ETFE 化學(xué)名稱乙烯-四氟乙烯共聚物，是一種含氟高分子熱塑型材料，是人工高強(qiáng)度氟聚合物，ETFE膜材直接由材料成膜。ETFE膜材具有良好的耐久性、易潔性和穩(wěn)定性，是一種典型的非織物類膜材，為目前國際上最先進(jìn)的薄膜材料。國家體育場選用的是0.25毫米厚、無色透明帶印刷點(diǎn)的ETFE 膜材。PTFE膜化學(xué)名稱聚四氟乙烯，是種化學(xué)惰性材料，是以玻璃纖維為基材形成PTFE膜材。PTFE也具有優(yōu)良的耐久性、易潔性和穩(wěn)定性。國家體育場選用的PTFE膜材根據(jù)位置的不同，為吊頂區(qū)域的吸聲膜材和內(nèi)環(huán)立面的防水膜材。經(jīng)測試，ETFE膜材和PTFE膜材的防火性能均可達(dá)到B1級，為難燃材料。
1.PTFE膜材的特點(diǎn)
（1）PTFE膜材的最大特點(diǎn)是強(qiáng)度高，中等強(qiáng)度的PTFE 膜厚度僅0.8mm，但它的拉伸強(qiáng)度已達(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；
（2）使用溫度范圍廣，能夠在-70℃～230℃的溫度范圍內(nèi)使用；
（3）具有獨(dú)特的光學(xué)性能，白天入射光線成為自然溫射光，防止眩目，無陰影，光線均勻分布；幾乎沒有紫外線透過，防止了內(nèi)部裝飾材料和設(shè)備的褪色；夜間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；
（4）自潔性好，雨水可沖刷掉表面的附著物；
（5）具有高透光率，透光率為13%，對熱能反射率73%，熱吸收量很少；
（6）使用壽命在25年以上。
2. ETFE膜材的特點(diǎn)
“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。ETFE膜材具有較高的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度及抗撕裂能力。ETFE膜材的厚度通常在0.05～0.25mm。隨著厚度的增加，膜材的硬度將增加，同時(shí)也更脆，增大了加工難度。ETFE材料的典型用法是，將兩層或三層膜材“焊接”在一起，運(yùn)送到工地。然后充氣使它們膨脹成氣枕。
（1）由氟塑料制造的，它也可和織物膜材一樣施加預(yù)拉力；
（2）抗溫度變化，能直接暴露于-200℃–150℃的溫度中；
（3）ETFE 膜的透光率可高達(dá)95%。該材料不阻擋紫外線等光的透射，以保證建筑內(nèi)部自然光線。通過表面印刷，該材料的半透明度可進(jìn)一步降低到50%；
（4）特有抗粘著表面使其具有高抗污，易清洗的特點(diǎn)，通常雨水即可清除主要污垢；
（5）ETFE膜達(dá)到B1、DIN4102防火等級標(biāo)準(zhǔn)，燃燒時(shí)也不會(huì)滴落。厚度通常為0.05mm～0.25mm，且該膜質(zhì)量很輕，每平方米只有0.15kg～0.35kg。這種特點(diǎn)使其即使在由于煙、火引起的膜融化情況下也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢；
（6）ETFE膜完全為可再循環(huán)利用材料，可再次利用生產(chǎn)新的膜材料，或者分離雜質(zhì)后生產(chǎn)其它ETFE產(chǎn)品；
（7）耐腐蝕特性，同時(shí)又有對金屬特有的較強(qiáng)粘著特性，克服了聚四氟乙烯對金屬的不粘合性缺陷，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；
（8）ETFE膜使用壽命至少為25～35年，是用于永久性多層可移動(dòng)屋頂結(jié)構(gòu)的理想材料；
（9）通常以氣墊的形式應(yīng)用于建筑中，氣墊的經(jīng)濟(jì)跨度一般在3~5 m。通過鋼結(jié)構(gòu)、鋁合金結(jié)構(gòu)或索網(wǎng)可以將多個(gè)氣墊連接在一起組成大覆蓋空間。就每一個(gè)氣墊而言，都是一個(gè)充氣結(jié)構(gòu)；而就整個(gè)結(jié)構(gòu)而言，每一個(gè)氣墊單元又相當(dāng)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)。需要不斷的監(jiān)控和補(bǔ)充氣壓。
相比來說，ETFE膜比PTFE膜具有更高的透光度和更好的抗化學(xué)能力，能抵抗多數(shù)的酸和堿；ETFE膜抗自然老化能力強(qiáng)并較好的加工性及機(jī)械性，由于ETFE膜是直接由塑料成膜，沒有基材，所以其抗拉強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度不如PTFE膜，而且一次性投資高，使用過程中維護(hù)費(fèi)用高，對銳利的物體抵抗能力差。
3.膜材應(yīng)用情況
目前世界上有能力生產(chǎn)與加工ETFE膜材的廠家較少，僅德國、美國、日本等國少數(shù)幾個(gè)公司可生產(chǎn)ETFE膜材，而具有ETFE膜材加工制作、安裝能力的公司更少。ETFE膜材在國外已有20多年的應(yīng)用歷史。由于其極好的透光性能，特別適合建造需人工模擬自然環(huán)境的建筑如植物園以及運(yùn)動(dòng)場館等。如荷蘭Arnhiem動(dòng)物園、英國的Hampshire網(wǎng)球與健身俱樂部、英國的伊甸園、德國的“Moby Dick”游泳池、瑞士蘇黎世的Masoala雨林等建筑均采用ETFE膜。
