1958年，古德里奇化学公司（现更名为路博润）首次注册了TPU品牌Estane。40年来，全球出现了20多个品牌，每个品牌都有多个系列的产品。目前，TPU原料生产商主要有巴斯夫、科思创、路博润、亨斯迈公司、万华化学集团、上海恒安、瑞华、旭川化工等。
一、TPU的类别
按软链段结构可分为聚酯型、聚醚型、丁二烯型，分别含有酯基、醚基或丁烯基。
按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得到。常见分类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。
前者具有纯线性结构，无交联键；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件（各种机械元件）、管材（护套、棒材型材）、薄膜（片材、薄板）、粘合剂、涂料、纤维等。
二、TPU的合成
TPU从分子结构上属于聚氨酯。那么，它是如何聚合的呢？
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，根据是否存在预反应，还可分为预聚合法和一步法：
预聚法是将二异氰酸酯与大分子二醇反应一定时间后加入扩链，生产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定时间，最后加入扩链剂生成TPU。
TPU软链段的类型、分子量、硬链段或软链段含量、TPU聚集状态都会影响TPU的密度，密度约为1.10-1.25，与其他橡塑相比没有显着差异。
在相同硬度下，聚醚型TPU的密度低于聚酯型TPU。
三、TPU的加工
TPU颗粒需要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常用的工艺，如混炼、压延、挤出、吹塑、成型等；
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、纺丝等的过程。
由TPU制成的最终产品一般不需要硫化交联反应，可以缩短生产周期并回收废料。
四、TPU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、低长期压缩永久变形率都是TPU的显着优点。
小U主要从拉伸强度和伸长率、回弹性、硬度等方面来阐述TPU的力学性能。
高拉伸强度和高伸长率
TPU具有优异的拉伸强度和伸长率。从下图中的数据可以看出，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得多。
此外，TPU在加工过程中只需很少或不添加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达到的。
弹性对温度非常敏感
TPU的回弹性是指形变应力解除后迅速恢复到原来状态的程度，以恢复能表示，即形变回缩功与产生形变所需功的比值。它是弹性体动态模量和内摩擦力的函数，并且对温度非常敏感。
回弹随着温度的降低而减小，直到一定温度，弹性又迅速增加。这个温度就是软链段的结晶温度，它是由大分子二醇的结构决定的。聚醚型TPU比聚酯型TPU低。在低于结晶温度的温度下，弹性体变得非常硬并失去弹性。因此，回弹力类似于硬金属表面的反弹。
硬度范围为Shore A60-D80
硬度是材料抵抗变形、划痕和划痕能力的指标。
TPU的硬度通常使用肖氏A和肖氏D硬度计来测量，其中肖氏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具有比较宽的硬度范围，从Shore A60-D80，跨越了橡胶和塑料的硬度，并且在整个硬度范围内都具有高弹性。
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的硬度会导致性能变化，如拉伸模量和撕裂强度增加、刚性和压应力（负载能力）增加、伸长率降低、密度和动态生热增加、耐环境性增加等。
五、TPU的应用
TPU作为优异的弹性体，下游产品方向广泛，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而主要用于鞋材。含有TPU的鞋类产品比普通鞋类产品穿着舒适得多，因此更广泛地应用于高端鞋类产品，特别是一些运动鞋和休闲鞋。
软管
由于TPU软管具有柔软性、良好的拉伸强度、冲击强度、耐高低温等特点，在国内被广泛用作飞机、坦克、汽车、摩托车、机床等机械设备的输气、输油软管。
电缆
TPU提供抗撕裂、耐磨和弯曲特性，其中耐高低温是电缆性能的关键。因此在中国市场，控制电缆、电力电缆等先进电缆均采用TPU来保护复杂电缆设计的涂层材料，其应用也日益广泛。
医疗设备
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盐等化学有害物质，不会迁移到医用导管或医用袋内的血液或其他液体中而产生副作用。它也是专门开发的挤出级和注射级TPU。
电影
TPU薄膜是以TPU颗粒材料为原料，通过压延、流延、吹塑、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、耐候性好等优点，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年2月5日