在材料科學(xué)的廣闊領(lǐng)域中，熱塑性聚氨酯（TPU）以其獨特的性能和廣泛的應(yīng)用潛力，成為備受矚目的高性能彈性體材料。從日常用品到高端工業(yè)制品，TPU 都展現(xiàn)出了不可替代的價值。
TPU 即熱塑性聚氨酯（Thermoplastic Polyurethane ），是由軟段和硬段組成的嵌段共聚物。軟段一般由多元醇構(gòu)成，賦予材料彈性和柔韌性；硬段由異氰酸酯與擴鏈劑反應(yīng)生成，提供強度和剛性。不同軟段、硬段的種類和比例，使 TPU 呈現(xiàn)多樣性能。
主要有本體聚合和溶液聚合。本體聚合又分預(yù)聚法，即二異氰酸酯與大分子二醇先反應(yīng)，再加入擴鏈劑生成 TPU；一步法是大分子二醇、二異氰酸酯和擴鏈劑同時混合反應(yīng)。溶液聚合是二異氰酸酯先溶于溶劑，加入大分子二醇反應(yīng)后，再加擴鏈劑生成 TPU 。
硬度范圍廣，邵爾硬度在 Shore A 60 - Shore D 80 ，可通過調(diào)整軟硬鏈段比例改變硬度，且硬度變化時仍保持良好彈性和耐磨性。機械強度高，承載、抗沖擊、減震性能突出，拉伸強度可達 35 - 50MPa ，斷裂伸長率超 600% ，回彈性優(yōu)異，壓縮永久變形率低（＜30% ） 。耐磨性能佳，阿克隆磨耗量＜40mm3 ，比普通橡膠耐磨約 5 倍以上 。耐屈折性好，在不同環(huán)境下重復(fù)周期性應(yīng)力作用，仍能保持極佳耐屈折特性 。
寬溫域適應(yīng)性，工作溫度 - 40℃至 120℃ ，短期可耐 150℃ ，低溫下柔韌性好，不易脆裂 。氣密性好，易通過高周波或熱壓熔接，用于充氣制品 ，聚酯系列制品氣密性比聚醚系列更優(yōu) 。
耐油與耐化學(xué)性，TPU 是強極性高分子材料，與非極性礦物油親和性小，在多種油中幾乎不受侵蝕，聚酯系列耐油性更佳 ；對許多化學(xué)物質(zhì)有抵抗能力 。耐水解性，渾濁下耐水性能良好，聚醚系列 1 - 2 年不會明顯水解 ；聚酯系列在特定溫度和時長的水中浸泡會分解 。抗高溫與抗氧化性，抗氧化能力良好，耐溫性可達 120℃ ，相比一些塑膠原料，在高溫下更穩(wěn)定 。生物醫(yī)學(xué)性能，生物相容性佳，無毒、無過敏等反應(yīng)，無局部刺激性和致熱源性 。
加工性能好，可采用注塑、擠出、壓延、吹塑等熱塑性材料加工方法 ，還能與某些高分子材料制成性能互補的聚合物合金 。環(huán)保可回收，無需硫化，生產(chǎn)周期短；廢棄物料可回收利用，符合歐盟 REACH、RoHS 等環(huán)保標準 。
分為聚酯型、聚醚型和丁二烯型，分別含酯基、醚基或丁烯基 。
分為氨酯型和氨酯脲型，由二醇或二胺擴鏈劑獲得 。
分為純熱塑性（純線性結(jié)構(gòu)，無交聯(lián)鍵 ）和半熱塑性（含少量脲基甲酸酯等交聯(lián)鍵 ） 。
分為異型件（機械零件 ）、管材（護套、棒型材 ）、薄膜（薄片、薄板 ）以及膠粘劑、涂料和纖維等 。
用于鞋底、鞋面，提供彈性、耐磨性和舒適度 ；制作防水透氣薄膜、運動護具等 。比如 Adidas Boost 技術(shù)的運動鞋中底用 TPU 實現(xiàn)能量回饋 。
制造手機保護殼、智能手表表帶，抗沖擊、耐刮擦 ；耳機線材高回彈、抗纏繞 。
汽車線束護套耐油、耐老化 ；內(nèi)飾表皮、空氣導(dǎo)管觸感柔軟、耐候性強 。
醫(yī)用導(dǎo)管、止血帶等，滿足生物相容性要求 。
密封圈、液壓軟管等，耐高壓、抗化學(xué)腐蝕 。
高流動性 TPU 線材用于定制化鞋墊、柔性機器人部件等 。
TPU 以其獨特的分子結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的性能特點、多樣的分類方式和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在現(xiàn)代材料應(yīng)用中占據(jù)了重要地位。隨著科技的不斷進步，TPU 材料有望在更多新興領(lǐng)域得到拓展和應(yīng)用，持續(xù)為人們的生活和工業(yè)生產(chǎn)帶來新的驚喜與變革。
