热塑性聚氨酯弹性体，又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种热塑性聚氨酯橡胶(AB)N型嵌段线性聚合物。A是聚合物(1000-6000)聚酯或聚醚，B是2-12个直链碳原子的二醇，AB链段之间的化学结构为二异氰酸酯。

　　热塑性聚氨酯橡胶通过分子间氢键或大分子链轻微交联，这两种交联结构随着温度的升高或降低而可逆。分子间力在熔融或溶液状态下减弱，但在冷却或溶剂挥发后，强分子间力连接在一起，恢复了原有的固体性质。典型的TPU，如氨纶。

　　TPU结构与物理性质的关系

　　1.链段结构

　　TPU分子中的A链段使大分子链易于旋转，给聚氨酯橡胶良好的弹性，降低聚合物的软化点和二次转化点，降低硬度和机械强度。B链段抑制大分子链的旋转，提高聚合物的软化点和二次转化点，增加硬度和机械强度，降低弹性。通过调整A和B的摩尔比，可以制备不同机械性能的聚氨酯弹性体.

　　2.交联结构

　　在TPU交联结构中，除了一级交联外，还必须考虑分子间氢键形成的二级交联。聚氨酯交联键不同于羟基橡胶的硫化结构。氨基甲酸酯基、缩二脲基、脲基甲酸酯基定期间隔排列成刚性链段，橡胶网络结构规则，耐磨性优异。

　　其次，由于聚氨酯橡胶含有许多高内聚能基团，如脲或氨基甲酸酯基团，分子链之间形成的氢键强度高，氢键形成的二次交联键对聚氨酯橡胶的性能也有重要影响。二次交联一方面使聚氨酯橡胶具有热固性弹性体的特性，另一方面是虚拟交联，交联条件取决于温度。

　　随着温度的升高，交联逐渐减弱消失，聚合物具有一定的流动性，可以进行热塑性加工。当温度下降时，交联逐渐恢复并再次形成。加入少量填料，分子间距增大，分子间形成氢键的能力减弱，强度急剧下降。

　　3.群体的稳定性

　　研究表明，聚氨酯橡胶的稳定性由高到低依次为酯、醚、脲、氨基甲酸酯和缩二脲。在老化过程中，缩二脲和脲基甲酸酯之间的交联键首先断裂，然后氨基甲酸酯和脲之间的键断裂，即主链断裂。

　　聚氨酯橡胶的性能

　　TPU的弹性模量介于橡胶和塑料之间，其特点是硬度和弹性，这是其他橡胶和塑料所没有的。

　　TPU可分为聚酯型和聚醚型。与物理性能相比，聚酯型具有更好的低硬度橡胶性能，而聚醚型具有更好的高硬度橡胶性能。聚酯橡胶具有更好的耐油性、耐热性和与金属的附着力，而聚醚橡胶具有更好的耐水解性、耐寒性和抗菌性。