改性層與基體之間不存在明顯界面。在光活化反應(yīng)過(guò)程中,產(chǎn)生大量自由基及少量斷鍵。在改性促進(jìn)劑與硅烷化試劑相互作用下,小分子有機(jī)硅從表面向內(nèi)部擴(kuò)散,與自由基相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)小分子有機(jī)硅的接枝。最后在紫外固化作用下,表面有機(jī)含硅基團(tuán)轉(zhuǎn)變成無(wú)機(jī)SiO_x狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)了由表層到內(nèi)部SiO_x→無(wú)機(jī)-有機(jī)硅雜化→含硅Kapton→Kapton基體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最終聚酰亞胺的表面形成了柔性界面且結(jié)合強(qiáng)度好的致密改性層。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文的外表面、器件及太陽(yáng)能電池等進(jìn)行二次污染，可能影響航因此聚合物的防原子氧性能受到越來(lái)越多的關(guān)注，是航天器一部分[3]。O 的產(chǎn)生氧(AO)環(huán)境一般存在于 200~700km 的 LEO 軌道中。在 L真空狀態(tài)，壓強(qiáng)為 10-5pa，甚至可以達(dá)到 10-7pa。在 LEO 軌種氣體形式，主要包括 N2、O2、Ar、He、H 及 AO 等。如高度的差異，，造成了原子氧密度的差異。隨著軌道高度越來(lái)度也就呈現(xiàn)出越來(lái)越低的趨勢(shì)。在 LEO 環(huán)境中，原子氧是]。

圖 1-2 原子氧的產(chǎn)生過(guò)程的原子氧本身具有的能量很低，一般K～1500K 范圍內(nèi)。但在 LEO 軌道即具備相對(duì)原子氧 8km/s 的速率。致而在航天器的外表面產(chǎn)生 5eV 的能作用下，航天器表面會(huì)產(chǎn)生很大的。因此，原子氧被認(rèn)為是 LEO 環(huán)合物材料產(chǎn)生的危害)對(duì)航天器表面的強(qiáng)烈侵蝕作用，致使降。原子氧(AO)相對(duì)航天器表面材，出現(xiàn)嚴(yán)重的侵蝕效應(yīng)。，原子氧以高通量(1012~1015atom-2s-生侵蝕現(xiàn)象。如 MEDET 實(shí)驗(yàn)載著行，聚酰亞胺等高分子材料在通量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：V46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2701532