各類膜材解析及比較

日期：2011-08-18 閱讀數：1303

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。材料的強度和彈性性能主要取決于基布，而進一步的性能如防火、防水、抗紫外線侵蝕以及對機械、化學等因素的不敏感性都必須依靠涂層來加強。

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、強度較高，能耐低濃度酸，耐強堿，但易吸濕，其電性質和機械性能會受到吸濕的影響而降低。如果溫度較高，可能發生氧化而變黃、變脆。此外，聚酰胺抗紫外線能力較弱，強烈的陽光照射會降低它的強度。
b.聚酯纖維 
  聚酯纖維一般稱為滌綸，與聚酰胺相比，其抗拉強度較低，抗紫外線能力稍強，不易吸濕，因此尺度穩定性好，價格較便宜，應用較廣泛，可用于一般性的膜結構建筑物中。 
c. 玻璃纖維 
   玻璃纖維由各種金屬氧化物的硅酸鹽類經熔融后抽絲制成。用于制造復合材料的特殊玻璃纖維，如高強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。玻璃纖維拉伸強度高，耐水，耐腐蝕，化學穩定性好。但一般玻璃纖維耐酸性好，耐堿性卻較差。依據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、優良電性能、耐酸堿、抗拉強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，其強度因表面缺陷而削弱，因此在加工使用過程中需采取保護性措施。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良的有機纖維，比玻璃纖維質量更輕、剛性更大、強度更高，密度小，有良好的電性能和絕熱性能，更能吸收機械振動和聲音的振動。具有低的蠕變性和高的抗沖擊性，極低的缺口敏感性和優良的抗蠕變斷裂性。由于此類纖維價格很貴，目前僅限于軍事工業、航空航天工業和某些特殊需要的場合。但隨著科學技術的發展以及原材料來源的擴大，可以預見這種纖維在建筑材料方面的應用也會不斷地增多。
2 .涂層材料 
a. 有機硅樹脂
   有機硅樹脂是高分子量的半有機聚合物，具有優異的耐高溫、耐低溫、憎水、防潮、電絕緣、耐輻射、氧化穩定等特性，常用作玻璃纖維的涂層，其抗拉強度和彈性模量較高，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。有良好的耐化學性、電絕緣性質，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，對陽光、臭氧、熱老化穩定，且具有突出的耐磨損性、耐化學性和阻燃性，可達到半透明狀態，但由于容易發黃，故一般用于深色涂層。
d.聚氯乙烯(PVC)
  于原料豐富、價格便宜，機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，依據加工條件通常呈白色或帶藍灰花紋璉點。由于其使用溫度范圍很寬(-100～300OC)而且耐老化、耐化學侵蝕性能優于現在的任何其他有機聚合物，再加上優良的電絕緣性能以及低的摩擦系數，使其成為各工業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良的建筑材料，在國外應用較多，但由于價格昂貴，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涂層織物的造價相對較低，抗折性能好，運輸方便，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，當薄膜污染破壞后可修補或重新更換。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美國館首次采用該膜材，取得了很好的效果。通常規定PVC涂層在織物經緯線交點上的厚度不能少于0.2mm，但若涂層太厚，在價格及膜材重量上都是不經濟的。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良性能，其膜材是目前建筑薄膜材料中綜合性能最優的膜材。它的優點是抗拉強c