聚四氟乙烯又称塑料王。具有优异的耐腐蚀性能,即使在旋转接头运行产生的高温下与浓酸、浓碱或强氧化剂也不发生任何作用。除某些卤化物及芳香族碳氢化合物使之有轻微膨胀现象外,与大多数有机溶剂与卤化碳氢化合物、酮类、醚类、醇类等均无作用。目前仅发现对熔融状态的碱金属、三氟化氯及元素氟等起作用,但也只有在高温作用下才显著。
聚四氟乙烯有很高的耐热性和耐寒性,使用温度为-1800~250℃。在高温使用时拉伸强度低、柔性和伸长率增加,而低温时则相反。
聚四氟乙烯又很小的摩擦系数,聚四氟乙烯对聚四氟乙烯的摩擦系数为0.04,聚四氟乙烯对镜面金属摩擦时,摩擦系数为0.09~0.12,它是一种良好的自润滑材料。另外,它的耐水性、耐候性、抗老化性以及加工性能都很好。
聚四氟乙烯的机械强度较低,耐磨性不高,刚性差,弹性小,线膨胀系数随温度升高而增大,并由冷流动性(特别在高负荷和高速条件下尺寸不稳定,易产生永久变形和压塌现象),导热系数低(容易产生局部过热和烧毁现象)等缺点,故用做旋转接头摩擦副材料受到一定的限制,主要是高压旋转接头和高速旋转接头的摩擦副选择上。
为了改善聚四氟乙烯的物理机械性能,目前太多采用填充聚四氟乙烯材料。填充材料有玻璃粉、玻璃纤维、二硫化钼、二氧化硅、石墨、炭黑、钛白以及各种金属粉(如青铜、钼)等。它除了保持聚四氟乙烯原来的优良性能外,在负荷下的尺寸稳定性可提高10倍左右,耐磨性可提高500倍以上,导热系数可提高3~10倍,硬度可提高约10%,刚性可提高4~5倍,压缩强度增大2~3倍。但拉伸强度、断裂时伸长率及抗冲击强度下降。
一般加入石墨和二硫化钼填料可增加自润滑性能,加入青铜粉末填料则提高导热性(可在高转速下使用),当青铜粉末含量超过40%时,则耐磨性好,加入玻璃粉能改善尺寸稳定性及耐磨性。随着填充物的增加,耐磨性将得到提高,在填充物超过20%时,耐磨性增加缓慢。当需要同时改善几种性能时,可同时加入几种填料。
综合各种性能的填充物含量如下:
(1)石墨量约10~20%;
(2)二硫化钼约15~30%;
(3)二氧化硅、玻璃粉量约10~25%;
(4)青铜粉量在40%以上;
(5)混合两种以上填料时,加入耐磨性填料和润滑性固体填料比以4:1为宜。