Исследования проведены в рамках государственного задания, открывая новые перспективы для промышленности.
Полиэфирные смолы, ключевой продукт нефтехимии, синтезируются в реакции спиртов с кислотами. Первоначально текучая и прозрачная субстанция превращается твердый, влагостойкий, химически и термоустойчивый материал после введения отвердителя. Эти уникальные качества делают ее незаменимой в строительстве, судо- и автомобилестроении, а также при производстве стеклопластиков и покрытий.
Излучение – инструмент для модификации материалов
Научно подтверждено, что радиация способна существенно менять характеристики веществ. К примеру, композиты на основе эпоксидки показывают рост прочности при дозах до 100 кГр, однако при увеличении облучения эффект снижается. Подобные исследования необходимы для создания сверхнадежных промышленных материалов с повышенной долговечностью, устойчивых к экстремальным нагрузкам и температуре.
Гамма-лучи и микроволны: сила и универсальность
Гамма-излучение высокой энергии генерируется при радиоактивных распадах и ядерных процессах, находя применение в онкологии и стерилизации. Микроволны, обладающие меньшей мощностью и безопасные в обычных условиях, используются в бытовых приборах, связи и локационных системах.
Перспективы радиационного упрочнения полимеров
Сегодня активно исследуется потенциал этих видов излучения для улучшения характеристик стекловолокна, углепластиков и смоляных систем.
Эксперименты Пермского Политеха: роль состава материала
Исследователи ПНИПУ доказали, что результат радиационного упрочнения определяется не только параметрами облучения, но и самой формулой смолы. Эксперименты на полиэфирках разного состава показали их реакцию на дозы гамма-излучения и микроволн, измеряя ключевые параметры прочности и гибкости.
В фокусе были промышленные марки — стирольный раствор поликонденсата изофталата пропиленгликоля и фумарата Kamfest-05И, а также стирольный раствор соединения бисфенол-эпоксида с метакрилатом Kamfest-15VES.
Точные дозировки и результаты
Образцы подвергались гамма-излучению (100-10000 кГр) и СВЧ-излучению (частота 2.45 ГГц, мощность 700 Вт) с выдержкой от 300 до 1800 секунд. Последующие испытания на растяжение и изгиб выявили изменения свойств.
"Гамма-воздействие кардинально влияет на полиэфирные смолы: вплоть до 2000 кГр прочность растет. Однако повышение дозы до 4000 кГр резко ее снижает, возвращая материал к исходным характеристикам. При 10000 кГр эффект ухудшения продолжается. Значит, 2000 кГр — оптимальная доза для упрочнения", — комментирует достижения кандидат физико-математических наук, доцент ПНИПУ Эргаш Нуруллаев.
Оба материала показали радиационную стойкость, но с особенностями: Kamfest-05И превосходит в устойчивости к растяжению, тогда как Kamfest-15VES лидирует по прочности на изгиб.
Микроволны проявляют временн*ую зависимость: короткое воздействие повышает прочность, но длительное (свыше 30 минут) вновь ухудшает свойства. При этом важен равномерный прогрев, существенно ускоряющий технологические процессы.
Перспективы для промышленности
Открытые учеными ПНИПУ закономерности радиоупрочнения дают возможность точно контролировать обработку смол на производстве. Это ведет к созданию материалов с повышенной радиозащитой и значительно расширяет их применение в экстремальных условиях, открывая новые горизонты для разных отраслей.
