ETFE膜材料1.doc

ETFE膜材料袁政杰，工程管理1班，学号：201004020067摘要：随着现代人对建筑环境要求的提高，越来越追求完美，又随着绿色环保建筑概念在人们心中越来越强，这就迫于建筑材料向高质量，更质轻，更环保的方向发展。目前出现的ETFE膜材料就属于这一种，我们已对它进行了研究，比如，性质，用途及在未来的发展等等。由于出现的时间相对短一些，人们对它的研究还不是太深，但是它已经被用于现代建筑领域了，并取得了在建筑领域里不小的进步。关键词: ETFE膜材料，性质及应用，深入研究和展望一 ETFE膜材料的性质化学品中文名称： 四氟乙烯；化学品英文名：tetrafluoroethylene中文名称2： 全氟乙烯，英文名称2： TFE；技术说明书编码： 77CAS No.： 116-14-3；分子式： C2F4；分子量： 100.02；熔 点： -142.5，沸 点： -78.4，临界温度：33.3，临界压力：3.85Mpa，临界密度：572kg/m3, 25时的蒸汽压:3.19Mpa, 蒸汽密度：572kg/m3, 自燃点：190， 高于200开始热解。遇热分解出HF等有毒气体。空气中的爆炸极限随压力增大而变，1.0-1.5Mpa11%46%，高于0.25Mpa是，纯四氟乙烯是一种爆炸极限气体，引发剂肯定是氧，过氧化物或变价金属氧化物，水能加速引发作用。ETFE化学性质非常活泼，能发生氢化、氢卤化、胺化、硝化、磺化及多种磺基取代反应，能发生氧化、过氧化反应，本身共聚能生成二聚、环二聚体，长链聚合生成聚四氟乙烯，自聚反应热172kJ/mol,局部过热易发生歧化反应，有发生爆炸可能。ETFE膜是透明建筑结构中品质优越的替代材料，多年来在许多工程中以其众多优点被证明为可信赖且经济实用的屋顶材料。该膜是由人工高强度氟聚合物（ETFE）制成，其特有抗粘着表面使其具有高抗污，易清洗的特点。通常雨水即可清除主要污垢。 ETFE膜使用寿命至少为25-35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。该膜材料多用于跨距为4米的两层或三层充气支撑结构，也可根据特殊工程的几何和气候条件，增大膜跨距。膜长度以易安装为标准，一般为15-30米。小跨度的单层结构也可用较小规格。 ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35公斤。这种特点使其即使在由于烟、火引起的膜融化情况下也具有相当的优势。 根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。该材料不阻挡紫外线等光的透射，以保证建筑内部自然光线。通过表面印刷，该材料的半透明度可进一步降低到50%。根据几何条件及膜的层数，其K值可高达2.0W/m$sup2K。耗能指数以一个三层印刷的膜为例可达到0.77。由于其优秀品质，ETFE膜几乎不需日常保养。可对其由于机械损坏的屋顶进行简单检查（一年一次为宜），并根据需要就地维修。同时也可检查通风系统，更换过滤装置。 ETFE膜完全为可再循环利用材料，可再次利用生产新的膜材料，或者分离杂质后生产其它ETFE产品。二ETFE膜材料的应用ETFE膜的出现为现代建筑提供了一个创新解决方案。由这种膜材料制成的屋面和墙体质量轻，只有同等大小的玻璃质量的1%；韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；耐候性和耐化学腐蚀性强，熔融温度高达200，并且不会自燃。还有整个建筑内外层包裹的ETFE膜材料是一种轻质新型材料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温，夏季散热，而且还可以避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。据了解，ETFE具有优异的综合性能，长期使用温度为60180，短时可达230；耐辐照性能优异，耐腐蚀性能接近全氟聚合物。目前广泛应用于电气、电子、化工、航空、机械等工业部门及火箭、导弹、宇航等尖端科学技术和国防工业等部门。在国内，目前还没有一座建筑采用ETFE进行内外层包裹。除之外作为大型比赛场馆的建筑材料用ETFE膜，更大的优势还在于它们可以加工成任何尺寸和形状，满足大跨度的需求，节省了中间支承结构。作为一种充气后使用的材料，它可以通过控制充气量的多少，对遮光度和透光性进行调节，有效地利用自然光，节省能源，同时起到保温隔热作用。 不仅如此，这种膜还具有自清洁功能，使灰尘不易附在其表面，清洁周期大约为5年。这种材料另一大优点就是可在现场预制成薄膜气泡，方便施工和维修。另外成本合理也是其极具竞争力的另一优势，覆盖层加上结构的费用只有玻璃的一半，而使用寿命却长达25年。 ETFE膜材在世界上的应用已有二十几年的历史,但国内ETFE膜材的研究与工程应用至今仍属空白。 目前国内对ETFE这种新型薄膜材料的了解仅限于国外生产商提供的有关资料以及来自国外典型工程的直观感觉。目前在世界上的经典建筑有德国公共游泳馆，慕尼黑气站，德国娱乐中心，德国网球馆，荷兰蝴蝶房子，荷兰阿尼姆动物园，英国大卫.布朗学校,英国伊甸园温室工程，美国曼彻斯特帕卡迪利火车站，加拿大温哥华1986年世博会的安大略帐篷，还有中国的水立方。三.ETFE膜材料的展望ETFE薄膜的基本性能、ETFE充气枕在内压、风、雪等分布荷载(包括雪荷载非均匀分布)及人员检修集中荷载等作用下的受力性能、充气枕的热传导特性、水密性、气密性、充气枕与边缘构件的连接、边缘构件的设计及ETFE施工标准控制等。通过系统的理论分析、试验研究与应用研究,建立具有自主知识产权的ETFE薄膜材料成套应用技术,推动ETFE薄膜在国内的应用与发展。结语ETFE 膜材常以气垫的形式应用于建筑中,气垫的经济跨度一般在35m。通过钢结构、铝合金结构或索网可以将多个气垫连接在一起组成大覆盖空间。就每一个气垫而言,都是一个充气结构;而就整个结构而言,每一个气垫单元又相当于围护结构。相对于织物类膜材而言, ETFE 膜材的加工要求更为精确,且建成后需要不间断地监控和补充气压。目前世界上有能力生产与加工ETFE 膜材的厂家较少。ETFE 膜材价格较高,但由于其非常轻,因而支承结构及基础工程的造价可以大大节省。就整个项目而言,利用ETFE 气垫作屋盖较之传统透明材料如玻璃等, 其初始投资仅为传统材料的65 %至70 %;虽然ETFE 气垫需要不停地充气以维持压力,但其在清洁费用方面的节省足以抵消其运行费用。作者相信在不远的将来, ETFE 气垫将在很大程度上取代高性能玻璃而得到更广泛的应用。参考文献：1,Kauo I