近年来随着航天技术的发展,低地球轨道运行的航天器数量越来越多。原子氧大量存在于低地球轨道环境中,原子氧能够对应用于航天器的聚合物材料产生很强的侵蚀作用。因此各个国家都在致力于开发抗原子氧新材料,比如体相改性、防护涂层等,但同时都存在防护效果差,存在明显界面等一些问题。目前已有的光活化-硅烷化工艺能很好地解决以上问题,是一种相对理想的原子氧防护技术。但同时也存在对环境参数(环境温湿度)敏感性大的问题,由于实际生产过程中很难实现对低环境湿度的控制,因此不利于大尺寸产品的生产。本文的目的就是在原有工艺基础上解决对环境参数敏感性大的问题。本文在不改变原有光活化工艺的前提下,对硅烷化工艺进行优化。在环境湿度范围5%-25%RH,环境温度范围65℃-75℃条件下,选用硅烷化试剂A与改性促进剂B进行硅烷化反应。针对优化后硅烷化工艺制备的改性聚酰亚胺薄膜,从光学性能、表面形貌、化学组成、反应机理等方面进行研究。研究结果表明,同原始的光活化硅烷化工艺相比,优化后的硅烷化工艺对硅烷化反应过程中环境温湿度的敏感性明显下降。改性聚酰亚胺光学性能不但没有下降,反而有所提高,表面形貌光滑细致,经180°折叠不存在裂纹和剥落现象。优化后的硅烷化工艺均可使在环境湿度5%-25%RH,环境温度65-75℃范围内改性后的聚酰亚胺表面硅含量都达到25%左右,改性层的深度达到500nm以上。且Si和O元素含量变化呈连续渐变的规律,无明显突变,改性层与基体之间不存在明显界面。在光活化反应过程中,产生大量自由基及少量断键。在改性促进剂与硅烷化试剂相互作用下,小分子有机硅从表面向内部扩散,与自由基相结合,实现小分子有机硅的接枝。最后在紫外固化作用下,表面有机含硅基团转变成无机SiO_x状态。实现了由表层到内部SiO_x→无机-有机硅杂化→含硅Kapton→Kapton基体的结构设计,最终聚酰亚胺的表面形成了柔性界面且结合强度好的致密改性层。