在聚酰亚胺表面构筑含微纳米SiO2颗粒涂层的方法研究

• 作者: 徐灿 邱心宇 郭云 刘惠涛 高原
• 来源期刊: 表面技术
• 关键词: 聚酰亚胺 SiO2 涂层 St?ber法 sol-gel Kapton 表面改性
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 表面功能化|Surface Functionalization
• 页码范围: 169-176
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.4|V261.93+3
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.06.017

摘要

目的 研究一种将St?ber法制备的SiO2纳米微球分散在含硅溶胶体系中,在聚酰亚胺(PI,Kapton)表面制备含SiO2微纳米颗粒涂层的新方法,并利用该涂层提高Kapton薄膜的使用寿命和抗原子氧(atomic oxygen,AO)侵蚀能力.方法 用正硅酸乙酯(TEOS)在碱性条件下制备St?ber微球,用3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)在酸性条件下制备含硅溶胶.将St?ber微球均匀分散到溶胶中,用提拉镀膜方法在经低浓度NaOH水热处理后的Kapton薄膜表面,制备含SiO2微纳米颗粒的涂层.在束流密度为1.43×1016 atoms/(cm2·s),辐照时间为6 h的AO环境中进行模拟试验.用SEM扫描电镜和AFM原子力显微镜表征试验前后样品的表面形貌.结果 AO辐照后,原始Kapton薄膜的质量损失和AO侵蚀率分别为1.39 mg/cm2和3.17×10?24 cm3/atom,且Kapton表面被严重侵蚀;而有涂层的Kapton样品,质量损失和AO侵蚀率分别下降为0.10 mg/cm2和0.22×10?24 cm3/atom,侵蚀率只相当于原始Kapton的6.9％.结论 采用St?ber与sol-gel相结合的方法,提高了所制备涂层中SiO2的含量.模拟试验表明,该涂层提高了样品的抗AO侵蚀能力.此制备方法简单实用,对于长寿命航天器中聚合物材料的AO防护,具有一定的研究意义.