Исследование свойств и структуры полиимидных пленок после воздействия факторов космического пространства низких земных орбит

• Автор: Пасевич, Оксана Федоровна
• Шифр специальности: 02.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание

Список условных сокращений.

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Синтез полиимидных материалов.

1.2. Получение полиимидной пленки

1.3. Физикохимические свойства полиимидных пленок.

1.4. Характеристика космического пространства низких

земных орбит.

1.5. Воздействие факторов космического пространства на полимерные материалы КА

1.6. Применение полимерных материалов на космических

аппаратах
Выводы.
Глава 2. Экспериментальные методы исследования
2.1. Методика проведения натурного эксперимента на орбитальной космической станции Мир
2.2. Измерение массы и толщины образца.
2.3. Гониометрический метод исследования поверхностных свойств полимерных пленок
2.4. Спектральные методы исследования
2.4.1. Методы спектрофотомерии.
2.4.2. Метод Фурье ИК спектроскопии
2.4.3. Метод МНПВО.
2.5. Измерение круговых диаграмм яркости.
2.6. Методы электронной сканирующей и атомной силовой микроскопии
2.7. Фотографический метод исследования формы
капель жидкости
2.8. Метод ЭПР
Глава 3. Исследования физических свойств экспонированных полиимидных пленок
3.1. Описание внешнего вида полиимидных пленок
3.2. Исследование массы, толщины и плотности полиимидов.
3.3. Скорость изменения массы и толщины полиимидных пленок
3.4. Оценка эффективности реакций атомарного кислорода с полиимидными пленками, экспонированными на орбитальной космической станции Мир.
3.5. Оценка радиационная повреждений полиимидных пленок.
3.6. Парамагнитные свойства экспонированных полиимидных
Выводы
Глава 4. Исследования поверхностных свойств экспонированных полиимидных пленок
4.1. Фотографический метод исследования поверхности экспонированных полиимидных пленок
4.2. Исследование поверхностных свойств полиимидов гониометрическим методом
4.2.1. Исходная полиимидная пленка
4.2.2. Полиимидные пленки, экспонированные месяцев.
4.2.3. Полиимидные пленки, экспонированные месяца
4.2.4. Полиимидные пленки, экспонированные под
защитой пленок
Глава 5. Структура поверхности полиимидных пленок
5.1. Исследование полиимидных пленок методом электронной
сканирующей микроскопии.
6.2. Исследование полиимидных пленок методом атомной
силовой микроскопии
Выводы.
Глава 6. Исследование оптических свойств экспонированных поли
имидных пленок
6.1. Исследование круговых диаграмм яркости
6.2. Исследование полиимидных пленок методом электронной спектроскопии
Выводы.
Глава 7. Исследование химического строения экспонированных полиимидных пленок методом ИКспектроскопии 7.1. Исследование полиимидных пленок методом ИКФурьс
спектроскопии
, 7,1.1. Полиимидные пленки, экспонированные месяцев.
7.1.2. Полиимидные пленки, экспонированные месяца.
л 7.1.3. Внутренние полиимидные пленки
7.2. Исследование тонких поверхностных слоев полиимидов
методом МНПВО
Выводы.
Заключение.
Литература


Кроме того, в литературе практически отсутствует информация о закономерностях изменения поверхностных свойств, строения и структуры полиимидных пленок при экспонировании в натурных условиях. Отсутствие такой информации не позволяет сделать заключения о роли тех или других ФКП в изменении свойств полиимидных пленок, о закономерностях процессов, ответственных за их деградацию. В течение нескольких лет на кафедре общей и специальной химии ИАТЭ проводятся систематические исследования полиимидных и других полимерных пленок, которые прошли экспонирование на поверхности орбитальной космической станции Мир , . В настоящей диссертационной работе проведено обобщение результатов исследований полиимидных пленок. Необходимо подчеркнуть, что имеющаяся информация о поведении полиимидных материалов в полетных условиях на КА была получена в условиях одновременного воздействия многочисленных ФКП, которые практически невозможно в полном объеме смоделировать при ускоренных лабораторных испытаниях. Это существенно затрудняет сопоставление результатов, полученных в натурных и наземных испытаниях. ФКП. Для выявления влияния ориентации пленок по отношению к направлению движения КА на изменение их свойств, натурным испытаниям были подвергнуты две партии пленок, которые отличались расположением кассет на поверхности станции Мир. С целыо изучения изменения свойств пленок в зависимости от времени пребывания на низких земных орбитах НЗО одна из этих партий подвергалась экспонированию в течение , а вторая в течение месяцев. Было также проведено сопоставление поведения при экспонировании отечественной полиимидной пленки ПМ1Э и КарЮп 0 НЫ фирма Дюпон. В целом проведение комплекса этих исследований может оказаться полезным разработчикам новых космических аппаратов при выборе, например, терморегулирующих и изоляционных покрытий, экранновакуумной теплоизоляции. Цель работы. Изучение свойств и структуры полиимидных пленок после воздействия ФКП на орбитальной космической станции Мир низкие земные орбиты 0 0 км. Исследование поверхностных свойств, химического строения и структуры полиимидных пленок, экспонированных в условиях воздействия всех ФКП незащищенные внешние и частично защищенные внутренние пленки в зависимости от времени экспонирования. Научная новизна работы. Проведены систематические исследования свойств и структуры полиимидных пленок, подвергнутых воздействию факторов космического пространства при экспонировании на орбитальной космической станции Мир. ФКП низких земных орбит. Образование анизотропных структур подтверждается также обнаружением на наружной поверхности внешних полиимидных пленок анизотропных капель жидкости, регистрацией круговых диаграмм рассеяния света, гониометрическим методом. Обнаружена корреляция изменений поверхностных свойств полиимидных пленок на нано и микроуровне с изменением поверхностных макросвойств пленок анизотропия формы капель жидкости на поверхности внешних пленок. При экспонировании протекает гидрофилизация полиимидных пленок, которая в наибольшей степени происходит на наружной поверхности внешних пленок, а также, в значительно меньшей мере, закрытых пленок. Процесс гидрофилизации и образования нано и микроструктур носит нелинейную зависимость от времени экспонирования. Химические превращения полиимидных пленок обусловлены протеканием окислительных процессов и деструкцией макромолекул, сопровождающейся распадом имидных циклов и ароматических колец. При экспонировании в космосе в полимерных пленках увеличивается концентрация парамагнитных центров. Нелинейное увеличение скорости деградации полиимидных пленок после месяцев экспонирования отнесено за счет значительного увеличения концентрации атомарного кислорода в период повышенной солнечной активности. Оценка эффективности реакций атомарного кислорода, ответственных за потерю массы при натурных испытаниях полиимидных пленок на орбитальной космической станции Мир. Выдвинуто предположение, что образование нано и микроструктур инициируется процессами столкновения полиимидных пленок с потоком атомарного кислорода.