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膜结构的应用越来越普及，而其关键在于所使用的膜材料。这些膜材料主要由基布和涂层两部分组成。基布通常选择聚酯纤维和玻璃纤维，而涂层材料则多采用聚氯乙烯（PVC）和聚四氟乙烯（PTFE）。根据材料的不同，膜材可以分为PVC膜材、PTFE膜材和ETFE膜材三大类。
PVC膜材是将聚酯纤维涂覆以聚氯乙烯（PVC）。为了提升其性能，通常会在其表面加涂一层聚偏四氟乙烯（PVDF），使其更具抗老化和自洁的能力。这种膜材的使用寿命可达25年左右，采用PVC膜材建成的膜结构被归类为半建筑。
PTFE膜材则采用玻璃纤维涂覆聚四氟乙烯（Teflon）。PTFE材料具备高强度、高弹性模量、自洁、耐久及耐火性能等优点，然而其价格较贵且不易折叠，对裁剪制作的精度要求也很高。一般而言，PTFE膜材的寿命可达到30年以上，适用于全功能建筑。
ETFE膜材的全称为乙烯四氟乙烯共聚物，其性能介于聚四氟乙烯和乙烯之间，既保留了优良的物理特性，又具备了良好的加工性能，并且具备耐溶剂和耐辐射的特性。ETFE膜材是继PVC和PTFE膜材后，用于建筑结构的又一新兴材料。
在国外，ETFE膜材已经在一些体育场馆和温室中得到了广泛应用。但在中国，膜材结构建筑的设计和施工起步相对较晚，目前大多数膜工程仍采用PVC膜材，偶尔使用PTFE膜材，而对于ETFE膜材的应用则相对较少。然而，ETFE膜材在2008年北京奥运场馆建设中逐渐成为一种热门材料，显示出其在现代建筑中的巨大潜力。
