PTFE 분자구조(탄소원자 주위에 불소원자가 쌓여 있다)와 불소원자의 특성(자유에너지가 작다-이종분자와 희박한 관계로 마찰이 생기지 않는다-)이 상승작용을 해 상수면(이종, 동종재료)과 만나 움직여도(문질러도) 저항(중하)이 작게(마찰계수가 작다) 된다.

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매커니즘은 다음과 같다.

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PTFE는 윤활성ㆍ내열성이 요구되는 자동차, 정밀기계, 산업기계 등에서 많이 사용되고 있다. slide특성이 뛰어난 것은 한마디로 PTFE 분자구조나 특성에 기인한다.

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PTFE 분자구조는 탄소원자 주위에 불소원자가 빈틈없이 맞붙어 표면의 불균형이 작다. (Q7 그림 참조) 또 Q7에서 언급한 것처럼 C-F 결합에서는 분극률이 작고 이것은 전자가 움직이기 어려운, 즉 다른 전자와 상호작용하기 어려운 이유가 된다. 결국 이종분자 사이에서의 분자간력도 작다는 것을 의미한다.

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PTFE의 자기윤활성에 관한 정설은 PTFE 성형 체에서 마찰에 의해 분자가 박리되어(분자간력이 약하기 때문에 PTFE 결정 중의 분자가 용이하게 박리된다), 마찰상수면에 이착해 PTFE끼리 slide 되어 마찰계수가 저하된다고 알려져 있다. 이착한 PTFE가 마찰면에서 외부에 배출되면 새롭게 이착층이 형성되고, 반복적으로 PTFE끼리의 slide가 이루어지게 된다.

그렇기 때문에 PTFE 단독의 slide 특성은 뛰어나지만 고하중ㆍ고속조건 하의 slide에서는 이착이 빈번하게 일어나 PTFE 성형체의 마찰이 크게 된다. 이것은 PTFE의 커다란 결점이다. 이러한 마모를 줄이기 위해 실제 접동 재료에서는 PTFE에 무기나 유기계의 충전제filler가 사용되고 있다. 글라스 섬유, 카본 섬유, 브론즈 분, 흑연graphite 등이 대표적인 충전제다. 브론즈 분처럼 금속계 충전제는 열전도성을 향상시키고 마찰열을 방치하여 상승에 의한 마모를 억제하는 효과가 있다.

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PTFE와 관계한 마찰물질tribometerial 사례

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PTFE+운모

PTFE+glass 섬유

PTFE+흑연

PTFE+브론즈+흑연

PTFE+브론즈+산화연

PTFE+ekonol(Polyparaoxybenziol; POB)

PTFE+POB+흑연

PTFE 섬유/면혼방+열경화성수지+흑연ㆍㆍㆍㆍㆍ금속에 접착 적층하여 사용

PTFE 섬유/glass 섬유혼방+열경화성수지ㆍㆍㆍㆍ금속에 접착 적층하여 사용

Porousbronze에 PTFE/납을 메워 넣음ㆍㆍㆍㆍㆍㆍ하층(강판지지체)

bronzemesh에 PTFE를 메워 넣음ㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍㆍ하층(금속지지체)

polyacetal(POM)+PTFE(저분자량, PTFE)

polyimide(PI)+metal+PTFE

borous금속에 PI, PTFE를 메워 넣음

강화 PI+PTFE

열경화수지+PTFE

PPS+PTFE

PEEK+PTFE

PEEK+PTFE+흑연

polyamideimide(PAI)+PTFE+흑연