● 摘要
聚酰亚胺（Polyimide，PI）是一类以酰亚胺环为特征结构的综合性能优异的聚合物，普遍应用于航空、航天、化工、机械以及电气等领域，在航天器中可用作保护膜、发动机轴承、太空望远镜以及太空太阳能帆板上的部件等。但是，在低地球轨道（LEO）环境中原子氧的作用下，聚酰亚胺不仅会发生质量损失，热、光学及力学性能也会发生变化，从而影响材料的性能，进一步影响到飞行器的性能。因此，必须提高聚酰亚胺材料的耐原子氧性能。目前，国内外改善聚酰亚胺耐原子氧性能的常用的方法可分为表面强化技术和基体强化技术两类。本文通过基体强化技术制备了一系列含锆、含磷、含硅以及多组分杂化耐原子氧聚酰亚胺，对其耐原子氧性能、原子氧作用下的结构演化进行了研究。 本论文主题部分由六章组成，简要如下： 第一章 绪论。概述了耐原子氧聚酰亚胺的研究进展。 第二章 实验部分。介绍了聚酰亚胺薄膜的制备及性能测试的具体方法。 第三章 添加型含锆耐原子氧聚酰亚胺薄膜的制备与表征。通过溶胶-凝胶法制备了添加型含锆聚酰亚胺薄膜，研究了锆含量对聚酰亚胺薄膜性能的影响及其在原子氧作用下的结构演化。结果表明添加型含锆聚酰亚胺薄膜具有较好的耐原子氧性能，场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）及X射线光电子能谱（XPS）分析结果表明，原子氧暴露实验后，薄膜表面暴露出大量二氧化锆，形成了致密的网状结构。 第四章 分子增强型耐原子氧聚酰亚胺薄膜的制备与表征。分别利用含磷二胺和含硅二胺制备了分子增强型聚酰亚胺薄膜，研究了磷、硅含量对聚酰亚胺薄膜性能的影响以及聚酰亚胺薄膜在原子氧作用下的结构演化。结果表明分子增强型聚酰亚胺薄膜也具有较好的耐原子氧性能，FE-SEM及XPS分析结果表明，原子氧暴露实验后，薄膜表面分别形成了富磷和富硅的保护层。 第五章 多组分杂化耐原子氧聚酰亚胺薄膜的制备与表征。利用含磷二胺、含硅二胺以及正硅酸乙酯制备了多组分杂化聚酰亚胺薄膜，初步研究了多组分杂化聚酰亚胺薄膜的制备技术及在原子氧作用下的结构演化。 结论。 总结上述各章研究结果的基础上，本论文创新点在于：对比研究了含锆、含磷、含硅三种不同增强组分对聚酰亚胺耐原子氧性能的影响，并定量分析了组分含量对聚酰亚胺耐原子氧性能的影响，对三种增强组分提高聚酰亚胺耐原子氧性能的机理分别展开了探讨；研究了多组分杂化聚酰亚胺的耐原子氧性能，对多组分间的协同作用机理进行了初步探索。