近年來,以薄膜為主要材料的膜結構得到了很大的發展。湖南膜結構而這一發展在很大程度上取決于薄膜材料技術的進步。用于膜結構的薄膜材料可分為織物類膜材和非織物類膜材兩大類。其中織物類膜材常用的有PVC 涂層覆蓋聚酯纖維織物( 以下簡稱PVC 膜材) 以及PTFE 涂層覆蓋玻璃纖維織物(以下簡稱PTFE 膜材) 。PVC 膜材的價格比較便宜, 加工也比較方便,目前國內的膜結構工程絕大部分采用PVC 膜材。以上海8 萬人體育場看臺屋蓋為代表的幾個PTFE 膜材工程,其設計、加工及安裝指導均由國外公司承擔。在非織物類膜材中, 以ETFE 薄膜最具代表性和競爭性。國內目前尚無ETFE 膜材工程,也鮮有介紹ETFE 膜材的文獻。

ETFE 是英文Ethylene Tetra Fluoro Ethylene 的縮寫, 中文名稱為乙烯-四氟乙烯共聚物。湖南膜結構ETFE 是一種無色、透明的顆粒狀結晶體,具有極好的耐擦傷性和耐磨性,耐高溫、耐腐蝕,絕緣性能好, 可用作電纜護套或管道護襯。

用于建筑工程上的ETFE 膜材是由其生料加工而成的薄膜,厚度通常為0105～0125 mm, 非常堅固、耐用,并具有極高的透光性。欣聞2008 年北京奧運會國家體育館等場館中將采用這種膜材料, 因此,本文就ETFE 薄膜的材料性能、在膜結構工程中的應用形式、ETFE 氣墊的工作原理、膜材連接方法、國外典型工程等作一介紹。

1 　ETFE 薄膜的材料性能

111 　ETFE 膜材的基本力學性能

1) 厚度和質量

ETFE 膜材的厚度通常在0.105～0.125 mm 。隨著厚度的增加,膜材將更硬更脆,難以加工。

ETFE 的密度約為1175 g/ cm3 。以0120 mm 厚的ETFE 膜材為例,其質量約350 g/ m2 。

2) 抗拉強度

ETFE 膜材的抗拉強度大于40 MPa 。

3) 應力-應變關系

常溫下張拉應力在20 MPa 以下時,ETFE 膜材呈完全彈性性質,張拉模量達800～1 000 MPa ; 當張拉應力在25 MPa 附近會出現屈服點,此后進入塑性強化階段,直至破斷。

4) 破斷伸長率

ETFE 膜材的破斷伸長率達300 % 以上。