1958年，古德里奇化学公司（现已更名为路博润）首次注册了TPU品牌“Estane”。40多年来，全球已出现20多个TPU品牌，每个品牌下又有多个系列产品。目前，TPU原料生产商主要包括巴斯夫、科思创、路博润、亨斯迈公司、万华化工集团、上海恒安、瑞华、徐川化工等。
1、TPU类别
根据软段结构，可将其分为聚酯型、聚醚型和丁二烯型，分别含有酯基、醚基或丁烯基。
根据硬段结构，可将其分为氨基甲酸酯型和氨基甲酸酯脲型，分别由乙二醇扩链剂或二胺扩链剂制得。常见的分类方法是将其分为聚酯型和聚醚型。
根据是否存在交联，可将其分为纯热塑性塑料和半热塑性塑料。
前者具有纯线性结构，没有交联键；后者含有少量交联键，如氨甲酸酯。
根据成品的用途，可将其分为型材（各种机械元件）、管材（管套、棒材）、薄膜（片材、薄板）、粘合剂、涂料、纤维等。
2、TPU的合成
从分子结构上看，TPU属于聚氨酯。那么，它是如何发生聚集的呢？
根据不同的合成工艺，聚合反应主要分为本体聚合和溶液聚合。
在本体聚合中，根据是否存在预反应，还可以分为预聚合法和一步法：
预聚合方法包括先将二异氰酸酯与大分子二醇反应一段时间，然后再进行链延伸以生产TPU；
一步法涉及同时混合和反应大分子二醇、二异氰酸酯和扩链剂，以形成TPU。
溶液聚合首先将二异氰酸酯溶解在溶剂中，然后加入大分子二醇反应一段时间，最后加入扩链剂生成TPU。
TPU软段的类型、分子量、硬段或软段含量以及TPU的聚集状态都会影响TPU的密度，其密度约为1.10-1.25，与其他橡胶和塑料相比没有显著差异。
在相同硬度下，聚醚型TPU的密度低于聚酯型TPU。
3、TPU的加工
TPU颗粒需要多种工艺才能形成最终产品，TPU加工主要采用熔融法和溶液法。
熔融加工是塑料行业常用的工艺，如混合、轧制、挤出、吹塑和成型；
溶液加工是通过将颗粒溶解在溶剂中或直接在溶剂中聚合来制备溶液，然后进行涂覆、纺丝等工艺的过程。
由TPU制成的最终产品通常不需要硫化交联反应，这可以缩短生产周期并回收废料。
4、TPU的性能
TPU具有高模量、高强度、高伸长率和弹性、优异的耐磨性、耐油性、耐低温性和耐老化性。
TPU具有高拉伸强度、高伸长率和低长期压缩永久变形率等显著优点。
XiaoU 将主要从拉伸强度和伸长率、回弹性、硬度等方面阐述 TPU 的力学性能。
高抗拉强度和高延伸率
TPU具有优异的拉伸强度和延伸率。从下图的数据可以看出，聚醚型TPU的拉伸强度和延伸率远优于聚氯乙烯塑料和橡胶。
此外，TPU 可以满足食品行业的要求，在加工过程中几乎不需要添加任何添加剂，而 PVC 和橡胶等其他材料也很难做到这一点。
韧性对温度非常敏感。
TPU的回弹性能是指其在形变应力消除后快速恢复到原始状态的程度，以回弹能表示，即形变回缩功与产生形变所需功之比。它是弹性体的动态模量和内摩擦的函数，并且对温度非常敏感。
随着温度降低，回弹力逐渐减小，直至达到某一特定温度后，弹性又迅速增加。该温度即为软段的结晶温度，由高分子二醇的结构决定。聚醚型TPU的结晶温度低于聚酯型TPU。在低于结晶温度的温度下，弹性体变得非常硬，失去弹性。因此，其回弹性能类似于从硬金属表面反弹。
硬度范围为邵氏A60-D80
硬度是衡量材料抵抗变形、划痕和刮擦能力的指标。
TPU 的硬度通常使用邵氏 A 硬度计和邵氏 D 硬度计进行测量，邵氏 A 硬度计用于较软的 TPU，邵氏 D 硬度计用于较硬的 TPU。
TPU的硬度可以通过调节软硬链段的比例来控制。因此，TPU具有相对较宽的硬度范围，从邵氏A60到D80，涵盖了橡胶和塑料的硬度，并且在整个硬度范围内都具有较高的弹性。
随着硬度的变化，TPU的一些性能也会发生变化。例如，提高TPU的硬度会导致其性能发生改变，例如拉伸模量和撕裂强度增加、刚性和压缩应力（承载能力）增加、伸长率降低、密度和动态生热增加以及环境耐受性增强。
5、TPU的应用
作为一种优良的弹性体，TPU具有广泛的下游产品方向，广泛应用于日用品、体育用品、玩具、装饰材料等领域。
鞋材
TPU因其优异的弹性和耐磨性，主要用于鞋材。含有TPU的鞋类产品比普通鞋类产品穿着更加舒适，因此在高档鞋类产品中得到更广泛的应用，尤其是在一些运动鞋和休闲鞋中。
软管
由于其柔软性、良好的拉伸强度、冲击强度以及耐高低温性能，TPU软管在中国被广泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车和机床等机械设备的气体和油管。
电缆
TPU具有优异的抗撕裂性、耐磨性和抗弯曲性，其耐高低温性能是电缆性能的关键。因此，在中国市场，控制电缆、电力电缆等先进电缆采用TPU来保护复杂电缆结构的涂层材料，其应用范围日益广泛。
医疗器械
TPU是一种安全、稳定、优质的PVC替代材料，不含邻苯二甲酸酯等有害化学物质，不会迁移到医用导管或医用袋中的血液或其他液体中引起副作用。它还具有专门研发的挤出级和注塑级TPU。
电影
TPU薄膜是由TPU颗粒材料经轧制、流延、吹塑、涂布等特殊工艺制成的薄膜。由于其强度高、耐磨、弹性好、耐候性强等优点，TPU薄膜广泛应用于工业、鞋材、服装、汽车、化工、电子、医疗等领域。
发布时间：2020年2月5日