ETFE

PTFE(聚四氟乙烯)分子中惰性F原子把C-C键屏蔽保护起来，而且C-F键键能高特别稳定，分子链难以遭到破坏，是一个很稳定的结构。这种分子结构也解释了PTFE的各种优良性能。

但PTFE的不足之处在于它的加工成型比较困难，PTFE具有突出的不粘性，它是极好的防粘材料，这种性能又使它与其他物件的表面粘合极为困难,了其工业上的应用。而对于乙烯-四氟乙烯共聚(ETFE)，由于乙烯的引入，提高了耐辐射性能，其加工性能也得以改善，同时它对金属表面的附着力大大提高，使氟塑料和钢的紧衬工艺得以实现。

衬里在工程材料的定义是在管道或容器内表面复合的一层耐蚀材料。

乙烯-四氟乙烯共聚物,英文简称为：ETFE，俗称：聚氟乙烯，又俗称：F-40

ETFE加工成型性好，物理性能均衡、机械韧性好、耐射线性能优异，该材料具有聚四氟乙烯的耐腐蚀特性，克服了聚四氟乙烯对金属的不粘和性缺陷，加之其平均线膨胀系数（平均线膨胀系数是单位长度的材料在某一温度区间，每升高一度温度的平均伸长量。）接近碳钢的线膨胀系数，使ETFE（F-40）成为和金属的理想复合材料。

ETFE是最强韧的氟塑料，它在保持了PTFE良好的耐热、耐化学性能和电绝缘性能的同时，耐辐射和机械性能有很大程度的改善，拉伸强度可达到50MPa，接近聚四氟乙烯的2倍。

应用范围

1、适于制作耐腐蚀件，减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件。

2、电线、电缆绝缘层，防腐设备、密封材料、泵阀衬套，和化学容器。

3、工业、农业用建筑薄膜，例子：英国的“伊甸园”，北京“水立方”。

To2.电线电缆是ETFE应用最大的市场所在，约占到了 ETFE 应用市场的50% ～ 60% ，主要是作为控制线 信号线和通讯线的绝缘材料 ETFE 适用于环境要求高的领域， 如运输 航空 化学和核工厂 油井以及井下的各种线缆和通讯线的绝缘 ETFE 的内在润滑性有助于线缆通过复杂和弯曲的通道， 同时由于其耐磨性而保证了其绝缘完整性， 热焊铁下不会烧穿以及耐机械穿刺等特性也是线缆所需要的特性（绝缘性能）（2013年数据）

乙烯-四氟乙烯膜

乙烯-四氟乙烯共聚物膜作为结晶性高聚物，熔点为256~280℃。

ETFE膜材的厚度通常小于0.20mm，是一种透明膜材，拥有与玻璃相仿的透明度，又称为“软玻璃”。把两层或者更多层的膜“缝制”在一起，向里面充气后，形状就像一个枕头，所以被称为气枕。它可以充当建筑物的外墙，而且耐久性很好。“水立方”的墙体就是由3000多个这样的气枕组成。

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。

乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE薄壁材料：高阻燃性、低烟；极适用于水、燃料、油、酸碱环境中，ETFE是一种坚韧的材料，各种机械性能达到较好的平衡—抗撕拉极强、抗张强度高、中等硬度、出色的抗冲击能力、伸缩寿命长。其抗剪切机械强度高，耐低温冲击性能是现有氟塑料中最好的，从室温到﹣80℃都能够有较高的冲击强度，化学性能稳定，电绝缘性和耐辐照性能好。.耐辐射性(radiation resistance)，即高分子材料在射线作用下保持其原有性能的能力，许多高分子材料经过辐射仍然可以保持稳定的性能，一氧化氮可增加微生物耐辐射性。

ETFE膜的特点

1）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。

2）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。-----（耐辐射，伸缩寿命长）

3）ETFE膜达到B1、DIN4102防火等级标准，燃烧时也不会滴落。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。------（高阻燃型）

4）且该膜质量很轻，每平方米只有0.15-0.35Kg。

5)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。根据位置和表面印刷的情况，ETFE膜的透光率可高达95%。通过表面印刷，该材料的半透明度可进一步降低到50%。

6)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。

7)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。

8)韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；-----（抗撕拉极强、抗张强度高）

案例讲解

1)伊甸园介绍

伊甸园”是英国新千年庆典工程之一，有“世界第奇观”之美誉。它建在英格兰西南部康沃尔郡圣奥斯特尔附近一座废弃的粘土矿区，耗资７４００万英镑（约1.1亿美元），于２００１年３月正式对公众开放。

