聚四氟乙烯又稱塑料王。具有優異的耐腐蝕性能,即使在旋轉接頭運行產生的高溫下與濃酸、濃堿或強氧化劑也不發生任何作用。除某些鹵化物及芳香族碳氫化合物使之有輕微膨脹現象外,與大多數有機溶劑與鹵化碳氫化合物、酮類、醚類、醇類等均無作用。目前僅發現對熔融狀態的堿金屬、三氟化氯及元素氟等起作用,但也只有在高溫作用下才顯著。
聚四氟乙烯有很高的耐熱性和耐寒性,使用溫度為-1800~250℃。在高溫使用時拉伸強度低、柔性和伸長率增加,而低溫時則相反。
聚四氟乙烯又很小的摩擦系數,聚四氟乙烯對聚四氟乙烯的摩擦系數為0.04,聚四氟乙烯對鏡面金屬摩擦時,摩擦系數為0.09~0.12,它是一種良好的自潤滑材料。另外,它的耐水性、耐候性、抗老化性以及加工性能都很好。
聚四氟乙烯的機械強度較低,耐磨性不高,剛性差,彈性小,線膨脹系數隨溫度升高而增大,并由冷流動性(特別在高負荷和高速條件下尺寸不穩定,易產生永久變形和壓塌現象),導熱系數低(容易產生局部過熱和燒毀現象)等缺點,故用做旋轉接頭摩擦副材料受到一定的限制,主要是高壓旋轉接頭和高速旋轉接頭的摩擦副選擇上。
為了改善聚四氟乙烯的物理機械性能,目前太多采用填充聚四氟乙烯材料。填充材料有玻璃粉、玻璃纖維、二硫化鉬、二氧化硅、石墨、炭黑、鈦白以及各種金屬粉(如青銅、鉬)等。它除了保持聚四氟乙烯原來的優良性能外,在負荷下的尺寸穩定性可提高10倍左右,耐磨性可提高500倍以上,導熱系數可提高3~10倍,硬度可提高約10%,剛性可提高4~5倍,壓縮強度增大2~3倍。但拉伸強度、斷裂時伸長率及抗沖擊強度下降。
一般加入石墨和二硫化鉬填料可增加自潤滑性能,加入青銅粉末填料則提高導熱性(可在高轉速下使用),當青銅粉末含量超過40%時,則耐磨性好,加入玻璃粉能改善尺寸穩定性及耐磨性。隨著填充物的增加,耐磨性將得到提高,在填充物超過20%時,耐磨性增加緩慢。當需要同時改善幾種性能時,可同時加入幾種填料。
綜合各種性能的填充物含量如下:
(1)石墨量約10~20%;
(2)二硫化鉬約15~30%;
(3)二氧化硅、玻璃粉量約10~25%;
(4)青銅粉量在40%以上;
(5)混合兩種以上填料時,加入耐磨性填料和潤滑性固體填料比以4:1為宜。