1958年，古德里奇化學公司（現已更名為路博潤）首次註冊了TPU品牌「Estane」。 40多年來，全球已出現20多個TPU品牌，每個品牌下方有多個系列產品。目前，TPU原料生產商主要包括巴斯夫、科思創、路博潤、亨斯邁公司、萬華化工集團、上海恆安、瑞華、徐川化工等。
1、TPU類別
根據軟段結構，可分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型，分別含有酯基、醚基或丁烯基。
根據硬段結構，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製得。常見的分類方法是將其分為聚酯型和聚醚型。
根據是否存在交聯，可將其分為純熱塑性塑膠和半熱塑性塑膠。
前者俱有純線性結構，沒有交聯鍵；後者含有少量交聯鍵，如氨甲酸酯。
根據成品的用途，可分為型材（各種機械元件）、管材（管套、棒材）、薄膜（片材、薄板）、黏合劑、塗料、纖維等。
2、TPU的合成
從分子結構來看，TPU屬於聚氨酯。那麼，它是如何發生聚集的呢？
根據不同的合成工藝，聚合反應主要分為本體聚合和溶液聚合。
在本體聚合中，根據是否存在預反應，也可以分為預聚合合法和一步法：
預聚合方法包括先將二異氰酸酯與大分子二醇反應一段時間，然後再進行鏈延伸以生產TPU；
一步法涉及同時混合和反應大分子二醇、二異氰酸酯和擴鏈劑，以形成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段時間，最後加入擴鏈劑生成TPU。
TPU軟段的類型、分子量、硬段或軟段含量以及TPU的聚集狀態都會影響TPU的密度，其密度約為1.10-1.25，與其他橡膠和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。
3、TPU的加工
TPU顆粒需要多種製程才能形成最終產品，TPU加工主要採用熔融法和溶液法。
熔融加工是塑膠產業常用的工藝，如混合、軋製、擠出、吹塑和成型；
溶液加工是將顆粒溶解在溶劑中或直接在溶劑中聚合來製備溶液，然後進行塗覆、紡絲等製程的過程。
由TPU製成的最終產品通常不需要硫化交聯反應，這可以縮短生產週期並回收廢料。
4.TPU的效能
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、耐低溫性和耐老化性。
TPU具有高拉伸強度、高伸長率和低長期壓縮永久變形率等顯著優點。
XiaoU 將主要從拉伸強度和伸長率、回彈性、硬度等方面闡述 TPU 的機械性質。
高抗拉強度和高延伸率
TPU具有優異的拉伸強度和延伸率。從下圖的數據可以看出，聚醚型TPU的拉伸強度和延伸率遠優於聚氯乙烯塑膠和橡膠。
此外，TPU 可以滿足食品業的要求，在加工過程中幾乎不需要添加任何添加劑，而 PVC 和橡膠等其他材料也很難做到這一點。
韌性對溫度非常敏感。
TPU的回彈性能是指其在形變應力消除後快速恢復到原始狀態的程度，以回彈能表示，即形變回縮功與產生形變所需功之比。它是彈性體的動態模量和內摩擦力的函數，並且對溫度非常敏感。
隨著溫度降低，回彈性逐漸減小，直到達到某一特定溫度後，彈性又迅速增加。此溫度即為軟段的結晶溫度，由高分子二醇的結構決定。聚醚型TPU的結晶溫度低於聚酯型TPU。在低於結晶溫度的溫度下，彈性體變得非常硬，失去彈性。因此，其回彈性能類似於從硬金屬表面反彈。
硬度範圍為邵氏A60-D80
硬度是衡量材料抵抗變形、刮傷和刮擦能力的指標。
TPU 的硬度通常使用邵氏 A 硬度計和邵氏 D 硬度計進行測量，邵氏 A 硬度計用於較軟的 TPU，邵氏 D 硬度計用於較硬的 TPU。
TPU的硬度可以透過調節軟硬鏈段的比例來控制。因此，TPU具有相對較寬的硬度範圍，從邵氏A60到D80，涵蓋了橡膠和塑膠的硬度，並且在整個硬度範圍內都具有較高的彈性。
隨著硬度的變化，TPU的一些性能也會改變。例如，提高TPU的硬度會導致其性能改變，例如拉伸模量和撕裂強度增加、剛性和壓縮應力（承載能力）增加、伸長率降低、密度和動態生熱增加以及環境耐受性增強。
5、TPU的應用
作為一種優良的彈性體，TPU具有廣泛的下游產品方向，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，主要用於鞋材。含有TPU的鞋類產品比一般鞋類產品穿著更舒適，因此在高檔鞋類產品中得到更廣泛的應用，尤其是在一些運動鞋和休閒鞋中。
軟管
由於其柔軟性、良好的拉伸強度、衝擊強度以及耐高低溫性能，TPU軟管在中國被廣泛用作飛機、坦克、汽車、摩托車和工具機等機械設備的氣體和油管。
電纜
TPU具有優異的抗撕裂性、耐磨性和抗彎曲性，其耐高低溫性能是電纜性能的關鍵。因此，在中國市場，控制電纜、電力電纜等先進電纜採用TPU來保護複雜電纜結構的塗層材料，其應用範圍日益廣泛。
醫療器材
TPU是一種安全、穩定、優質的PVC替代材料，不含鄰苯二甲酸酯等有害化學物質，不會遷移到醫用導管或醫用袋中的血液或其他液體中引起副作用。它還具有專門研發的擠出級和射出級TPU。
電影
TPU薄膜是由TPU顆粒材料經軋製、流延、吹塑、塗佈等特殊製程製成的薄膜。由於其強度高、耐磨、彈性好、耐候性強等優點，TPU薄膜廣泛應用於工業、鞋材、服飾、汽車、化學、電子、醫療等領域。
發佈時間：2020年2月5日