两种常用膜材料PTFE和ETFE

维普资讯 http://www.cqvip.com 两种常用膜材料ＰＴＦＥ和ＥＴＦＥ　陈志华闰翔－ｙ－　（天津大学建筑工程学院．天津．３０００７２）　摘要：介绍了膜结构中两种常用的膜材料ＰＴＦＥ和ＥＴＦＥ的　组成，分析了两种材料的・Ｉ生能和特点，比较了两种材料的不　同之处，最后介绍了两种材料在工程中的应用。　关键词：膜材料；ＰＴＦＥ；ＥＴＦＥ；膜结构　一、膜材的种类与构成　膜结构建筑是２１世纪最具代表性的一　种全新的建筑形式，至今已成为大跨度空　间建筑的主要形式之一。用于膜结构中的　膜材是一种具有高强度、柔韧性好的薄膜　材料，膜材按是否具有织物基材可分为两　大类：带织物基材的膜材和不带织物基材　的膜材。前者是由是由织物基材和涂层复　合而成的（图１），如ＰＶＣ膜材和ＥＴＦＥ膜材；　材　基材　纬线　１　后者则是没有织物基材．直接由材料成膜．　如ＥＴＦＥ膜材。　ＰＶＣ化学名称为聚氯乙稀，是以尼龙和　涤纶等聚酯纤维为基材制作成ＰＶｃ膜材。　ＰＴＦＥ化学名称聚四氟乙烯．是种化学惰性材　料．是以玻璃纤维为基材形成ＰＴＦＥ膜材。　ＥＴＦＥ化学名称乙烯一聚四氟乙烯共聚物．是　一种含氟高分子热塑型材料．是人工高强度　氟聚合物．ＥＴＦＥ膜材直接由材料成膜。下面　仅就ＰＴＦＥ和ＥＴＦＥ的性能特点进行分析介绍。　二、ＰＴＦＥ和ＥＴＦＥ膜材的特点　１、ＰＴＦＥ膜材的特点　（１）ＰＴＦＥ膜材的最大特点是强度高．中　等强度的ＰＴＦＥ膜厚度仅０　８ｍｍ．但它的拉　伸强度已达到钢材的水平；而且弹性模量　较低．有利于膜材形成复杂的曲面造型；　（２）使用温度范围广　能够在－７０℃～　２３０。ｃ的温度范围内使用；　（３）具有独特的光学性能．白天入射光　线成为自然温射光　防止眩目．无阴影．光　线均匀分布：几乎没有紫外线透过．防止了　６４　２００７　Ｎｏ．４　内部装饰材料和设备的褪色夜间高反射性　能使得房间具有卓越的照明效果．减少电能　消耗，而且可衬托出夜空中建筑物的辉煌：　（４）自洁性好．雨水可冲刷掉表面的附　着物；　（５）具有高透光率，透光率为１　３％．对　热能反射率７３％．热吸收量很少。　（６）使用寿命在２５年以上。　２、ＥＴＦＥ膜材的特点　（１）由氟塑料制造的，它也可和织物膜　材一样施加预拉力；　（２）抗温度变化，能直接暴露于－－２００　℃＋１　５Ｏ℃的温度中　（３）ＥＴＦＥ膜的透光率可高达９５％。该　材料不阻挡紫外线等光的透射．以保证建　筑内部自然光线。通过表面印刷．该材料的　半透明度可进一步降低到５０％。根据几何　条件及膜的层数．其Ｋ值可高达２．０Ｗ／　ｍ＿Ｋ。耗能指数以一个三层印刷的膜为例可　达到０　７７。　（４）特有抗粘着表面使其具有高抗污．　易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢　（５）ＥＴＦＥ膜达到Ｂ１、ＤＩＮ４１０２防火等级　标准．燃烧时也不会滴落。厚度通常为０　Ｏ５ｍｍ～０．２５ｍｍ．且该膜质量很轻．每平方　米只有０　１　５ｋｇ～０．３５ｋｇ。这种特点使其即使　在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有　相当的优势。　（６）ＥＴＦＥ膜完全为可再循环利用材料．　可再次利用生产新的膜材料．或者分离杂　质后生产其它ＥＴＦＥ产品。　（７）耐腐蚀特性．同时又有对金属特有　的较强粘着特性．克服了聚四氟乙烯对金　属的不粘合性缺陷　加之其平均线膨胀系　数接近碳钢的线膨胀系数．使ＥＴＦＥ（Ｆ－４０）　成为和金属的理想复合材料．具有极优良　的耐负压特性。　（８）ＥＴＦＥ膜使用寿命至少为２５～３５年．　是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想　材料。　（９）通常以气垫的形式应用于建筑中．　因此需要不断的监控和补充气压。　３、两种膜材的比较　（１）两者组成不同　ＰＴＦＥ带有织物基　层．而ＥＴＦＥ没有基层；　（２）ＥＴＦＥ　Ｊ］￣由于是直接由塑料成膜，没　有基材　所以其抗拉强度、抗撕裂强度不如　ＰＴＦＥ膜；　（３）ＥＴＦＥ膜比Ｐ１１＝Ｅ膜具有更高的透光度　（４）ＥＴＦＥ膜具有较好的抗化学能力．能　抵抗多数的酸和碱　（５）ＥＴＦＥ膜具有较好的加工性及机械性　（６）ＥＴＦＥ膜因为要充气．所以要有相　应的机械设备和电器设备；　（７）ＥＴＦＥ膜一次性投资高．使用过程　中维护费用高．对锐利的物体抵抗能力差；　（８）ＥＴＦＥ膜抗自然老化能力强。　三、ＰＴＦＥ和ＥＴＦＥ膜材的工程应用　ＰＴＦＥ膜材应用范围十分广泛．包括各　类体育建筑、展览建筑、机场建筑及设施、　海滨娱乐休闲建筑及设施等。国际顶级场馆　有日本的东京穹顶、亚特兰大的佐治亚穹　顶、英国的千年穹顶、韩国的汉城体育场等　等。国内也在大量兴起：如上海八万人体育　馆、上海Ｆ１赛车馆等。　ＥＴＦＥ膜材料多用于跨距为４ｍ的两层或　三层充气支撑结构　也可根据特殊工程的　几何和气候条件　增大膜跨距。膜长度以易　安装为标准．一般为１　５ｍ～３０ｍ。小跨度的　单层结构也可用较小规格。ＥＴＦＥ膜材常做　成气垫应用于膜结构中。最早的ＥＴＦＥ工程　已有２Ｏ余年的历史．而最著名的要数英国　的伊旬园（图２）。２００８北京奥运工程——　水立方就采用了ＥＴＦＥ膜材料．而鸟巢则是　这两种膜材都有应用。