1 膜材料分類

膜材從組成上分為織物膜材和非織物膜材兩類，織物膜材分為涂層織物膜材及非涂層織物膜材。涂層織物膜主要由纖維基布、涂層、表面涂層及膠粘劑等組成，類型主要有：芳烴聚酰胺纖維基布PVC涂層膜、聚酯纖維基布PVC涂層膜(PVC/PES)、玻璃纖維基布Silicone涂層膜、玻璃纖維基布PTFE涂層膜(PTFE/GF)、聚酯纖維基布Silicone涂層膜及PBO纖維基布PVF涂層膜。非涂層織物膜材主要包括：棉質(zhì)纖維膜、氟化物織物及金屬織物。非織物膜材主要指熱塑性化合物薄膜，主要有ETFE薄膜、THV/FEP薄膜及PVC薄膜。

膜材從防火性能上分為A、B、C三類。A類膜材以PTFE為涂層、以玻璃纖維為基布，不燃;B類膜材以聚乙稀基類為表面涂層、玻璃纖維為基布或者乙稀-四氟乙稀共聚物，會燃燒但不會燒穿，B1、IN 4120防火等級標(biāo)準(zhǔn);C類膜材以聚氯乙烯為表面涂層、聚酯纖維為基布，會燃燒但不蔓延。

現(xiàn)在工程中應(yīng)用的膜材主要有以下三種：PVC膜材，PTFE膜材以及ETFE膜材;這主要是從涂層的角度看的，不同涂層與基層的組合也使這些膜分成更多種類，聚酯纖維涂層PVC (聚氟乙稀)膜，玻璃纖維涂層PVC膜，聚酯纖維涂層PTFE (聚四氟乙稀)膜，玻璃纖維涂層PTFE膜，而這其中以聚酯纖維涂層PVC膜，極細(xì)的玻璃纖維(3mm)編制成的布上涂層PTFE膜及ETFE膜最常用，而ETFE膜直接由材料成膜，其化學(xué)名稱為乙烯-四氟乙烯共聚物，是一種含氟高分子熱塑型材料。PVC材料由于自潔性和耐久能力較差，其自潔性需要靠極高自潔的Ti02 (二氧化鈦)或PVDF涂層來解決，多用于臨時性或半永久性建筑;而PTFE和ETFE材料的出現(xiàn)，使得膜結(jié)構(gòu)走向永久性建筑，應(yīng)用范圍更加廣泛。

2 膜材料特性

首先是PVC (聚氯乙稀)膜材，以聚酯纖維為基布，表面涂覆聚氯乙烯樹脂(PVC)。PVC是最早用于建筑的膜材料，強(qiáng)度低、徐變大、彈性大，柔制性能較好，可卷折，使用方便，易與其它構(gòu)件連接;由于自重輕，膜結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。其涂層聚氯乙稀(PVC)具有多種顏色可供選用;其基層聚酯纖維受日照容易老化，彈性與強(qiáng)度等力學(xué)性能隨之降低;但其抗紫外線能力較差，在太陽光的長期照射下，易發(fā)生化學(xué)變化，造成灰塵、油澤的附著，且不易清洗、自潔性差。其次PVC的建筑的結(jié)構(gòu)受力不夠理想。后來隨著聚酯纖維的研制開發(fā)，以及在PVC涂層外敷設(shè)化學(xué)性能更好的面層，如聚偏氟乙烯(PVF)、聚二氟乙烯(PVDF)等，較大的提高了膜材的自潔性，同時其使用壽命也得到提升，達(dá)到15年;而且由于PVC膜造價低，加工簡易，涂覆PVDF的PVC膜得到更廣泛的應(yīng)用。

從使用壽命的角度看，PVDF膜與一般的PVC膜比較，耐用年限可增加7～10年左右，耐火性基本上達(dá)標(biāo)，可以較容易的跨越較大跨度，而單位面積的自重與造價未明顯增加。貼PVF膜材比PVDF膜材的耐久性更佳，而且具有防沾污的優(yōu)點。但由于其加工性、施工性和防火性不佳，影響了其使用范圍。而且PVF樹脂在100℃以下幾乎不溶于任何溶劑，只能在潛溶劑中形成分散體，然后在高溫下烘烤成膜，再與產(chǎn)品進(jìn)行層壓。目前美國杜邦公司開發(fā)的PVF膜材品種有上百種，可根據(jù)用戶不同要求，提供不同顏色、光澤、厚度、粘結(jié)性能和機(jī)械強(qiáng)力的PVF膜。

