熱塑性聚氨酯彈性體，又稱熱塑性聚氨酯橡膠，簡稱TPU，是一種熱塑性聚氨酯橡膠(AB)N型嵌段線性聚合物。A是聚合物(1000-6000)聚酯或聚醚，B是2-12個直鏈碳原子的二醇，AB鏈段之間的化學(xué)結(jié)構(gòu)為二異氰酸酯。

　　熱塑性聚氨酯橡膠通過分子間氫鍵或大分子鏈輕微交聯(lián)，這兩種交聯(lián)結(jié)構(gòu)隨著溫度的升高或降低而可逆。分子間力在熔融或溶液狀態(tài)下減弱，但在冷卻或溶劑揮發(fā)后，強(qiáng)分子間力連接在一起，恢復(fù)了原有的固體性質(zhì)。典型的TPU，如氨綸。

　　TPU結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的關(guān)系

　　1.鏈段結(jié)構(gòu)

　　TPU分子中的A鏈段使大分子鏈易于旋轉(zhuǎn)，給聚氨酯橡膠良好的彈性，降低聚合物的軟化點(diǎn)和二次轉(zhuǎn)化點(diǎn)，降低硬度和機(jī)械強(qiáng)度。B鏈段抑制大分子鏈的旋轉(zhuǎn)，提高聚合物的軟化點(diǎn)和二次轉(zhuǎn)化點(diǎn)，增加硬度和機(jī)械強(qiáng)度，降低彈性。通過調(diào)整A和B的摩爾比，可以制備不同機(jī)械性能的聚氨酯彈性體.

　　2.交聯(lián)結(jié)構(gòu)

　　在TPU交聯(lián)結(jié)構(gòu)中，除了一級交聯(lián)外，還必須考慮分子間氫鍵形成的二級交聯(lián)。聚氨酯交聯(lián)鍵不同于羥基橡膠的硫化結(jié)構(gòu)。氨基甲酸酯基、縮二脲基、脲基甲酸酯基定期間隔排列成剛性鏈段，橡膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)規(guī)則，耐磨性優(yōu)異。

　　其次，由于聚氨酯橡膠含有許多高內(nèi)聚能基團(tuán)，如脲或氨基甲酸酯基團(tuán)，分子鏈之間形成的氫鍵強(qiáng)度高，氫鍵形成的二次交聯(lián)鍵對聚氨酯橡膠的性能也有重要影響。二次交聯(lián)一方面使聚氨酯橡膠具有熱固性彈性體的特性，另一方面是虛擬交聯(lián)，交聯(lián)條件取決于溫度。

　　隨著溫度的升高，交聯(lián)逐漸減弱消失，聚合物具有一定的流動性，可以進(jìn)行熱塑性加工。當(dāng)溫度下降時，交聯(lián)逐漸恢復(fù)并再次形成。加入少量填料，分子間距增大，分子間形成氫鍵的能力減弱，強(qiáng)度急劇下降。

　　3.群體的穩(wěn)定性

　　研究表明，聚氨酯橡膠的穩(wěn)定性由高到低依次為酯、醚、脲、氨基甲酸酯和縮二脲。在老化過程中，縮二脲和脲基甲酸酯之間的交聯(lián)鍵首先斷裂，然后氨基甲酸酯和脲之間的鍵斷裂，即主鏈斷裂。

　　聚氨酯橡膠的性能

　　TPU的彈性模量介于橡膠和塑料之間，其特點(diǎn)是硬度和彈性，這是其他橡膠和塑料所沒有的。

　　TPU可分為聚酯型和聚醚型。與物理性能相比，聚酯型具有更好的低硬度橡膠性能，而聚醚型具有更好的高硬度橡膠性能。聚酯橡膠具有更好的耐油性、耐熱性和與金屬的附著力，而聚醚橡膠具有更好的耐水解性、耐寒性和抗菌性。