近日，彼尔姆理工大学科学家通过实验发现，伽马射线和微波能够提高两种工业聚酯树脂的强度和柔韧性，并加快其生产过程，相关研究成果发表在《高能化学》杂志上，该项工作是在国家任务框架内开展的。
聚酯树脂是一种通用合成聚合物，属于石油产品，由醇和酸发生化学反应制成，最初呈透明液体状，添加硬化剂后会变成耐潮、耐化学品和耐高温的耐用材料。因其易于生产且成本低廉，在工业领域应用广泛，例如用作清漆、胶水、修补剂、船舶和车身防护涂层，以及电子和核工业中的绝缘材料，还可用于生产玻璃纤维复合材料、油漆等。
科学界已证实辐射对不同材料性能的影响存在差异。以环氧树脂复合材料为例，其机械性能可通过高达100千戈瑞(辐射剂量的计量单位)的辐射得到改善，但更高剂量的辐射则会产生相反效果。因此，有必要对辐射因素进行研究，以获得性能更佳的改性工业材料，使其更耐用、可靠，能承受高负荷和高温。
伽马波和微波是两种不同类型的辐射，效应强度不同。强大的高能伽马射线由放射性物质和核反应产生，在医学上广泛用于治疗肿瘤和对器械消毒;微波辐射较弱，正常剂量下对人体安全，主要用于加热食物、电信和雷达。
彼尔姆理工大学科学家研究发现，辐射硬化效果不仅取决于辐射条件，还取决于材料成分。为此，他们对不同化学成分的聚酯树脂进行实验，确定其强度和柔韧性如何受伽马射线和微波剂量的影响。
实验中，理工学院的学生使用了两种工业常用树脂：Kamfest - 05I和Kamfest - 15VES。前者是丙二醇间苯二甲酸酯与富马酸缩聚物的苯乙烯溶液，后者是双酚环氧物与甲基丙烯酸反应物的苯乙烯溶液。
技术人员用剂量为100至10,000千戈瑞的伽马射线和频率为2.45千兆赫、功率为700瓦的微波对树脂样品进行处理。微波对材料的照射时间分别为300、600、1200和1800秒。随后，对样品进行拉伸和弯曲机械测试，评估辐射暴露后其强度特性的变化。
实验结果显示，伽马射线辐照对聚酯树脂的物理和机械性能有显著影响。当剂量高达2000千戈瑞时，两种样品的强度均有所提高;当剂量从2000千戈瑞增加到4000千戈瑞时，强度急剧降低，材料恢复到原始性能;剂量进一步增加到10000千戈瑞时，强度也会下降。这表明硬化聚酯树脂的最佳剂量为2000千戈瑞，PNRPU应用物理系副教授、物理与数学科学副博士Ergash Nurullaev说道。
同时，这两种树脂都具有抗辐射性能，但性能取决于成分。Kamfest - 05I品牌的抗拉伸性能更佳，而Kamfest - 15VES品牌的抗弯强度更高。
微波辐射的效果很大程度上取决于样品处理时间。起初，树脂强度会略有提高，但长时间暴露于微波(超过30分钟)会再次降低树脂性能。不过，材料加热均匀，这是加速工业生产过程的重要因素。
此次研究发现的辐射硬化特性，使得在生产中可控地照射聚酯树脂成为可能，有助于改进材料并扩大其在极端条件(如高辐射地区)下的应用范围。
