Microstructure formation on polymers induced by atomic oxygen; Higher-order structure effects on morphologies

原子状酸素による高分子材料の微細構造形成; 高次構造がモルフォロジーにおよぼす効果について

後藤 亜紀*; 丹司 尊*; 田川 雅人*; 満汐 孝治*; 岡 壽崇   ; 山下 真一*

Goto, Aki*; Tanji, Takashi*; Tagawa, Masahito*; Michishio, Koji*; Oka, Toshitaka; Yamashita, Shinichi*

宇宙機が周回する地球低軌道に存在する残留大気の主成分である原子状酸素(AO)によって、宇宙機を構成する熱制御材料など高分子材料の機械特性や熱光学特性が低下することが知られているが、AO照射による表面形状の変化、特にナノ-マイクロスケールの突起物の形成メカニズムが未だ解明されていない。そこで、高分子材料にAOを照射して系統的に変化を調べたところ、形成された突起構造は照射温度の上昇とともに大きくなるが数は減ったことから、高分子鎖の熱的な運動が表面形状に影響をおよぼしていると推察された。

Atomic oxygen (AO) is a dominant constituent of residual atmosphere in low Earth orbit, it is necessary to evaluate materials' durability against AO before launching but the mechanism for the microstructure formation has not been understood. In this study, we irradiated AO to polymer surface and investigated the change of surface morphologies. The mass losses of irradiated polymers were similar regardless of polymer's type and temperature, however, the formed protrusions became larger and fewer with increasing temperature. This shows that the polymer chains' thermal motions affected the surface morphologies.