科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
聚合物及其复合材料的抗原子氧辐照性是影响其在空间装备应用过程中可靠性和安全性的重要因素。研究表明含硫、氮等杂原子的芳杂环聚合物具有一定的抗原子氧辐照性能。因此，从聚合物分子链角度出发设计并制备具有抗辐照性能的聚合物是一种有效的途径。目前，关于聚醚砜、聚砜及聚酰亚胺等聚合物抗辐照性能的研究表明，引入具有良好耐热性能的化学基团能有效提高聚合物的抗原子氧辐照性能。聚苯并咪唑因结构中特殊的苯并咪唑结构赋予了其良好的耐热性能，使其表现出良好的抗原子氧辐照的潜质。但聚苯并咪唑的合成条件较为苛刻，因此将苯并咪唑结构引入聚酰亚胺的主链中成为了一种改善其抗辐照性能的良好解决方案。本工作采用传统的两步法合成了一种含苯并咪唑结构的聚酰亚胺(PMI),研究了聚合物薄膜在原子氧辐照(AO)前后的力学性能和摩擦学性能，并与不含苯并咪唑基团的聚酰亚胺(YS-20)薄膜进行了比较。结果表明，含苯并咪唑结构聚酰亚胺的抗氧化性能和力学性能均优于不含苯并咪唑基团的聚酰亚胺(YS-20)。通过对比辐照时间对薄膜的影响，发现不同辐照时间后，PMI系列表现出较低的粗糙度。这一结果通过表面三维形貌图也得到了证明。通过对辐照后表面C和O元素价态和组成分析结果表明，与YS-20相比，PMI表现出较低的碳化程度。同时主链中芳杂环结构也提高了聚合物的耐温性能和机械强度，其中PMI的玻璃化转变温度高达365℃。通过球盘摩擦实验考察了辐照前后摩擦性能的演变。结果表明，由于抗AO性能的不同，聚合物薄膜的显微硬度和模量呈现出不同的变化趋势，导致AO辐照后的摩擦学性能不同。
- 单位
