各類膜材解析及比較

日期：2011-08-18 閱讀數(shù)：1330

一、薄膜材料的材料性能
    薄膜材料一般由兩部分組成：基布(編織物)和涂層。材料的強(qiáng)度和彈性性能主要取決于基布，而進(jìn)一步的性能如防火、防水、抗紫外線侵蝕以及對(duì)機(jī)械、化學(xué)等因素的不敏感性都必須依靠涂層來加強(qiáng)。

1. 基布材料
    大部分基布的編織方向呈直角，亦可有所偏移，屬于各向異性材料。在編織過程中，經(jīng)線拉得較緊，柔性較緯線差。基布材料主要有聚酰胺、聚酯纖維、玻璃纖維、芳酰胺纖維。 
a. 聚酰胺 
   聚酰胺一般稱為尼龍，其耐磨性、強(qiáng)度較高，能耐低濃度酸，耐強(qiáng)堿，但易吸濕，其電性質(zhì)和機(jī)械性能會(huì)受到吸濕的影響而降低。如果溫度較高，可能發(fā)生氧化而變黃、變脆。此外，聚酰胺抗紫外線能力較弱，強(qiáng)烈的陽光照射會(huì)降低它的強(qiáng)度。
b.聚酯纖維 
  聚酯纖維一般稱為滌綸，與聚酰胺相比，其抗拉強(qiáng)度較低，抗紫外線能力稍強(qiáng)，不易吸濕，因此尺度穩(wěn)定性好，價(jià)格較便宜，應(yīng)用較廣泛，可用于一般性的膜結(jié)構(gòu)建筑物中。 
c. 玻璃纖維 
   玻璃纖維由各種金屬氧化物的硅酸鹽類經(jīng)熔融后抽絲制成。用于制造復(fù)合材料的特殊玻璃纖維，如高強(qiáng)型和高模量玻璃纖維，成分中不含硼的氧化物，稱為鋁鎂硅酸鹽系玻璃纖維。玻璃纖維拉伸強(qiáng)度高，耐水，耐腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。但一般玻璃纖維耐酸性好，耐堿性卻較差。依據(jù)玻璃成分的改變可以制得有各種特殊性能的玻璃纖維，如耐高溫、優(yōu)良電性能、耐酸堿、抗拉強(qiáng)度高和剛性大以及吸收有害射線耐老化等。玻璃纖維也有一些不足之處，如易脆裂，在荷載條件下伸縮性很小，裁剪精確度要求很高，其強(qiáng)度因表面缺陷而削弱，因此在加工使用過程中需采取保護(hù)性措施。由玻璃纖維制成的膜材通常用于永久性建筑中。
d.芳酰胺纖維 
  芳酰胺纖維是一種優(yōu)良的有機(jī)纖維，比玻璃纖維質(zhì)量更輕、剛性更大、強(qiáng)度更高，密度小，有良好的電性能和絕熱性能，更能吸收機(jī)械振動(dòng)和聲音的振動(dòng)。具有低的蠕變性和高的抗沖擊性，極低的缺口敏感性和優(yōu)良的抗蠕變斷裂性。由于此類纖維價(jià)格很貴，目前僅限于軍事工業(yè)、航空航天工業(yè)和某些特殊需要的場(chǎng)合。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及原材料來源的擴(kuò)大，可以預(yù)見這種纖維在建筑材料方面的應(yīng)用也會(huì)不斷地增多。
2 .涂層材料 
a. 有機(jī)硅樹脂
   有機(jī)硅樹脂是高分子量的半有機(jī)聚合物，具有優(yōu)異的耐高溫、耐低溫、憎水、防潮、電絕緣、耐輻射、氧化穩(wěn)定等特性，常用作玻璃纖維的涂層，其抗拉強(qiáng)度和彈性模量較高，具有很好的透光性。
b.聚氨酯樹脂 
  聚氨酯樹脂是一種較新的聚合物，具有良好的粘合性，涂層光澤度高，耐磨、耐候性好。有良好的耐化學(xué)性、電絕緣性質(zhì)，彈性好，透氣性低。但是由于其耐水解、蒸汽和高溫性不良且價(jià)格較貴，所以采用不多。

c.合成橡膠涂層。
  合成橡膠(如丁腈橡膠、氯丁橡膠)韌性好，對(duì)陽光、臭氧、熱老化穩(wěn)定，且具有突出的耐磨損性、耐化學(xué)性和阻燃性，可達(dá)到半透明狀態(tài)，但由于容易發(fā)黃，故一般用于深色涂層。
d.聚氯乙烯(PVC)
  于原料豐富、價(jià)格便宜，機(jī)械性能和耐腐蝕性好，加工方便，顏色多樣化且透明度高，所以在歐洲90％以上的合成織物(聚酰胺、聚酯纖維)均采用聚氯乙烯(PVC)作涂層。 
e. 聚四氟乙烯(Teflon)
   聚四氟乙烯觸摸起來像蠟一樣光滑，一般采用粉末冶金的加工技術(shù)，依據(jù)加工條件通常呈白色或帶藍(lán)灰花紋璉點(diǎn)。由于其使用溫度范圍很寬(-100～300OC)而且耐老化、耐化學(xué)侵蝕性能優(yōu)于現(xiàn)在的任何其他有機(jī)聚合物，再加上優(yōu)良的電絕緣性能以及低的摩擦系數(shù)，使其成為各工業(yè)部門都十分感興趣的材料。涂聚四氟乙烯的玻璃纖維膜材是一種性能十分優(yōu)良的建筑材料，在國外應(yīng)用較多，但由于價(jià)格昂貴，大量采用還受到限制。
3 .常用建筑膜材
a.涂聚氯乙烯(PVC)的織物
  尼龍織物、聚酯織物通常以聚氯乙烯(PVC)為涂層，這種PVC涂層織物的造價(jià)相對(duì)較低，抗折性能好，運(yùn)輸方便，顏色多樣化，但抗腐蝕能力較差，易老化，使用壽命短，自潔能力差，可用于一次性投資不高的建筑，當(dāng)薄膜污染破壞后可修補(bǔ)或重新更換。也有以PVC為涂層的玻璃纖維織物，1970年日本大阪國際博覽會(huì)美國館首次采用該膜材，取得了很好的效果。通常規(guī)定PVC涂層在織物經(jīng)緯線交點(diǎn)上的厚度不能少于0.2mm，但若涂層太厚，在價(jià)格及膜材重量上都是不經(jīng)濟(jì)的。若PVC色淡透明，則宜加0.5％紫外線吸收劑(如Tinuvin或Uvinul晶牌的紫外線吸收劑)；若涂層的顏色較深(可加碳黑)，那么可提高膜材的抗老化能力和耐久性。如果需要，還可在涂層上面加一層極薄的金屬薄膜或噴射鋁霧，用云母或石英來防止表面發(fā)粘和污染，防止PVC涂層褪色，這種表面平滑有光澤，可減少污染，有利于排水。

b.涂聚四氟乙烯的玻璃纖維膜材
  由于聚四氟乙烯涂層和玻璃纖維基布的優(yōu)良性能，其膜材是目前建筑薄膜材料中綜合性能最優(yōu)的膜材。它的優(yōu)點(diǎn)是抗拉強(qiáng)c