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原子氧（AO）的含量是低地球轨道（LEO）所处的空间环境中最多的。原子氧会对在低地球轨道空间中的航天器的运行产生严重的影响。航天器表面所使用的聚合物材料在原子氧的高温氧化作用和高速的撞击下会遭受到特别严重的侵蚀甚至是造成材料的剥离,给表面所用的聚合物的质量的带来损失、使其电学、光学以及机械性能等方面发生退化,对航天器的寿命和航天任务的执行带来严重的威胁。基于以上原因,本文从提高聚合物的抗原子氧性能出发,系统分析了原子氧对聚合物材料的侵蚀过程及其机理。利用低浓度碱溶液水热与溶剂热相结的方法对Kapton表面进行改性,并利用溶胶凝胶法在Kapton表面制备了SiOx涂层。合成了不同的笼型倍半硅氧烷（POSS）材料,探索利用POSS材料在Kapton表面制备涂层和改性硅橡胶的方法。并在原子氧地面模拟设备中测试了不同样品的抗原子氧侵蚀能力。主要实验研究结论如下:（1）原子氧对Kapton,硅橡胶的侵蚀机理分析:结果表明原子氧对Kapton,硅橡胶的性能产生了显著的影响。原子氧辐照后Kapton表面呈现出典型的“地毯状”形貌,其透光率和接触角明显下降。原子氧与硅橡胶发生作用后,使硅橡胶表面产生裂纹,透光率下降,硅橡胶表面的碳元素含量减少,硅、氧元素含量增加。两者的质量损失主要是由于具有高能量和强氧化性的原子氧撞击聚合物表面时,破坏了其分子结构,引起挥发性物质的形成（例如H2,H2O,CO,CO2等）及材料的损耗。（2）碱溶液对Kapton表面的改性及其在抗原子氧防护涂层中的应用。结果表明水热条件下用NaOH对Kapton表面进行改性的最佳浓度为0.05 mol L-1。用0.05 mol L-1NaOH水热和γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）溶剂热相结合是一种有效的可以提高SiOx涂层和Kapton基材之间附着力的表面改性方法。在Kapton表面成功的制备了SiOx涂层。原子氧暴露后,SiOx涂层变得更加均一,没有出现微裂痕和剥落现象。这说明SiOx涂层可以显著提高Kapton基材的抗原子氧能力。（3）合成了不同种类的POSS材料。本章成功的合成了Me-POSS和NH2-POSS两种类型不同的POSS材料,并利用红外光谱仪和接触角测量仪对其结构和亲水性能做了进一步表征。实验结果表明Me-POSS具有强烈的疏水性;NH2-POSS则具有良好的亲水性。（4）在Kapton表面制备不同的POSS涂层。结果表明Me-POSS不能在Kapton表面形成均一连续的涂层,涂层表现出较强的疏水性。相反,NH2-POSS可以在Kapton表面形成连续均一的涂层,涂层表现出强烈的亲水性。与原始Kapton的透光率相比,涂覆POSS涂层的Kapton的透光率均有所降低。（5）通过物理共混的方式将Me-POSS作为填料制备出改性硫化硅橡胶,探索了Me-POSS改性硅橡胶的抗原子氧性能及侵蚀机理。实验表明,添加Me-POSS后硅橡胶的机械性能发生了改变,原子氧辐照后,Me-POSS硅橡胶表面产生了裂纹,其透光率比原子氧辐照前普遍提高。辐照后,Me-POSS硅橡胶样品的质量损失比原始硅橡胶略有增加。这说明下一步实验过程中我们应该改进制备方法和强化材料后处理,此实验为以后研究的继续开展奠定了基础。