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玻璃纤维与建筑膜结构材料简述

1970年日本大阪世博会美国馆和富士馆采用薄膜结构,在建筑行业引起了轰动。几十年来,建筑膜结构发展迅速。膜结构主要由钢和电缆组成。此外,与结构结合的膜材料正逐渐变得功能化、智能化。膜具有重量轻、外形自由美观、透光、节能环保、阻燃性能优异、防污自洁性能好、安全长寿等优点。基于这些优点,建筑膜脱颖而出。膜结构被称为“21世纪建筑”,适用于大型体育场馆、入口走廊、商场、娱乐场所、停车场、展览馆、植物观光园等建筑。

目前,人们普遍采用的建筑膜材料标准A、B、C是根据其防火性能进行分类的。A类为最佳,以玻璃纤维织物为基材,聚四氟乙烯为聚四氟乙烯;B类为第二类,以玻璃纤维织物为基材,聚氯乙烯为基材;C类为第二类,以聚酯(聚酯)织物为基材,聚氯乙烯为基材。根据涂层材料,有聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)、聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、橡胶等。

聚四氟乙烯建筑薄膜。聚四氟乙烯薄膜是一种在超细玻璃纤维上涂上聚四氟乙烯树脂的材料。这种薄膜具有良好的可焊性、优异的抗紫外线、抗老化和阻燃性能。另外,它的防污自洁性能是所有建筑膜中最好的,但它的柔韧性差,施工难度大,成本惊人。其加工方法是将玻璃纤维织物放入特氟隆中多次快速熔化,使织物两侧的特氟隆涂层均匀,永久性聚四氟乙烯薄膜正式诞生。聚四氟乙烯膜表面光滑,有弹性。大气中的尘埃和化学粒子很难粘附和穿透。通过雨水冲刷,可以恢复聚四氟乙烯膜原有的洁净表面和透光率。说明了聚四氟乙烯膜的强大生命力和广阔的市场前景。

玻璃纤维PVC建筑膜。这种膜材料的开发和应用尚处于起步阶段。通常规定玻璃纤维织物经纬交叉处的PVC涂层厚度不应小于0.2 mm,涂层厚度不应太厚,不能满足使用要求。为了提高聚氯乙烯(PVC)的耐老化性能,通常在涂层中加入一些光稳定剂和热稳定剂。透光产品应加入一定量的紫外线吸收剂,深色产品应加入炭黑作为稳定剂。此外,有许多方法来处理聚氯乙烯表面,如层压一个非常薄的金属膜或喷涂铝雾在聚氯乙烯顶部,使用云母或石英防止表面粘和污染。

玻璃纤维硅树脂建筑膜。硅树脂具有优异的耐高温、耐低温、拒水、抗氧化性能。该薄膜具有较高的拉伸强度和弹性模量,透明度好。玻璃纤维合成橡胶建筑膜。橡胶橡胶(如丁腈橡胶、氯丁橡胶)具有良好的韧性,对阳光、臭氧和热稳定老化,具有优异的耐磨性、耐化学性和阻燃性,并能达到半透明状态。

ETFE建筑膜。直接制备了乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)的原料。ETFE不仅具有优异的抗冲击、电气性能、热稳定性和耐化学腐蚀性,而且具有较高的机械强度和良好的加工性能。近年来,ETFE膜的应用在许多方面可以替代其它产品,显示出很强的优势和市场前景。这种薄膜具有优良的透光性,被称为“软玻璃”,重量轻,只有同尺寸玻璃的1%;韧性好,拉伸强度高,不易撕裂,延展性大于400%;耐候性和耐化学腐蚀,熔化温度高达200摄氏度;能有效地利用自然光,节约能源;去OD声学性能。自清洁功能使表面不易被污染,雨水可将少量被污染的污垢冲走。清洗周期约为5年。另外,ETFE膜可以预制成膜泡,便于施工和维护。

北京奥林匹克体育场“鸟巢”和“水立方”膜结构采用ETFE膜材料,是目前国内最大的ETFE膜结构建筑。膜材料采用进口产品。“鸟巢”采用双层膜结构,外层采用ETFE防水、防雪、防紫外线,内层采用聚四氟乙烯保温、防露、隔音、光效。“水立方”采用双层ETFE充气膜结构,共有1437个气囊,每个气囊都像一个“气泡”。气枕可以控制充气量,调节遮光和透光,有效利用自然光,节约能源,并具有良好的隔热性,消除回声,为运动员和观众提供一个温暖舒适的环境。

目前,国内膜结构的发展十分激动人心。随着上海世博会、广州亚运会等国际性大型体育馆、机场大厅的建设,我国膜结构的发展面临着机遇和挑战。特别是聚四氟乙烯、聚氯乙烯和表面改性聚氯乙烯、ETFE等膜材料是市场主流,应用广泛。

我国拥有自主知识产权的聚四氟乙烯薄膜,其性能基本满足国外同类产品的要求。许多公司、研究机构和大学正在开展聚氯乙烯表面涂层材料的研究,如聚偏氟乙烯(PVDF)、纳米二氧化钛表面涂层剂等。表面防污和自清洁处理的研究,如仿生荷叶微粗糙表面的构建,已经开始。在引进世界一流的生产设备和技术的同时,加快消化吸收和创新,尽快开发适合我国市场需求的膜表面处理技术,提高我国纺织品的档次和市场竞争力,具有重要意义。INA的整个行业。


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