1958年，古德里奇化學公司（現更名為路博潤）首次註冊了TPU品牌Estane。40年來，全球出現了20多個品牌，每個品牌都有多個系列的產品。目前，TPU原料生產商主要有巴斯夫、科思創、路博潤、亨斯邁公司、萬華化學集團、上海恆安、瑞華、旭川化工等。
一、TPU的類別
依軟鏈段結構可分為聚酯型、聚醚型、丁二烯型，分別含有酯基、醚基或丁烯基。
依硬段結構可分為氨基甲酸酯型和氨基甲酸酯脲型，分別由乙二醇擴鏈劑或二胺擴鏈劑得到。常見分類分為聚酯型和聚醚型。
依有無交聯，可分為純熱塑性和半熱塑性。
前者俱有純線性結構，無交聯鍵；後者含有少量脲基甲酸酯等交聯鍵。
依成品用途可分為型材件（各種機械元件）、管材（護套、棒材型材）、薄膜（片材、薄板）、黏合劑、塗料、纖維等。
二、TPU的合成
TPU從分子結構上屬於聚氨酯。那麼，它是如何聚合的呢？
依合成製程不同，主要分為本體聚合和溶液聚合。
本體聚合中，依是否有預反應，還可分為預聚合合法與一步法：
預聚法是將二異氰酸酯與大分子二醇反應一定時間後加入擴鏈，生產TPU；
一步法是將大分子二醇、二異氰酸酯和擴鏈劑同時混合並反應形成TPU。
溶液聚合先將二異氰酸酯溶解在溶劑中，然後加入大分子二醇反應一定時間，最後加入擴鏈劑生成TPU。
TPU軟鏈段的種類、分子量、硬鏈段或軟鏈段含量、TPU聚集狀態都會影響TPU的密度，密度約為1.10-1.25，與其他橡塑膠相比沒有顯著差異。
在相同硬度下，聚醚型TPU的密度低於聚酯型TPU。
三、TPU的加工
TPU顆粒需要多種製程才能形成最終產品，主要採用熔融法和溶液法進行TPU加工。
熔融加工是塑膠工業常用的工藝，如混煉、壓延、擠出、吹塑、成型等；
溶液加工是將顆粒溶解在溶劑中或直接在溶劑中聚合製備溶液，然後進行塗佈、紡絲等的過程。
由TPU製成的最終產品一般不需要硫化交聯反應，可以縮短生產週期並回收廢料。
四、TPU效能
TPU具有高模量、高強度、高伸長率和彈性，優異的耐磨性、耐油性、耐低溫性、耐老化性。
高拉伸強度、高伸長率、低長期壓縮永久變形率都是TPU的顯著優點。
小U主要從拉伸強度和伸長率、回彈性、硬度等方面來闡述TPU的機械性質。
高拉伸強度和高伸長率
TPU具有優異的拉伸強度和伸長率。從下圖的數據我們可以看出，聚醚型TPU的拉伸強度和伸長率都遠優於聚氯乙烯塑膠和橡膠。
此外，TPU在加工過程中只需很少或不添加添加劑即可滿足食品工業的要求，這也是PVC、橡膠等其他材料難以達到的。
彈性對溫度非常敏感
TPU的回彈性是指形變應力解除後迅速恢復到原來狀態的程度，以恢復能表示，即形變回縮功與產生形變所需功的比值。它是彈性體動態模量和內摩擦的函數，並且對溫度非常敏感。
回彈隨著溫度的降低而減小，直到一定溫度，彈性又迅速增加。這個溫度就是軟鏈段的結晶溫度，它是由大分子二醇的結構所決定的。聚醚型TPU比聚酯型TPU低。在低於結晶溫度的溫度下，彈性體變得非常堅硬並失去彈性。因此，回彈力類似於硬金屬表面的反彈。
硬度範圍為Shore A60-D80
硬度是材料抵抗變形、刮痕和刮痕能力的指標。
TPU的硬度通常使用肖氏A和肖氏D硬度計來測量，其中肖氏A用於較軟的TPU，肖氏D用於較硬的TPU。
TPU的硬度可以透過調節軟、硬鏈段的比例來調節。因此，TPU具有比較寬的硬度範圍，從Shore A60-D80，跨越了橡膠和塑膠的硬度，並且在整個硬度範圍內都具有高彈性。
隨著硬度的變化，TPU 的某些性能可能會改變。例如，增加TPU的硬度會導致性能變化，如拉伸模量和撕裂強度增加、剛性和壓應力（負載能力）增加、伸長率降低、密度和動態生熱增加、耐環境性增加等。
五、TPU的應用
TPU作為優異的彈性體，下游產品方向廣泛，廣泛應用於日用品、運動用品、玩具、裝飾材料等領域。
鞋材
TPU因其優異的彈性和耐磨性而主要用於鞋材。含有TPU的鞋類產品比一般鞋類產品穿著舒適得多，因此更廣泛地應用於高端鞋類產品，特別是一些運動鞋和休閒鞋。
軟管
由於TPU軟管具有柔軟性、良好的拉伸強度、衝擊強度、耐高低溫等特點，在國內被廣泛用作飛機、坦克、汽車、摩托車、工具機等機械設備的輸氣、輸油軟管。
電纜
TPU提供抗撕裂、耐磨和彎曲特性，其中耐高低溫是電纜性能的關鍵。因此在中國市場，控制電纜、電力電纜等先進電纜均採用TPU來保護複雜電纜設計的塗層材料，其應用也日益廣泛。
醫療設備
TPU是一種安全、穩定、優質的PVC替代材料，不會含有鄰苯二甲酸鹽等化學有害物質，不會遷移到醫用導管或醫用袋內的血液或其他液體中而產生副作用。它也是專門開發的擠出級和射出級TPU。
電影
TPU薄膜是以TPU顆粒材料為原料，透過壓延、流延、吹塑、塗佈等特殊製程製成的薄膜。TPU薄膜因其強度高、耐磨、彈性好、耐候性好等優點，廣泛應用於工業、鞋材、服飾貼合、汽車、化學、電子、醫療等領域。
發佈時間：2020年2月5日