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1、胥传喜,等:ETFE薄膜的材料性能及其工程应用综述·综 述·3ETFE薄膜的材料性能及其工程应用综述胥传喜 陈楚鑫钱若军(RightTech(s)PteLtd 新加坡)(同济大学 上海 200092)摘 要 就ETFE薄膜的材料性能、在膜结构工程中的应用形式、ETFE气垫的工作原理、膜材连接方法、典型工程等进行综述。关键词 膜结构 膜材料 ETFE膜材 材料性能 应用ANINTRODUCTIONOFMATERIALPROPERTIESANDENGINEERINGAPPLICATIONSOFETFEFOILXuChuanxiStanleyTanCSQianRuoj
2、un(RightTech(s)PteLtdSingapore)(TongjiUniversityShanghai200092)ABSTRACTThispaperdescribesthematerialpropertiesofETFEfoil,summarizestheworkingprincipleofETFEfoilcushionaswellastheconnectionmethodthefoilsandreviewsitsapplicationsinthefieldofarchitecturalengineering1KEYWORDSmembranestru
3、cturemembraneETFEfoilmaterialpropertyapplication 近年来,以薄膜为主要材料的膜结构得到了很方法、国外典型工程等作一介绍。大的发展。而这一发展在很大程度上取决于薄膜材料技术的进步。用于膜结构的薄膜材料可分为织物1ETFE薄膜的材料性能类膜材和非织物类膜材两大类。其中织物类膜材常111ETFE膜材的基本力学性能用的有PVC涂层覆盖聚酯纤维织物(以下简称1)厚度和质量PVC膜材)以及PTFE涂层覆盖玻璃纤维织物(以ETFE膜材的厚度通常在0105～0125mm。随下简称PTFE膜材)。PVC膜材的价格比较便宜,着厚度的
4、增加,膜材将更硬更脆,难以加工。3加工也比较方便,目前国内的膜结构工程绝大部分ETFE的密度约为1175g/cm。以0120mm采用PVC膜材。以上海8万人体育场看台屋盖为2厚的ETFE膜材为例,其质量约350g/m。代表的几个PTFE膜材工程,其设计、加工及安装指2)抗拉强度导均由国外公司承担。在非织物类膜材中,以ETFE膜材的抗拉强度大于40MPa。ETFE薄膜最具代表性和竞争性。国内目前尚无3)应力-应变关系ETFE膜材工程,也鲜有介绍ETFE膜材的文献。常温下张拉应力在20MPa以下时,ETFE膜材ETFE是英文EthyleneTetraFluoroEt
5、hylene呈完全弹性性质,张拉模量达800～1000MPa;当的缩写,中文名称为乙烯-四氟乙烯共聚物。张拉应力在25MPa附近会出现屈服点,此后进入ETFE是一种无色、透明的颗粒状结晶体,具有极好塑性强化阶段,直至破断。的耐擦伤性和耐磨性,耐高温、耐腐蚀,绝缘性能好,4)破断伸长率可用作电缆护套或管道护衬。ETFE膜材的破断伸长率达300%以上。用于建筑工程上的ETFE膜材是由其生料加112ETFE膜材的其他性能工而成的薄膜,厚度通常为0105～0125mm,非常1)耐久性坚固、耐用,并具有极高的透光性。欣闻2008年北3感谢德国EricMoncrieff先生
6、、RobertHodann先生、荷兰MJ京奥运会国家体育馆等场馆中将采用这种膜材料,deGrip小姐等提供的宝贵资料和有益讨论。部分图片搜集自因此相关网站。,本文就ETFE薄膜的材料性能、在膜结构工第一作者:胥传喜 男 1964年9月出生 副教授程中的应用形式、ETFE气垫的工作原理、膜材连接收稿日期:2003-09-01SteelConstruction12003(6),Vol118,No1681©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.空间钢结构ETFE膜材具有极佳的抗老化能
7、力,使用年限六边形或其他任意的形状。通过铝合金构架或索网达25年以上。将多个气垫连接在一起,可组成大覆盖空间。2)颜色及透光率ETFE膜材通常为无色透明状,也可以做成白色。根据需要可在透明或白色膜材上印制各种图案。以0120mm厚的ETFE膜材为例,单层透明膜材的透光率高达95%,白色膜材为50%～55%。利用白色膜材或在透明膜材上印制不同的颜色和图案,可调节进入建筑物内的光线。图1ETFE膜材做成的气垫3)防火性能ETFE为阻燃材料。即使在火焰中,ETFE膜3ETFE气垫的工作原理材热熔后会收缩,但无滴落物。由于ETFE膜材很311ETFE气垫中空气的作用薄很
8、轻,万一发生火灾,其危害
