ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、通称 テフロン の摩擦係数は、静的シナリオと動 的シナリオの両方で0.04と低く、ほとんどの材料に比べ て非常に低い摩擦を示します。これは、潤滑鋼（0.05-0.1 COF）を下回り、ナイロンのようなプラスチック（0.20-0.30）やステンレスのような金属（0.50-0.60）をはるかに下回る。PTFEの滑りやすさは、しばしばスケート靴の下の氷に例えられ、ベアリング、シール、ノンスティック・コーティングなど、最小限の抵抗を必要とする用途に理想的である。PTFEのユニークな分子構造は、炭素骨格を遮蔽するフッ素原子を特徴とし、表面付着とエネルギー散逸を低減し、低摩擦材料のベンチマークとしての役割を確固たるものにしている。
キーポイントの説明
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PTFEの極めて低い摩擦係数
- 静摩擦係数／動摩擦係数:PTFEのCOFは 0.04から0.08 で、潤滑鋼板（0.05～0.1）をも凌ぐ。
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プラスチックとの比較:
- ナイロン0.20-0.30
- UHMW-PE：0.10〜0.20
- アセタール：0.15-0.25
- 金属/ゴム:ステンレス（0.50-0.60）、ゴム（0.80-1.00）は著しく高い摩擦を示す。
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分子構造の利点
- PTFEのフッ素原子は、化学的に不活性で、分子間力を最小限に抑えた滑らかな表面を作ります。
- 炭素-フッ素結合は非常に安定しており、摺動接触時のエネルギー損失を低減します。
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実例と応用
- 氷対PTFE:PTFEの摩擦はスケートのブレードの下にある氷に匹敵し、低抵抗の指標となる。
- 工業用途:ベアリング、ガスケット、ノンスティックコーティングに最適で、耐久性と最小限の摩耗が重要です。
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PTFEが他のプラスチックより優れている理由
- ほとんどのプラスチックが潤滑を添加剤に頼っているのに対し、PTFE固有の特性により外部潤滑剤の必要性がなくなります。
- PTFEは粘着性が低いため、材料の蓄積を防ぎ、長期間にわたって安定した性能を維持することができます。
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トレードオフと限界
- PTFEは摩擦低減に優れていますが、金属や強化プラスチックに比べ機械的強度が劣ります。
- 高い耐荷重性を必要とする用途では、複合材料（PTFEにガラス繊維を充填したものなど）が必要になる場合があります。
PTFEの摩擦特性は、効率と長寿命を優先する産業において不可欠なものとなっています。極端な温度や高負荷のもとで、PTFEの性能がどのように変化するかを考えたことはありますか？このような微妙な違いが、エンジニアリング・ソリューションにおけるPTFEの多用途性をさらに際立たせています。
まとめ表
| 材質 | 摩擦係数（COF） | 主な特性 |
|---|---|---|
| PTFE（テフロン） | 0.04-0.08 | 低摩擦、潤滑不要 |
| 潤滑スチール | 0.05-0.10 | 添加剤が必要 |
| ナイロン | 0.20-0.30 | 中程度の摩擦 |
| ステンレス | 0.50-0.60 | 高い粘着性 |
| ゴム | 0.80-1.00 | 最高の抵抗 |
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