ETFE是乙烯-四氟乙烯共聚物，于20世紀(jì)70年代在美國(guó)企業(yè)開始被研發(fā)。1982年，德國(guó)NOWOFOL 首次提出將其主要應(yīng)用于中國(guó)建筑工程領(lǐng)域，并于2000年在選擇英國(guó)伊甸園項(xiàng)目進(jìn)行首次實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)使用。

ETFE 膜是繼 PVC (聚氯乙烯)膜和 PTFE (聚四氟乙烯)膜之后的第三類用于建筑結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。ETFE 膜由于其自身的特點(diǎn)，已迅速成為建筑行業(yè)獨(dú)有的產(chǎn)品。

ETFE主要性能

ETFE樹脂的基本性能

ETFE 保持了 PTFE 良好的耐熱性、耐化學(xué)性和電絕緣性，同時(shí)大大提高了 PTFE 的耐輻射性和力學(xué)性能，各項(xiàng)力學(xué)性能達(dá)到了很好的平衡ーー極強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度、高的拉伸強(qiáng)度、中等的硬度、優(yōu)異的抗沖擊性、長(zhǎng)的膨脹壽命。

ETFE的拉伸強(qiáng)度可達(dá)50MPa，是聚四氟乙烯的近兩倍。ETFE在室溫下拉應(yīng)力低于20MPa時(shí)，是完全彈性介質(zhì)，拉伸模量為800~1000MPa。當(dāng)拉應(yīng)力在25MPa左右時(shí)，會(huì)出現(xiàn)屈服點(diǎn)，然后進(jìn)入塑性強(qiáng)化階段，直至斷裂。ETFE的斷裂伸長(zhǎng)率超過300%。

ETFE膜材的性能

耐候ETFE膜材的厚度通常在250-300μm，并可以根據(jù)項(xiàng)目的荷載需要，制作更厚的膜材，德國(guó)NOWOFOL 現(xiàn)今能生產(chǎn)最厚的為1000μm。ETFE膜材具有極佳的抗老化能力，使用壽命至少為25年。通常是一種透明膜材，但是可以根據(jù)需要制作成各種彩色膜材，或者在膜材上印制各種圖案，達(dá)到調(diào)節(jié)進(jìn)入建筑物內(nèi)的光線。

ETFE是阻燃材料，達(dá)到B1、DIN4102防火等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，燃燒時(shí)也不會(huì)滴落。且該膜質(zhì)量很輕，每平方米只有0.15～0.35kg，該特點(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(shì)。

ETFE還通過了幾項(xiàng)嚴(yán)格的抗燃測(cè)試，如IEEE383，并獲得UL94V－0等級(jí)，對(duì)大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)的物理屬性影響小，對(duì)普通氣體和水氣的滲透性低。

耐候ETFE膜材具有極佳的自潔性能，其特有的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，幾乎不需要日常保養(yǎng)，清潔周期大約為3年。

ETFE膜作為結(jié)晶性高聚物，熔點(diǎn)為256～280℃，工作溫度范圍為-200～150℃，在超低溫時(shí)仍堅(jiān)硬非凡，其脆化溫度低至-100℃。同時(shí)具有極好的穩(wěn)定性和氣候適應(yīng)性，在惡劣氣候條件下15年以上的力學(xué)和光學(xué)性能沒有改變。在多冰雹地區(qū)，即使玻璃屋面被砸碎，ETFE膜材屋面也僅留下一些小小的凹痕。

ETFE絕緣強(qiáng)度高，介電常數(shù)為2.6，電阻率高，耗散因數(shù)低，僅為0.003，其低介電常數(shù)在頻率和溫度變化的情況下基本恒定。

ETFE膜的透光率可高達(dá)90%，號(hào)稱“軟玻璃”，且質(zhì)量輕，只有同等大小玻璃的1%。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%。根據(jù)幾何條件及膜的層數(shù)，其K值(傳熱系數(shù))可高達(dá)2.0W/(m2·K)，以一個(gè)3層印刷的膜為例，耗能指數(shù)可達(dá)到0.77。

耐候ETFE膜材具有良好的抗撕裂性能、柔韌性和可加工性，可以熱熔成顆粒狀并重新整合，ETFE膜為可再循環(huán)利用材料，再次利用生產(chǎn)新的膜材料，或分離雜質(zhì)后生產(chǎn)其他ETFE產(chǎn)品。

應(yīng)用情況

ETFE膜材在國(guó)外有30多年發(fā)展應(yīng)用研究歷史，由于其極好的透光性能，特別設(shè)計(jì)適合自己建造需人工進(jìn)行模擬一個(gè)自然生態(tài)環(huán)境的建筑，如植物園管理以及社會(huì)運(yùn)動(dòng)體育場(chǎng)館等。英國(guó)的伊甸園、哈薩克斯坦娛樂活動(dòng)中心、法國(guó)Le Havre足球場(chǎng)、美國(guó)對(duì)于北極動(dòng)車總站、美國(guó)奔馳球館、韓國(guó)河流不同文化通過多媒體展館等建筑均采用ETFE膜。

在過去的10年中，中國(guó)的許多城市正在計(jì)劃建設(shè)新的體育設(shè)施。因?yàn)樗闹亓亢茌p，膜結(jié)構(gòu)經(jīng)常被使用。

建筑結(jié)構(gòu)使用的膜材料首選強(qiáng)度重量比高的材料，可以有效提高建筑本身的效率，減少自重荷載、地震荷載等與建筑自重有關(guān)的荷載效應(yīng)。通常，它們以氣墊或張拉膜的形式用于建筑物中。

ETFE 膜空氣枕具有相對(duì)較大的跨度，可以在支撐結(jié)構(gòu)之間填充較大的空間，從而為整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)節(jié)省質(zhì)量。方形氣枕的長(zhǎng)度可以更長(zhǎng)，因?yàn)闅庹砜梢詫⑤d荷向一個(gè)方向傳遞給支撐結(jié)構(gòu)。多種建筑功能(例如，負(fù)荷傳遞、隔熱、吸聲、保濕、照明等)通過使用多層膜系統(tǒng)或張力單層系統(tǒng)同時(shí)在單個(gè)組件上實(shí)現(xiàn)。

ETFE薄膜氣墊的氣壓和形狀可以隨著外界載荷的變化而變化，是一種自適應(yīng)結(jié)構(gòu)。