隨著科學技術的迅猛發(fā)展，各國都在努力拓展自己的太空領域?？臻g 技術的發(fā)展對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者研究的焦點。 

 

到目前為止，提高聚酰 亞胺抗原子氧性能的手段主要有：復合法、填充法以及化學改性法。復合法與填充 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。化學改性 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。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?？紤]到經(jīng)濟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 支化結構，因而在降低聚合物粘度、結晶性以及分子鏈之間的纏結、提高聚合物溶 解性等方面得到了廣泛應用。其特殊的超支化結構可負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用價值。將含有氨基的超支化聚硅氧 烷與二酐反應可得到分子主鏈含有超支化聚硅氧烷結構的新型聚酰亞胺材料，實現(xiàn) 了在分子水平上對PI的改性，有效地解決了復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性能優(yōu)異的薄膜材料。原子氧曝光實驗表明， HBPSi聚酰亞胺薄膜在高熱、高原子氧含量的環(huán)境中會在表面產(chǎn)生一層SiO2惰性防 護層，阻止原子氧對基層材料的進一步刻蝕，使材料表現(xiàn)出“自修復”或者“自愈 合”的能力。超支化聚硅氧烷龐大的橢球狀結構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 結構的引入抑制了電荷轉(zhuǎn)移絡合物的形成，同時還賦予了PI良好的耐熱性與光學性 能，從而為HBPSi聚酰亞胺薄膜在航空航天領域的廣泛應用提供了有力支撐! 

 

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條件溫和、能耗低、對環(huán)境無污染、水解工藝易于控制 、反應過程簡單、反應產(chǎn)物結構可控以及適合工業(yè)化生產(chǎn)而被廣泛應用。超支化聚 合物在分子結構設計方面具有靈活的可設計性，采用不同的反應單體可使超支化聚 合物帶有不同的官能團，從而通過縮聚、硅氫加成、伍茲偶聯(lián)反應等手段引入到聚 合物中，從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)聚合物的改性。