超高分子量ポリエチレンの耐炎性

公園に遊具を設置すると不特定の人のいたずらを避けることが困難です。中には花火を押し付けたり、焚き火をする輩もいるのです。超高分子量ポリエチレンを滑面に採用した滑り台（グリッサンド）もたまに花火の跡を見ることがあります。しかし花火が原因で滑り台全体が火災になったことはありませんでした。
超高分子量ポリエチレンを滑り台で使うに当たっては、その電気的性質と熱的性質のコントロールが難しかったことはこれまでに何度も書いてきました。しかしこの素材が火炎に触れたときの挙動は推測するだけでこの目で確かめたことはありませんでした。そこで簡単な耐炎性実験をすることにしました。

まずメーカーのカタログから超高分子量ポリエチレンの熱的性質を抜書きしてみます。
熱伝導率　 8.5 cal/(cm・℃）
熱変形温度　 130 ℃
線膨張係数　 10～19 10^-5/℃
耐熱温度　 90～110 ℃
比熱　 0.44 Kcal/kg℃
耐燃性 　遅燃
（cgs単位でスイマセン）
熱変形温度の130℃は熱可塑性樹脂としては高い方で、ポリプロピレンやABSに勝り、ポリカーボネートとほぼ同等です。分子量の大きさが関係しているのでしょう。

素材からカッターで細長い試料を採り、ライターで炙るとパラフィンを燃やしたような臭いがして燃えます。しかし滑り台として組み立てられた状態とは異なります。そこで滑り台と同じ6x50の平鋼に差し込んだ状態を再現することにしました。
熱源は、消毒用エタノール（低温）、ガスライター（中温）、それにブタンガスのバーナー（高温）です。エタノールの炎は明るいところでは見難いので室内で動画を撮影することにしました。


それでもアルコールの炎を写すことが難しく、全体的に見苦しい絵になりました。結果としては、アルコールでは温度が上がらないのでほぼＯＫ。ガスライターの加熱時間は当初1分を予定していましたが、実際にやってみると30秒でライター自体が熱くなって持てません。熱した部分がやや盛り上がりました。さすがにバーナーで熱すると燃え始めましたが、炎を遠ざけると火は消えました。レールの厚さが7mmと薄く、鋼材が熱を逃がしていると考えられます。滑り台全体を延焼させるには相当な量の薪を用意して焚き火するしかないようです。

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