非一様熱劣化架橋ポリエチレンシートの引張り強度変化

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: DEI11038

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 誘電・絶縁材料研究会

発行日: 2011/02/23

タイトル(英語): Change of Tensile Strength due to Non-uniform Thermal Deterioration of XLPE Sheets

著者名: 栗原 隆史(電力中央研究所),高橋 俊裕(電力中央研究所),本間 宏也(電力中央研究所),岡本 達希(電力中央研究所)

著者名(英語): Takashi Kurihara(Central Research Institute of Electric Power Industry),Toshihiro Takahashi(Central Research Institute of Electric Power Industry),Hiroya Homma(Central Research Institute of Electric Power Industry),Tatsuki Okamoto(Central Research Institute of Electric Power Industry)

キーワード: 原子力発電所|架橋ポリエチレン|熱劣化|酸化|顕微ＦＴ－ＩＲ|引張り強度|Nuclear power plants|XLPE|thermal deterioration|oxidation|micro FT-IR|tensile strength

要約(日本語): 本研究ではXLPEシートを180℃の空気雰囲気で熱劣化させ，表面からの深さ方向の酸化度を顕微FT-IRにより調べ，引張り強度変化との関係を調べた。また，ナノインデンター法により試料深さ方向の硬さと弾性を調べ，上記の関係について議論した。本研究の成果を以下にまとめる。1) 試料の引張り強度は加熱開始から37.5～43.75時間の間で大きく低下した。2）37.5時間加熱試料では酸化度の増加はほとんど確認されなかった。一方，43.75時間より長く加熱した試料については酸化度の増加が確認された。3) 酸化の進行した試料では，加熱時に空気と接触していた上部表面付近で酸化度が最も大きく，加熱時に金属板と接触していた下部表面に近づくほど酸化度は小さくなり，試料深さ方向に非一様に分布することがわかった。4) 硬さと弾性は酸化の著しい上部表面付近において著しく低下しており，この部分の機械的強度が低下して機械的ストレスに対する弱点部となった可能性を指摘した。

要約(英語): Cross-linked polyethylene (XLPE) sheets were thermally deteriorated in atmospheric air at 180C for at most 100 hours, and their depth profiles of the oxidation degrees were investigated with a micro FT-IR, and the relationship between the oxidation degree and the tensile strength was examined. The oxidation degree was defined as the ratio of the IR absorption peak for the C=O bond to that for the C-H bond. When the mechanical strength of XLPE sheets decreased, the oxidation degree increased and the oxidation degree distributed non-uniformly with depth. That is, the oxidation degree was the largest on the upper surface of XLPE sheets where air supply was sufficient during heating, and it was the smallest on the lower surface that contacted with a metal plate during heating. Since the mechanical characteristics such as the hardness and the Young’s modulus decreased in the oxidized region of XLPE sheets, it was pointed out that the oxidized region became a weak point against the mechanical stress. It was also pointed out that the micro FT-IR was useful in evaluating the depth profile of oxidation in polymer materials.

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 792 Kバイト