【摘 要】
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聚酰亚胺(PI)以其优异的热性能、机械性能、耐溶剂性能和介电性能广泛应用与航天领域,但原子氧(AO)的侵蚀使未经改性的PI使用寿命大打折扣[1,2].本文以正硅酸乙酯(TEOS)
【机 构】
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西北工业大学理学院应用化学系,西安 710129
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聚酰亚胺(PI)以其优异的热性能、机械性能、耐溶剂性能和介电性能广泛应用与航天领域,但原子氧(AO)的侵蚀使未经改性的PI使用寿命大打折扣[1,2].本文以正硅酸乙酯(TEOS)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APS)和双苯基二甲氧基硅烷(DPDMS)为硅源,采用水解共缩合法合成了具有超支化结构的聚硅氧烷(HBPSi),并利用共缩聚反应将HBPSi引入PI分子主链,显著改善了PI的抗原子氧性能.表面形貌及XPS测试结果表明,在真空AO环境中,薄膜表面的有机聚合物被AO氧化降解,Si原子残留在薄膜表面并与AO反应形成一层致密的惰性SiO2防护层,有效避免了基层材料被AO刻蚀.HBPSi结构的引入,并没有降低薄膜的玻璃化转变温度(Tg)、热稳定性以及透光性.当AO积分通量达到3.87×1020 O atom·cm-2时,AO对于HBPSi含量为29.7 wt％的PI薄膜的侵蚀率仅为纯PI薄膜的6.3％.即便该杂化薄膜在400℃的环境温度下老化10小时,其质量损失不到0.5％,体现出了优异的热稳定性.该种材料的问世,可替代目前普遍采用的Kapton薄膜并广泛应用于航空航天领域.
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