纖織物涂層PTFE建筑膜材是在20世紀(jì)70年代初期以美國杜邦、康寧玻纖公司為主的幾家公司和設(shè)計(jì)單位聯(lián)合開發(fā)研制的。1973年首次將這種建筑膜材應(yīng)用于美國加利福尼亞大學(xué)拉維恩學(xué)院的學(xué)生活動(dòng)中心的屋頂上。該建筑在使用了20多年后。經(jīng)跟蹤檢測其PTFE建筑膜材質(zhì)基本如初。
目前，PTFE膜材應(yīng)用范圍已比較廣泛，包括各類體育建筑、展覽建筑、機(jī)場建筑及設(shè)施、海濱娛樂休閑建筑及設(shè)施等。國際頂級場館有日本的東京穹頂、亞特蘭大的佐治亞穹頂、英國的千年穹頂、韓國的漢城體育場等等。國內(nèi)也在大量興起：如上海八萬人體育館、上海F1賽車館等。生產(chǎn)這種建筑膜材的國外廠家很多，如德國Mehler公司日本TaiyoKogyo公司、中興化成工業(yè)株式會(huì)社、美國Chemfab公司，他們都有比較成熟的制備技術(shù)。目前國內(nèi)公司也投入研制生產(chǎn)，但目前國內(nèi)膜結(jié)構(gòu)公司大多數(shù)都是高價(jià)從國外購買此種建筑膜材進(jìn)行膜結(jié)構(gòu)的建設(shè)。
在我國，1997年之前，只建造了少量的小型與中型的膜結(jié)構(gòu)，同年在上海舉行的第七屆全國運(yùn)動(dòng)會(huì)，PTFE膜結(jié)構(gòu)被用在主體育場的看臺挑篷，總面積達(dá)36100m2。這是中國第一次將膜材制成的屋頂用在大面積的永久性建筑上，具有深遠(yuǎn)的影響。自此以后，PTFE膜材在我國陸續(xù)有應(yīng)用，如上海新國際展覽中心、廣州花都新國際機(jī)場候機(jī)廳，以及各地方大量新建的中小建筑中也在廣泛的應(yīng)用。鳥巢工程采用了53000m2的PTFE膜結(jié)構(gòu)。由于受到技術(shù)水平的限制，ETFE膜材在我國的應(yīng)用相對滯后很多，國家游泳中心“水立方”和國家體育場“鳥巢”使用ETFE膜結(jié)構(gòu)建筑材料還是ETFE膜材在我國的首次大面積應(yīng)用。
總的來講，膜結(jié)構(gòu)及材料具有強(qiáng)大的生命力和市場，它將成為21世紀(jì)新型建筑工程材料、紡織服裝面料和環(huán)保材料等新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。目前，我國膜材的生產(chǎn)和應(yīng)用還處于初級階段。由于受到化工技術(shù)和機(jī)械、電子制造水平的限制，我們生產(chǎn)的品種還很少，產(chǎn)量也不大。國外許多國家生產(chǎn)的膜材品種多、技術(shù)含量高。國內(nèi)現(xiàn)有的膜結(jié)構(gòu)建筑用膜材絕大多數(shù)依賴進(jìn)口。“水立方”所使用的建筑膜材料和技術(shù)則全部是引進(jìn)國外的產(chǎn)品和施工設(shè)計(jì)。
概括起來，我國與國外發(fā)達(dá)國家在新型膜材料的應(yīng)用上的差距體現(xiàn)在：
1）缺少性能優(yōu)異的膜材的生產(chǎn)技術(shù)
膜結(jié)構(gòu)只有在材料問題得到解決之后才得以大量推廣應(yīng)用，因此關(guān)鍵問題是要提供滿足功能要求、耐久性好與經(jīng)濟(jì)的膜材。目前，我國只有少數(shù)廠家可以生產(chǎn)建筑用PTFE和ETFE膜材，而且其性能較國外產(chǎn)品還有較大差距。隨著PTFE和ETFE膜材在鳥巢和“水立方”工程中的應(yīng)用，我國的膜材市場需求會(huì)不斷擴(kuò)大，這會(huì)激勵(lì)我國的膜材生產(chǎn)企業(yè)加大投入，革新技術(shù)，促進(jìn)膜材生產(chǎn)技術(shù)的快速發(fā)展。
2）缺少膜材加工及施工技術(shù)
膜材加工及施工技術(shù)是制約我國膜材應(yīng)用的又一瓶頸�，F(xiàn)在，大面積應(yīng)用膜材的工程中，基本都是采用國外的技術(shù)，我國還缺乏獨(dú)立完成膜材設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn)。
不過，ETFE膜材在“水立方”、和“鳥巢”工程中的應(yīng)用促進(jìn)了《國家游泳中心膜結(jié)構(gòu)技術(shù)及施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》、《國家體育場ETFE膜結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》和《國家體育場PTFE膜結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》有關(guān)ETFE膜技術(shù)及施工的項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)的出臺，為今后我國提高膜材加工及施工技術(shù)打下了很好的基礎(chǔ)。
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