用於膜結構中的高強度柔韌性薄膜稱為膜材，它是膜結構工程中重要的組成部分，作用與鋼筋、混凝土、輕質板材上是等同的，在膜結構建築中既是起圍護作用的建築材料，又是張拉結構體係中的受力材料。《建築設計防火規範》及《高層民用建築防火設計規範》中對建築物各構件的燃燒性能和耐火極限都有明確的規定。目前膜結構建築中使用的膜材通常有兩類，一類是以玻璃纖維織物為基材，塗覆聚四氟乙烯（PTFE）等樹脂材料，燃燒性能可達到A 級；另一類是以尼龍織物為基材，塗覆PVC 及其他樹脂材料，燃燒等級可以達到B1級。
目前國內大部分膜結構工程使用的都是聚酯纖維膜材料，即PVC聚酯纖維膜材，表麵塗以PVDF聚氟化合物，增強了原有PVC膜材耐汙染、抗老化的性能，膜材使用壽命增加到10-15年。聚酯纖維是膜建築中應用更廣泛的纖維，並認為是建築膜材標準產品。聚酯纖維拉伸強度高，彈性好。在拉伸屈服前，纖維具有較大的伸長變形能力，使得在安裝時可進行一定的調整。但日照將使聚酯纖維老化，彈性與強度等力學性能降低，所以很多建築采用PTFE、ETFE等永久性膜材。
PTFE膜用於永久性膜，不便重新組裝利用。PTFE膜不燃，可滿足世界各國建築A級防火需求。新安裝的膜呈麥黃色，日照數月之後，膜會逐漸漂白。常規的PTFE膜伸長變形較小，拉伸強度150KN/m，撕裂強度1KN/m，透光率13%，網狀膜可達65%以上，防潮、防黴、耐汙，PTFE有微孔隙能透氣。PTFE膜一般加工中易出折痕，且難以消除，不方便包裝及運輸，因此，在膜結構小品中容易出現折痕，適合於大型膜結構建築工程。
ETFE膜材的厚度通常小於0.20mm，是一種透明膜材。ETFE是乙烯-四氟乙烯共聚物，既具有類似聚四氟乙烯的優良性能，又具有類似聚乙烯的易加工性能，還有耐溶劑和耐輻照的性能。
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