薄膜建筑

薄膜多为纤维织物（如合成纤维、玻璃纤维、金属纤维的织物），表面敷加聚酯薄膜、金属薄膜等涂层。这种薄膜质量轻，强度高，透明度好，耐温，具有防火、防尘、防紫外线等功能。按空间承托手段的不同，可分篷帐薄膜建筑和充气薄膜建筑两类。篷帐薄膜建筑　主要以骨架或网索支承，薄膜只起围护作用，又称普通薄膜建筑。篷帐薄膜建筑依靠形状和预应力的相互配合，保持张力结构的稳定性，只是在受拉（张力）状态下承受荷载。篷帐薄膜建筑轻巧柔软，用料省，施工简易，建造速度快，也可用于应急性临建时筑。例如1961年在蒙特利尔世界博览会上由R.古特布罗德和F.奥托设计的联邦德国馆，使用钢网索组成的张力结构，屋面敷贴合成织物，呈半透明状，新颖别致。化学工业的发展，使篷布的性能有很大改进；计算技术的发展，使大型张力结构的稳定性问题得到更合理的解决。建筑师W.摩根和工程师H.伯杰合作设计的美国迈阿密因特拉玛剧场，是篷帐薄膜建筑成功的实例。剧场拥有6000座位，屋顶能防晒、防雨，具有开敞式自然通风功能，造型独特。它的屋面用蒂夫隆玻璃纤维作成，强度为106千克力／厘米2，有18％的透明度，并能承受时速200公里的飓风。充气薄膜建筑　将薄膜粘成整体，向薄膜内充气，使内外形成气压差而获得稳定性的结构。薄膜兼有受力和围护双重作用。如将骨架网索和充气结合运用，可以增大充气薄膜建筑的规模。充气薄膜建筑已大量应用于工业、农业、国防、文化、体育等领域，特别适合于防震救灾等临时需要。这种建筑正向大跨和多跨方面发展。发展概况　英国人F.W.兰彻斯特在1918年第一个取得充气建筑专利权，具体的方案是建立一座气承式野战医院。1946年美国建成一个直径16米、3／4球体的充气雷达天线罩，经受住时速160公里的飓风的考验。1956年美国人W.W.伯德开设民用充气薄膜建筑公司。1958年布鲁塞尔世界博览会上展出了泛美航空公司研制成的充气薄膜建筑。1963年纽约世界博览会上展出16个充气薄膜建筑单体，其中以铜柱餐厅最引人注目，被誉为“充气之花”。1970年日本大阪国际博览会大规模地使用充气薄膜建筑。美国馆是一个142×83米的气承结构。日本富士馆则用16根直径4米、长78米的拱形管柱组成的气肋结构，底面为一直径50米的圆形平面。这个博览会表明充气薄膜建筑有广阔前景。中国在60年代开始研制充气结构。70年代研制成了气肋式、气承式、气被式等多种充气薄膜建筑。理论研究　1947年美国科诺尔航天研究所开始研究充气薄膜结构。1950年出版了关于充气结构的设计手册。1967年国际薄壳学会在联邦德国休芝卡尔特举行学术讨论会，发表了关于充气薄膜结构的论文集。1972年在荷兰举行第二次充气薄膜结构讨论会，为制定新的国际设计规范作出贡献。建筑形式　可分为四种。①气承式：依靠鼓风机不停地向粘缝成整体的薄膜覆盖结构内部送气，承托薄膜重量并使之保持微正压以维持形体。遇到强风时，则启动备用鼓风机使薄膜具有设计的抗风内压，同所受风力相平衡。②气肋式：以密闭充气管为肋，充气后获得刚度，形成支承构件，再外敷薄膜，构成所需要的空间。③气被式：将薄膜粘成密闭夹层，向其中充气，使获得刚度，形成建筑空间。④混合式：由上述两种以上形式组合而成。这些薄膜建筑重量轻，装运体积小，可以降低造价，但对薄膜材料的强度、耐久性要求较高，一般不宜作耐久性建筑使用。 2100433B

常见的吹塑薄膜主要有聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、EVA薄膜和聚酰胺薄膜等。近几年来这一家族成员增添了很多新成员。

PP吹塑薄膜

长期以来，PP薄膜主要是采用挤出流延单、双向拉伸技术生产的。由于PP树脂的熔体强度较低，难以挤出吹塑成型，没有可供挤出吹塑用的PP树脂和设备。北欧化工公司2003年宣布开发成功的聚丙烯Borclear RB707 CF（熔体流动速率1.8g/10min）是一种无规共聚物，熔体强度高于传统PP，专门用于挤出吹塑PP薄膜的生产，可以在PE吹塑薄膜设备上吹制薄膜，所生产的薄膜具有极好的光学性能（透明性）、良好的加工性和平衡的刚性和韧性，应用目标市场是作软包装用共挤多层薄膜的密封层。

PVA吹塑薄膜

PVA （聚乙烯醇）是一种环境友好性聚合物，具有优异的阻透性能，应用广泛。但其分子结构规整，存在很强的氢键，结晶度高，熔融温度高于分解温度，难以热塑成型。目前国内PVA薄膜主要采用流延涂布法生产，效率低，薄膜质量不稳定，成本高。国外主要是采用湿法挤出吹膜法，生产稳定性好，效率高，但进口薄膜价高，限制了其广泛应用。轻工业塑料加工应用研究所于近年开发了专利技术的干法PVA吹塑薄膜专用料和生产线，并已经实现了工业化生产和应用。

PLA吹塑薄膜

UHMW- PE吹塑薄膜

一种综合了压塑成型和吹塑薄膜挤出成型的新型工艺能在不使用增塑剂的前提下生产出双向拉伸吹塑的UHMW- PE薄膜。这一UHMW- PE薄膜吹塑工艺是日本Mitsui化学公司用日本Tomi机械制造公司制造的挤出机实现的。

PVF吹塑薄膜

聚氟乙烯 （PVF）是一种性能优异的热塑性树脂，而且其薄膜制品具有优良的耐老化性能，并有广泛的应用领域。但其分解温度低于其熔融加工温度，且熔融粘度较大，因此采用传统的熔融挤出加工方法很难得到常规的产品。目前，PVF薄膜一般都采用平膜挤出流延成型，然后经单向或双向拉伸得到薄膜。在PVF树脂中加入潜溶剂和稳定剂后用双螺杆挤出机挤出造粒，然后用单螺杆挤出机挤出吹塑成型，制得PVF吹塑薄膜。

聚苯乙烯吹塑薄膜

过去40年来，人们很少将聚苯乙烯看成是一种吹塑薄膜级树脂，机械制造商也没有生产其所用的设备，树脂生产商也不供应吹塑薄膜级聚苯乙烯树脂（即使是流延级聚苯乙烯也很少）。但是事实上，聚苯乙烯不仅可以吹塑成高质量的薄膜，而且已经有几十年的历史。普通通用聚苯乙烯的吹塑自从上世纪60年代就已经在经过改进的但非常通用的设备上商业化了。