由于科学技术的发展,新材料的出现,特别是20世纪七十年代后,美国杜邦公司开发出以聚四氟乙烯为涂层(PTEF)的玻璃纤维织物作为膜材,才引发了膜结构在近几十年的突飞猛进的发展。1970年日本大阪万国博览会,由美国工程师David Geiger和H.Berger设计的美国馆(见图1)采用气承式膜结构,首次以聚氯乙稀(PVC)为涂层的玻璃纤维织物作为覆盖材料,是第一个现代意义上的大跨度膜结构。
二、膜材料的组成及性能
1、组成
膜材一般由膜材的基质及高分子聚合物组成,即高分子聚合物涂层与基材层按需要的厚度、宽度,通过特定的加工工艺粘合在一起的产物。基质是高强度聚酯纤维,膜材的强度主要由这一层提供,涂层主要保证膜材的密实性;惰性材料涂层保证膜材的自洁性。
(1)聚合物又称高聚物(Polymer),即高分子聚合物
一般分子量高达几万~几百万(104~106)。合成聚合物的原料是单体,如乙烯单体,氯乙烯单体,丙烯单体等等,它们不断重复链接,聚合成聚乙烯(PE),聚氯乙烯(PVC),聚丙烯(PP)等等。
(2)基材一般分为两种:
①聚酯长丝(涤纶PET):涤纶的合成原料是乙二醇和对苯二甲酸。在这里引入苯环的目的是提高材料的熔点和刚度。涤纶的特点是:熔点高,在l50~175℃以下的机械强度好,耐溶剂、耐腐蚀、耐磨、耐油腻,可多次洗涤,透水透气性适宜。它是合成纤维中的第一大品种。若用丁二醇代替乙二醇,可制得熔点较低,较柔软的涤纶聚酯。
②玻璃纤维:玻璃是一种非晶体,没有固定的熔点。将玻璃加热熔融并拉成丝,即成玻璃纤维。玻璃纤维的特点是:拉伸强度高,不仅超过各种天然纤维,也超过一般的合成纤维和钢材的强度。但是,它的弹性模量较低,约为钢的1/3,属于脆性材料;具有良好的耐热性,一般在300℃以下可保持性能不变;具有良好的电绝缘性。
2、性能
(1)自洁性能
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