Kapton表面改性及原子氧防護(hù)涂層制備方法研究.pdf

1、在低地球軌道(LEO)環(huán)境中，原子氧（AO）是最主要的成分。它的化學(xué)性質(zhì)十分活潑，與Kapton基材發(fā)生相互作用時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致基材表面受到侵蝕，造成化學(xué)成分、表面形態(tài)、光學(xué)性能發(fā)生改變甚至導(dǎo)致航天器表面形成顆粒和分子污染。為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常會(huì)在基材表面涂覆無(wú)機(jī)防護(hù)AO薄膜。然而，在疏水性的Kapton基材上制備親水性的涂層是十分困難的，因此有必要對(duì)Kapton基材表面進(jìn)行改性處理用來(lái)改善基材的潤(rùn)濕性。在本文中，我們使用堿水熱處理和硅

2、烷偶聯(lián)劑等表面改性方法改變Kapton基材的表面性質(zhì)。采用溶膠-凝膠法在Kapton表面制備無(wú)機(jī)防護(hù)涂層，研究無(wú)機(jī)涂層在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生的開(kāi)裂情況。并且對(duì)SiO2/TiO2涂層的防護(hù)原子氧能力進(jìn)行了研究。研究成果如下：
　?。?）水熱法對(duì)Kapton基材進(jìn)行表面改性處理：研究了水熱處理三種不同厚度的Kapton基材的外觀形貌、接觸角和透光率的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：經(jīng)水熱處理后Kapton基材表面親水性增加，不同的Kapton

3、基材的水熱條件不同。
　　（2）溶劑熱法和Sol-gel法制備SiO2涂層：研究了硅烷偶聯(lián)劑在溶劑熱過(guò)程中對(duì)Kapton基材的表面改性效果。用sol-gel法在 Kapton表面制備無(wú)機(jī)SiO2涂層。研究了Kapton樣品的表面形態(tài)、濕潤(rùn)性和透光率的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：溶劑熱過(guò)程能有效提高SiO2涂層與Kapton基體間的界面粘附力，制備的薄膜表面均勻，沒(méi)有裂痕。
　　（3）SiO2涂層環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)：利用堿水熱處理和γ-氨基

4、丙基三乙氧基硅烷（KH550）結(jié)合處理的方法對(duì)Kapton進(jìn)行表面改性。用sol-gel法在Kapton表面制備無(wú)機(jī)SiO2涂層。模擬不同條件下自然紫外老化實(shí)驗(yàn)的老化效果，討論了紫外線（UV）輻射，輻射時(shí)間和環(huán)境濕度對(duì)SiO2涂層性能的影響。結(jié)果表明：環(huán)境濕度對(duì)SiO2涂層與基體界面粘附力有著不可忽視的影響。
　?。?）氨水改性和sol-gel法制備SiO2/TiO2涂層：為了提高聚合物的表面濕潤(rùn)性，用氨水改性和硅烷偶聯(lián)劑溶劑熱處