1958年，古德里奇化学公司（现已更名为路博润公司）首次注册了TPU品牌Estane。40多年来，全球已拥有20多个品牌名称，每个品牌下又包含多个系列的产品。目前，TPU原料厂商主要包括巴斯夫、科思创、路博润、亨斯迈、万华化学集团、上海恒安、瑞华、旭川化工等。
1、TPU的分类
根据软段结构可分为聚酯型、聚醚型、丁二烯型，分别含有酯基、醚基、丁烯基。
根据硬段结构可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。常见的分类又分为聚酯型和聚醚型。
根据有无交联可分为纯热塑性和半热塑性。
前者为纯线性结构，不含交联键；后者含有少量脲基甲酸酯等交联键。
按成品用途可分为型材零件（各种机械零件）、管材（护套、棒材型材）、薄膜（片材、薄板）、胶粘剂、涂料、纤维等。
二、TPU的合成
TPU从分子结构上来说属于聚氨酯，那么它是如何聚集的呢？
根据合成工艺不同，主要分为本体聚合和溶液聚合。
本体聚合中，又可根据有无预反应分为预聚法和一步法：
预聚合法是将二异氰酸酯与大分子二醇反应一定时间，再进行扩链，生成TPU；
一步法是将大分子二醇、二异氰酸酯和扩链剂同时混合并反应形成TPU。
溶液聚合是先将二异氰酸酯溶解在溶剂中，然后加入大分子二醇，反应一定时间，最后加入扩链剂生成TPU。
TPU软段种类、分子量、硬段或软段含量、TPU聚集状态均可影响TPU的密度，其密度约为1.10-1.25，与其他橡胶、塑料相比无明显差异。
相同硬度下，聚醚型TPU的密度小于聚酯型TPU的密度。
三、TPU的加工
TPU颗粒需要经过多种工艺才能形成最终产品，主要采用熔融法和溶液法进行TPU加工。
熔融加工是塑料工业中常用的工艺过程，如混炼、压延、挤出、吹塑、模塑等；
溶液加工是将颗粒溶解在溶剂中或直接在溶剂中聚合制备溶液，然后进行涂布、纺丝等工艺的过程。
由TPU制成的最终产品一般不需要进行硫化交联反应，可以缩短生产周期并回收利用废料。
四、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、耐老化性。
高拉伸强度、高伸长率、较低的长期压缩永久变形率都是TPU的显著优点。
XiaoU将主要从拉伸强度和伸长率、回弹性、硬度等方面详细阐述TPU的力学性能。
高抗拉强度和高伸长率
TPU具有优异的拉伸强度和伸长率，从下图的数据可以看出，聚醚型TPU的拉伸强度和伸长率比聚氯乙烯塑料和橡胶要好很多。
此外，TPU在加工过程中几乎不添加或不添加任何添加剂即可满足食品工业的要求，这也是PVC、橡胶等其他材料难以实现的。
弹性对温度非常敏感
TPU的回弹性是指变形应力解除后，迅速恢复到原始状态的程度，以恢复能表示，即变形回缩功与产生变形所需功的比值。它是弹性体的动态模量和内摩擦的函数，对温度非常敏感。
回弹性会随着温度的降低而降低，直到达到某个温度后，弹性会迅速回升。该温度是软段的结晶温度，由大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，弹性体会变得非常坚硬并失去弹性。因此，回弹性类似于从坚硬金属表面的回弹。
硬度范围为邵氏A60-D80
硬度是材料抵抗变形、划痕和刮擦的能力的指标。
TPU的硬度通常使用肖氏A和肖氏D硬度计来测量，肖氏A用于较软的TPU，肖氏D用于较硬的TPU。
TPU的硬度可以通过调节软硬链段的比例来调节，因此TPU的硬度范围比较宽，从邵氏A60-D80，跨越了橡胶与塑料的硬度，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的某些性能可能会发生变化。例如，增加TPU的硬度会导致拉伸模量和撕裂强度增加、刚性和压缩应力（负载能力）增加、伸长率下降、密度和动态生热增加、耐环境性增强等性能变化。
五、TPU的应用
TPU作为一种性能优良的弹性体，下游产品方向十分广泛，广泛应用于生活用品、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舒适度要高得多，因此在高端鞋类产品中得到更广泛的应用，尤其是一些运动鞋和休闲鞋。
软管
TPU软管由于其柔软性、良好的拉伸强度、冲击强度、耐高低温等性能，在国内被广泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车、机床等机械设备的气、油软管。
电缆
TPU具有抗撕裂、耐磨和弯曲的特性，而耐高低温性能是电缆性能的关键。因此，在中国市场，控制电缆和电力电缆等高端电缆采用TPU来保护复杂电缆设计的涂层材料，其应用范围也日益广泛。
医疗器械
TPU是一种安全、稳定、优质的PVC替代材料，不会含有邻苯二甲酸酯（Phthalate）等化学有害物质，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，也是专门开发的挤出级和注塑级TPU。
电影
TPU薄膜是由TPU颗粒材料经压延、流延、吹膜、涂布等特殊工艺制成的薄膜。TPU薄膜因其强度高、耐磨、弹性好、耐候性好等特点，广泛应用于工业、鞋材、服装贴合、汽车、化工、电子、医疗等领域。
发布时间：2020-02-05