具有梯度结构的抗原子氧材料的分子设计、制备技术及侵蚀机理研究

随着我国低地球轨道（LEO）航天器技术的发展，开展原子氧（AO）环境效应与防护技术研究非常必要。为了提高航天器表面对抗AO材料耐高温氧化、耐高速撞击、大温差、轻质的高要求，本项目提出一种新的技术思路：从抗AO材料的宏观和微观结构上，设计开发具有特殊结构的材料，即采用八官能团笼形倍半硅氧烷（POSS）为核，含磷聚酰胺酸齐聚物为臂，以Flory 和唐敖庆凝胶化理论为依据，合成多臂笼形POSS-含磷聚酰亚胺杂化材料。探讨臂的结构、长度、臂与核的官能团比，末端基种类、POSS和有机磷（P）含量、支化度、交联点密度等对材料力学、热学性能的影响规律；探讨P、POSS的协同和分布对材料抗AO侵蚀速度、钝化层组成和分布、形貌的影响规律，揭示P和POSS在聚酰亚胺基体中协同抗AO机理；通过Monte Carlo模拟和实验数据相结合，建立梯度涂层模型，为发展具有梯度结构抗AO防护涂层技术奠定理论基础。

随着我国低地球轨道（LEO）航天器技术的发展，开展原子氧（AO）环境效应与防护技术研究非常必要。为了提高航天器表面材料对抗AO高温氧化、高速撞击、轻质的要求，本项目提出一种新的思路：从抗AO材料的宏观和微观结构上，设计开发了一类具有特殊结构的材料，即采用八官能团笼形倍半硅氧烷（POSS）为核，含磷聚酰胺酸齐聚物为臂，以Flory 和唐敖庆凝胶化理论为依据，合成了多臂笼形POSS-含磷聚酰亚胺杂化材料。探讨了臂的结构、长度、臂与核的官能团比，末端基种类、POSS和有机磷（P）含量、支化度、交联点密度等对材料力学、热学性能的影响规律；探讨了P、POSS的协同和分布对材料抗AO侵蚀速度、钝化层组成和分布、形貌的影响规律，揭示了P和POSS在聚酰亚胺基体中协同抗AO机理；通过Monte Carlo模拟和实验数据相结合，建立梯度涂层模型，为发展具有梯度结构抗AO防护涂层技术奠定理论基础。