Contribution des spectrométries mécanique et diélectrique à l'étude du vieillissement d'élastomères en ambiance nucléaire

Contribution of mechanical and dielectric spectroscopies for the study of elastomer ageing in nuclear environment

• Auteur / Autrice : Jean-François Chailan
• Direction : Jacques Chauchard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Matériaux macromoléculaires et composites
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Chauchard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polymères (isolants électriques)

Spectroscopie

Propriétés électriques

Propriétés mécaniques

Détérioration

Élastomères

Résumé

Deux elastomeres, epr (terpolymere ethylene-propylene-hexadiene-1,4) et hypalon (polyethylene chlorosulfone), constituant respectivement l'isolant et la gaine de cables electriques utilises en ambiance nucleaire ont subi des vieillissements thermique et radiochimique acceleres. Deux techniques peu courantes dans le domaine d'etude des elastomeres, les spectrometries mecanique et dielectrique, sont appliquees au suivi de ces vieillissements. Le vieillissement thermique d'epr affecte tres peu ses proprietes mecaniques dynamiques pendant une periode d'induction au-dela de laquelle le materiau est rapidement degrade. En revanche, la spectroscopie infrarouge, se revele sensible aux premiers stades de l'oxydation du materiau pendant la periode d'induction. La degradation thermique d'hypalon est visible des les courtes durees par les deux techniques spectrometriques. Plus particulierement, le maximum de l'angle de perte lors des relaxations mecanique et dielectrique diminue lineairement avec la duree du vieillissement. Ce comportement est attribue a trois phenomenes concomitants: perte de plastifiants, deshydrochloruration et reticulation. L'irradiation , dans les conditions de ces tests (100 (gy/h), dose maximale 100 kgy), ne modifie que le module caoutchoutique d'epr et encore dans de faibles proportions. Mais a l'instar du vieillissement thermique, les proprietes dielectriques, et specialement la permittivite sont beaucoup plus sensibles. Les phenomenes d'oxydation relativement faibles dans ce cas en sont responsables. Comme pour le vieillissement par la chaleur, les effets de l'irradiation se font sentir des les faibles doses sur les proprietes mecaniques et dielectriques d'hypalon. Mais cette fois, tant dielectrique et mecanique evoluent en sens contraire