隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，各國都在努力拓展自己的太空領(lǐng)域?？臻g 技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料提出了越來越高的要求。航天器要在低地球軌道(LEO)這種高原 子氧含量的環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)而保證不被損壞，就必須具有優(yōu)異的抗原子氧性能。聚 酰亞胺以其優(yōu)異的熱性能、機(jī)械性能、耐溶劑性能和介電性能已經(jīng)成為航天事業(yè)中 的一類重要材料，但原子氧的侵蝕使未經(jīng)改性的聚酰亞胺材料使用壽命大打折扣， 因此采用各種方法提高聚酰亞胺的抗原子氧性能成為了各國學(xué)者研究的焦點(diǎn)。 

 

到目前為止，提高聚酰 亞胺抗原子氧性能的手段主要有：復(fù)合法、填充法以及化學(xué)改性法。復(fù)合法與填充 法盡管能有效地改善聚酰亞胺的抗原子氧性能，但仍存在很大的局限性?；瘜W(xué)改性 法著眼于聚酰亞胺分子鏈，旨在分子水平上提高聚酰亞胺的抗原子氧性能，具有高 效、均一的優(yōu)勢(shì)。目前主要在PI分子鏈中引入磷、硅、鋯等元素來提高抗原子氧性 能。考慮到經(jīng)濟(jì)效益以及改性聚酰亞胺的綜合性能，目前多在分子鏈中引入硅元素 。 

 

近幾年，一種超支 化聚硅氧烷(Hyperbranchedpolysiloxane，簡稱“HBPSi”)為聚酰亞胺材料的改性 提供了新的思路。與傳統(tǒng)的線性聚合物改良劑相比，超支化聚硅氧烷具有特殊的超 支化結(jié)構(gòu)，因而在降低聚合物粘度、結(jié)晶性以及分子鏈之間的纏結(jié)、提高聚合物溶 解性等方面得到了廣泛應(yīng)用。其特殊的超支化結(jié)構(gòu)可負(fù)載更高含量的硅元素，而硅 元素在提高PI抗原子氧性能方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。將含有氨基的超支化聚硅氧 烷與二酐反應(yīng)可得到分子主鏈含有超支化聚硅氧烷結(jié)構(gòu)的新型聚酰亞胺材料，實(shí)現(xiàn) 了在分子水平上對(duì)PI的改性，有效地解決了復(fù)合法中涂層易碎以及填充法中填料難 以均勻分散等問題，同時(shí)通過調(diào)整超支化聚硅氧烷的支化度、分子量以及氨基含量 可以獲得抗原子氧性能與綜合力學(xué)性能優(yōu)異的薄膜材料。原子氧曝光實(shí)驗(yàn)表明， HBPSi聚酰亞胺薄膜在高熱、高原子氧含量的環(huán)境中會(huì)在表面產(chǎn)生一層SiO2惰性防 護(hù)層，阻止原子氧對(duì)基層材料的進(jìn)一步刻蝕，使材料表現(xiàn)出“自修復(fù)”或者“自愈 合”的能力。超支化聚硅氧烷龐大的橢球狀結(jié)構(gòu)具有較明顯的空間位阻，能夠增大 分子鏈間距與聚合物的自由體積，從而有效地阻止熱量與電荷的傳遞，因此超支化 結(jié)構(gòu)的引入抑制了電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物的形成，同時(shí)還賦予了PI良好的耐熱性與光學(xué)性 能，從而為HBPSi聚酰亞胺薄膜在航空航天領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供了有力支撐! 

 

截至目前，制備超支化聚 硅氧烷常采用的方法有水解縮合法、硅氫加成聚合法、親核取代法、伍茲偶聯(lián)法等 。其中由于水解縮合法反應(yīng)條件溫和、能耗低、對(duì)環(huán)境無污染、水解工藝易于控制 、反應(yīng)過程簡單、反應(yīng)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)可控以及適合工業(yè)化生產(chǎn)而被廣泛應(yīng)用。超支化聚 合物在分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面具有靈活的可設(shè)計(jì)性，采用不同的反應(yīng)單體可使超支化聚 合物帶有不同的官能團(tuán)，從而通過縮聚、硅氫加成、伍茲偶聯(lián)反應(yīng)等手段引入到聚 合物中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)聚合物的改性。