其次是PTFE (聚四氟乙稀)膜材，以玻璃纖維織物為基布，表面涂履聚四氟乙烯樹脂(PTFE)。PTFE高性能特種涂料商品名叫特氟隆(Teflon),樹脂含量大于90%，其特征為耐久性、防火性與防污性高。但PTFE膜材與PVC膜材比較，材料費與加工費高，而且柔軟性低，在施工上為避免玻璃纖維被折斷，須有專用的工具與施工技術(shù)。具體而言：PTFE膜強(qiáng)度高，中等強(qiáng)度的PTFE膜材厚度僅為0.8 mm,但它的拉伸強(qiáng)度巳達(dá)到鋼材的水平;而且彈性模量較低，有利于膜材形成復(fù)雜的曲面造型;使用溫度范圍廣，能夠在-70～+230℃的溫度范圍內(nèi)使用;具有獨特的光學(xué)性能，在白天，入射光線變成自然光射入，不會刺目，不會產(chǎn)生陰影，光線分布均勻;紫外線幾乎不能透過膜材，防止了內(nèi)部裝飾材料和設(shè)備的褪色;在晚上，高反射性能使得房間具有卓越的照明效果，減少電能消耗，而且可襯托出夜空中建筑物的輝煌;具有較高的透光率，達(dá)到了13%，對熱能的反射率為73%,可以控制室內(nèi)熱量的損失;防污自潔性比較好，雨水就可以沖刷掉膜材表面的附著物;具有較長的使用壽命，一般都在25年以上，可作為永久性建筑材料在建筑中使用。

最后是ETFE (乙稀-聚四氟乙烯共聚物)膜材料，是由一種無色透明的顆粒狀結(jié)晶體，即ETFE生料擠壓成型的膜材，是一種典型的非織物類膜材，沒有基布，直接由材料成膜。其特點是：由氟塑料直接制造，也可以和織物膜材一樣施加預(yù)張力;溫度使用范圍也比較廣，能夠在-200～+150℃的溫度中長期使用;具有極高的透光率，迖到了95%,接近了普通玻璃的透過率，但不能阻擋紫外線等波段的光線照射到室內(nèi);ETFE膜材達(dá)到了 B1、DIN4102防火等級標(biāo)準(zhǔn)，燃燒時也不會熔滴，這種特點使其即使在由于煙、火引起的膜材熔化情況下也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢;膜材特有的抗粘著表面使其具有高抗污、易清洗的特點，通過雨水沖刷即可清除主要污垢，保持膜面光潔。膜材的厚度一般為0.05～0.25mm，且該膜材的質(zhì)量很輕，每平方米的重量一般在0.15～0.35 kg之間;ETFE膜材為可再循環(huán)利用材料，可再次利用生產(chǎn)新的膜材料，或者分離其它雜質(zhì)后生產(chǎn)另外的ETFE產(chǎn)品;具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，同時又有對金屬特有的強(qiáng)粘著特性，克服了 PTFE膜材對金屬不粘合性的缺陷，加之其平均線膨脹系數(shù)接近碳鋼的線膨脹系數(shù)，使ETFE (F-40)成為和金屬的理想復(fù)合材料，具有極優(yōu)良的耐負(fù)壓特性;可見光透光率高達(dá)94%，可見光反射率不超過8%,太陽光透光率同樣高達(dá)94.6%,太陽光反射率不超過9.6%，太陽光吸收少于8.6%;ETFE膜材通常以氣墊的形式應(yīng)用于建筑中，因此需要不斷的監(jiān)控和補(bǔ)充氣壓。使用壽命較長，達(dá)到了 25年以上，是用于永久性多層可移動屋頂結(jié)構(gòu)的理想材料。