近日，彼爾姆理工大學科學家通過實驗發現，伽馬射線和微波能夠提高兩種工業聚酯樹脂的強度和柔韌性，并加快其生產過程，相關研究成果發表在《高能化學》雜志上，該項工作是在國家任務框架內開展的。

聚酯樹脂是一種通用合成聚合物，屬于石油產品，由醇和酸發生化學反應制成，最初呈透明液體狀，添加硬化劑后會變成耐潮、耐化學品和耐高溫的耐用材料。因其易于生產且成本低廉，在工業領域應用廣泛，例如用作清漆、膠水、修補劑、船舶和車身防護涂層，以及電子和核工業中的絕緣材料，還可用于生產玻璃纖維復合材料、油漆等。

科學界已證實輻射對不同材料性能的影響存在差異。以環氧樹脂復合材料為例，其機械性能可通過高達100千戈瑞(輻射劑量的計量單位)的輻射得到改善，但更高劑量的輻射則會產生相反效果。因此，有必要對輻射因素進行研究，以獲得性能更佳的改性工業材料，使其更耐用、可靠，能承受高負荷和高溫。

伽馬波和微波是兩種不同類型的輻射，效應強度不同。強大的高能伽馬射線由放射性物質和核反應產生，在醫學上廣泛用于治療腫瘤和對器械消毒;微波輻射較弱，正常劑量下對人體安全，主要用于加熱食物、電信和雷達。

彼爾姆理工大學科學家研究發現，輻射硬化效果不僅取決于輻射條件，還取決于材料成分。為此，他們對不同化學成分的聚酯樹脂進行實驗，確定其強度和柔韌性如何受伽馬射線和微波劑量的影響。

實驗中，理工學院的學生使用了兩種工業常用樹脂：Kamfest - 05I和Kamfest - 15VES。前者是丙二醇間苯二甲酸酯與富馬酸縮聚物的苯乙烯溶液，后者是雙酚環氧物與甲基丙烯酸反應物的苯乙烯溶液。

技術人員用劑量為100至10,000千戈瑞的伽馬射線和頻率為2.45千兆赫、功率為700瓦的微波對樹脂樣品進行處理。微波對材料的照射時間分別為300、600、1200和1800秒。隨后，對樣品進行拉伸和彎曲機械測試，評估輻射暴露后其強度特性的變化。

實驗結果顯示，伽馬射線輻照對聚酯樹脂的物理和機械性能有顯著影響。當劑量高達2000千戈瑞時，兩種樣品的強度均有所提高;當劑量從2000千戈瑞增加到4000千戈瑞時，強度急劇降低，材料恢復到原始性能;劑量進一步增加到10000千戈瑞時，強度也會下降。這表明硬化聚酯樹脂的最佳劑量為2000千戈瑞，PNRPU應用物理系副教授、物理與數學科學副博士Ergash Nurullaev說道。

同時，這兩種樹脂都具有抗輻射性能，但性能取決于成分。Kamfest - 05I品牌的抗拉伸性能更佳，而Kamfest - 15VES品牌的抗彎強度更高。

微波輻射的效果很大程度上取決于樣品處理時間。起初，樹脂強度會略有提高，但長時間暴露于微波(超過30分鐘)會再次降低樹脂性能。不過，材料加熱均勻，這是加速工業生產過程的重要因素。

此次研究發現的輻射硬化特性，使得在生產中可控地照射聚酯樹脂成為可能，有助于改進材料并擴大其在極端條件(如高輻射地區)下的應用范圍。