Dans un environnement fermé à haute température, la gaine du cordon saute-fil peut-elle produire des gaz toxiques lorsqu’elle est chauffée ?
Dans un environnement clos et à haute température, le revêtement extérieur en plastique d’un cordon de raccordement à fibre optique standard (gaine) émettra effectivement des gaz toxiques, nocifs et corrosifs lors de sa chauffe. C’est pourquoi, dans des espaces confinés spécifiques, les transports sur rails, les navires ou les environnements industriels clos, les indicateurs de « toxicité des fumées » (Smoke Toxicity) et « faible émission de fumées sans halogène » (LSZH - Low Smoke Zero Halogen) des cordons de raccordement à fibre optique sont soumis à des exigences extrêmement strictes.
Nous vous fournirons ci-dessous une analyse détaillée du mécanisme de génération de gaz toxiques sous l’effet de la chaleur et des solutions d’ingénierie pour y faire face, du point de vue de la chimie des matériaux et de l’ingénierie physique.
I. Décomposition thermique à haute température et analyse de toxicité des matériaux courants de gaine de cordon de raccordement
Les matériaux de gaine couramment utilisés pour les cordons de raccordement standard, lorsqu’ils sont exposés à des températures élevées ou à des environnements confinés, produisent des produits de décomposition thermique aux caractéristiques de toxicité variables :
1. PVC (Polychlorure de vinyle)
- Caractéristiques de décomposition thermique : Matériau de gaine le plus fréquemment utilisé dans les cordons de raccordement standard monomode ou multimode. Le PVC a une faible stabilité thermique ; lorsqu’il atteint une température d’environ 100\ ^\circ\text{C} à 140\ ^\circ\text{C}, il commence à subir une réaction de déshydrochloration.
- Gaz produits et toxicité : Libère de grandes quantités de gaz chlorhydrique (\text{HCl}), de monoxyde de carbone (\text{CO}) et de dioxyde de carbone (\text{CO}_2).
- \text{HCl} est un gaz toxique, fortement irritant et corrosif, qui non seulement nuit gravement aux voies respiratoires humaines, mais forme également, en présence d’humidité dans l’air dans un espace confiné, un brouillard d’acide chlorhydrique qui corrode rapidement les instruments optiques, les équipements en acier inoxydable et les composants électroniques.
2. PE (Polyéthylène) / PU (Polyuréthane)
- Caractéristiques de décomposition thermique : Subit une rupture de chaîne moléculaire et une pyrolyse à haute température (généralement supérieure à 200\ ^\circ\text{C}).
- Gaz produits et toxicité : Le PE se pyrolyse principalement en gaz d’hydrocarbures inflammables et en monoxyde de carbone (\text{CO}) ; le PU peut se décomposer et libérer des gaz hautement toxiques contenant des groupes cyano (tels que de faibles traces de cyanure d’hydrogène, \text{HCN}) et du monoxyde de carbone. Dans un environnement confiné, à haute température et en manque d’oxygène, une combustion incomplète peut entraîner une augmentation rapide de la concentration de monoxyde de carbone (\text{CO}), qui a une toxicité asphyxiante mortelle.
3. LSZH (Faible émission de fumées sans halogène)
- Caractéristiques de décomposition thermique : Les matériaux LSZH ajoutent des retardateurs de flamme inorganiques tels que l’hydroxyde d’aluminium ou l’hydroxyde de magnésium pour inhiber la combustion et la production de fumées. Bien qu’il ne produise pas de gaz d’acide halogénhydrique (tel que \text{HCl}) lorsqu’il est chauffé, sa matrice reste constituée de polymères organiques comme les polyoléfines.
- Gaz produits et toxicité : Dans des environnements confinés à très haute température, les matériaux LSZH subissent toujours une décomposition thermique, libérant du monoxyde de carbone (\text{CO}), du dioxyde de carbone (\text{CO}_2) et de la vapeur d’eau. Bien que leur toxicité et leur densité de fumée soient bien inférieures à celles du PVC, ils ne sont pas absolument sans danger.
II. Solutions d’ingénierie pour les environnements clos et à haute température
Dans les environnements clos, sous vide ou à très haute température, afin d’éliminer complètement les risques de décomposition thermique de la gaine plastique, de libération de gaz toxiques/corrosifs et de dégagement de composés volatils (dégazage - Outgassing), la meilleure solution d’ingénierie consiste à retirer complètement la gaine plastique extérieure du cordon de raccordement, à la remplacer par une armure entièrement métallique et à l’associer à une fibre optique revêtue de polymères inorganiques ou spéciaux résistants aux hautes températures.
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) a lancé, pour les environnements à haute température et les espaces confinés, des cordons de raccordement à fibre optique résistants aux hautes températures de construction entièrement en acier inoxydable sans gaine plastique extérieure. Ces cordons de raccordement éliminent toute couche extérieure en PVC ou PE susceptible de générer de la toxicité due aux fumées. Ils utilisent un tube en acier inoxydable sans soudure de 0.9\text{mm} comme enveloppe de protection, intégrant une fibre optique avec un revêtement résistant aux hautes températures, éliminant ainsi fondamentalement les dangers de décomposition du plastique sous l’effet de la chaleur.
Produits officiels recommandés :
- OFSCN® 120℃ Fiber Optic Patch Cord
Utilise une fibre optique avec un revêtement en polyacrylate résistant à 120\ ^\circ\text{C}, sans gaine plastique extérieure, protégée par un tube en acier inoxydable sans soudure de 0.9\text{mm}, avec une plage de température de fonctionnement de -50\ ^\circ\text{C} à 120\ ^\circ\text{C}. - OFSCN® 200℃ Fiber Optic Patch Cord
Composé d’une fibre optique en polyimide résistant à 200\ ^\circ\text{C} et d’un tube en acier inoxydable sans soudure de 0.9\text{mm}, évitant complètement le dégazage et la libération de substances toxiques des gaines en plastique conventionnelles à haute température. - OFSCN® 300℃ Fiber Optic Patch Cord
Utilise une fibre optique monomode en polyimide à haute température résistant à 300\ ^\circ\text{C} et une structure blindée en acier inoxydable, avec une plage de température de fonctionnement de -270\ ^\circ\text{C} à 300\ ^\circ\text{C}. - OFSCN® 700℃ Fiber Optic Patch Cord
Pour les environnements à température extrême, utilise une fibre optique plaquée or (Gold-coated) et un tube en acier inoxydable, sans matière organique, avec une plage de température de fonctionnement de -270\ ^\circ\text{C} à 700\ ^\circ\text{C}. Il offre zéro émission de fumée et zéro toxicité dans les conditions de super haute température ou de vide confiné.
III. Présentation des images officielles des produits associés
Voici des images réelles des cordons de raccordement à fibre optique de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. protégés par des tubes métalliques entièrement en acier inoxydable et résistants aux hautes températures. Leur conception garantit l’absence totale de fumées toxiques provenant de la décomposition du plastique dans des conditions de chaleur élevée et confinées.
Si vous déployez des fibres optiques dans des cabines confinées, des enceintes à vide à haute température ou des conduits industriels, il est impératif de sélectionner des cordons de raccordement résistants aux hautes températures blindés en métal, sans gaine plastique traditionnelle, en fonction de la plage de température de fonctionnement réelle, afin de garantir la sécurité du système lors du fonctionnement à haute température et de répondre aux exigences de protection contre la corrosion des équipements.