“伊甸园”内容纳了来自世界各地不同气候条件下的数万种植物，其宗旨是展示植物与人类的关系以及人类如何依靠植物进行可持续发展，被誉为“通往植物与人类世界的大门”。

2)水立方介绍

国家游泳中心又称“水立方”(Water Cube),位于北京奥林匹克公园内，是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆，也是2008年北京奥运会标志性建筑物之一。开工时间2003年12月24日,竣工时间2008年1月28日.约10.2亿（各界捐献约8.5亿人民币）.采用在整个建筑内外层包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）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，而且还会避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。

“水立方”是世界上最大的膜结构工程，除了地面之外，外表都采用 了膜结构———ETFE材料，蓝色的表面出乎意料的柔软但又很充实。国家体育馆工程承包总经理谭晓春透露，这种材料的寿命为20多年，但实际会比这个长，人可以踩在上面行走，感觉特别棒。跟玻璃相比，它可以透进更多的阳光和空气，从而让泳池保持恒温，能节电30%。这种材料耐腐蚀性、保温性俱佳，自清洁能力强。国外的抗老化试验证明，它可以使用15至20年。而这种材料也很结实，据称，人在上面跳跃也不会损伤它。同时由于自身的绝水性，它可以利用自然雨水完成自身清洁，是一种新兴的环保材料。犹如一个个“小泡泡”的ETFE膜具有较好抗压性，厚度仅如同一张纸的ETFE膜构成的气枕，甚至可以承受一辆汽车的重量。

2006年德国世界杯主要赛场之一的慕尼黑安联体育场也使用了ETFE气枕式外墙，但与水立方相比，两者的区别在于，德联体育场的气枕覆盖面积为6万平方米，而水立方则达到为10万平方米；安联运动场是单层气枕并且是规则排列的，水立方则是双层气枕，并且几乎没有形状相同的两个气枕。

3)英国莱切斯特国家空间科学中心(NSSC)

建于2001年，41m 高的火箭发射塔外面采用ETFE 膜材覆盖，ETFE 膜材共

2000m2。部分膜结构表面可以开启以便把火箭和卫星运入展览区。

发展简史

ETFE薄膜的实际使用始于上世纪90年代，主要作为农业温室的覆盖材料、各种异型建筑物的篷膜材料，如运动场看台、建筑锥型顶、娱乐场、旋转餐厅篷盖、娱乐厅篷盖、停车场、展览馆和博物馆等。英国新千年应典工程之一的“伊甸园”有“世界第奇观”之美誉。它由4座穹顶状建筑连接组成的全球最大温室，穹隆架是钢管构成的一个个六角型,上面覆盖着由ETFE薄膜材料制成的透明盖板，其质量只有相同面积玻璃质量的1%，透明薄片可以回收利用，并具有良好的保温性。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。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。

国内现状及未来发展

由于价格昂贵， 加之国内行业不太了解 ETFE的优点， 目前主要在性采购项目 军工项目 航空航天项目中会使用到 ETFE 但是， 市场上绝大多数 ETFE 为进口产品， 中高端产品更被国外完全垄断， 国内的 ETFE 生产能力供不应求， 国内现时的工艺水平只能生产少量 ETFE 模压和挤出料及少量的粉末涂料， 因而 ETFE 树脂的开发以及产业化

已

经迫在眉睫。

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 气枕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% ～ 70%; 虽然 ETFE 气枕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， ETFE 气枕将在很大程度上取代高性能玻璃而得到广泛的应用.

ETFE薄膜材料在建筑中的应用（环境保护，节约资源）

全世界建筑工业消耗的塑料每年约1000多万吨，占世界塑料总产量的四分之一，在应用塑料中居首位，塑料已与水泥、钢铁、木材一起被列为四大建筑材料。建筑塑料发展迅速的原因，除制品本身的优良性能外，还在于森林面积的大量减少，人类保护生态环境意识的增强以及国家对森林资源、土地资源及水资源的保护。显而易见，建筑塑料制品的生产和使用能耗远低于其他建筑材料。

目前国际上在建筑使用膜结构时，多用的是PTFE 膜（这是一种纤维材料，优点是重量轻、强度高、柔韧性好、低维护、使用期限长，缺点是不透明。而ETFE膜不但具有这些优点，还是一种透明膜。