TPU行业产品性能、发展历程、应用领域及产业链分析

——TPU简介

一、TPU基本定义

TPU为一种聚氨酯弹性体制品，其生产所需的多元醇、MDI、BDO、己二酸、乙二醇等原材料均为石油衍生品或副产品，为石油化工下游产品。

TPU 为热塑性弹性体材料的一个分支，是由二异氰酸酯、大分子多元醇、扩链剂（低分子二元醇）三类基础原料聚合而成的高分子材料。TPU 分子链由硬段与软段两部分构成。软段是柔性链段，主要影响 TPU 材料的弹性和耐低温性能；硬段是刚性链段，主要影响 TPU 的硬度、耐热性能、机械性能等。软段和硬段交替排列，赋予 TPU 优良的性能。由于 TPU 具有热塑性，分子链在一定的高温下能软化并流动，在冷却后又重新回复到原来的排列状态，从而可以加工成各种形态的制品。

二、TPU产品性能

与通用的塑料与橡胶材料相比，TPU具有硬度范围广、机械性能突出、耐高/低温性能优异、加工性能好、环保性能优良、可塑性强、可设计性强、透明性能优异等优越特性，其既有橡胶材料的高弹性，又有工程塑料的高强度。具体如下：

①硬度范围广：TPU 的硬度范围相当宽，通过改变 TPU 各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，从邵氏 A50～D85，跨越了橡胶和塑料的硬度，并且在整个硬度范围内具有高弹性和耐磨性。

②机械性能突出：TPU 制品具有热塑性弹性体中较高的抗张强度、良好的弹性和抗冲击性能，以及优异的耐磨性能，综合机械性能在热塑性弹性体中较为突出，优势明显。

③耐高/低温：TPU 的玻璃化转变温度低，特别是聚醚型 TPU 的玻璃化转变温度可达-60ºC 以下，可以在低至-40ºC 环境中依然保持良好的柔顺性和其他物理性能；常规聚酯型 TPU 可在-25º环境中长期使用。同时，TPU具有非常好的耐热稳定性，常规 TPU 可在 80ºC 以下环境中长期使用，部分产品可在 120ºC 环境中长期使用。

④加工性能好：TPU 可采用常规的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延、流延、吹塑、粉末烧结等。

⑤环保性能突出：TPU 从化学构成角度主要分为聚酯、聚醚两种类型。聚醚型 TPU 具有较强的抗水解性和抗微生物性，而聚酯型 TPU 因有较强的水解性和微生物降解性，其自然降解性和环保特征较为明显，在特定条件下可在数月内完全分解。

⑥可塑性强：TPU 与某些高分子材料如 TPE、PA、POM、PC、PVC 等共混改性，能够得到性能互补的聚合物合金，改善其他材料的弹性、耐磨性、抗冲击性能等；同时可通过添加阻燃剂、抗静电剂、导电剂等，赋予材料阻燃、抗静电、导电等特殊性能，从而拓宽应用领域。

⑦可设计性强：由于 TPU的原材料多元醇、扩链剂、异氰酸酯的多样性，以及非常宽的配方可调节性，TPU 产品的差异化和可设计性强，可根据客户的具体需要而定制开发。

⑧高透明：在所有热塑性弹性体材料中，热塑性聚氨酯弹性体在透明度方面性能优异，这一透明度特性赋予了 TPU 材料更多的可设计特色，用于制备透明的玩具、装饰品、鞋服等个人消费品以及管材、薄膜等工业透明品等领域，透明性优势明显。

⑨耐油/耐水性能：相比传统的丁腈橡胶和其它弹性体材料，TPU 具有优异的耐油性能，可应用于对耐油性有高要求的汽车、工业输送、液压、传动、密封等领域，具有极好的耐油寿命；同时，聚醚型 TPU 具有优异的耐水、耐菌性能，可以用于输送或者储运等有水的工作环境中，以及户外用品等高湿度工作环境中。

⑩耐候性能：TPU 材料良好的耐高、低温性能和耐水、耐菌、抗老化和抗UV 性能，统称为耐候性能，可用于众多户外消费品和工业品的生产。

TPU\CPU\MPU对比

资料来源：CNKI，立鼎产业研究中心整理

TPU产品特点及性能

资料来源：立鼎产业研究中心整理

——TPU行业发展历程

TPU 最早由德国拜耳公司于1958 年研制成功。随后，德国巴斯夫、美国诺誉、陶氏化学等化工企业也相继研制成功。

20 世纪 70 年代，日本引进德国 TPU 生产设备。随后，TPU 生产技术从日本传入台湾。中国大陆从 20 世纪 80 年代开始接触 TPU 生产技术，但一直未实现研发与工艺上的突破。90 年代以后，随着市场对TPU 材料的需求增长，在欧、美、台资企业进入大陆后，大陆一些企业开始进行 TPU 的生产、销售。从产业生命周期来看，国内的 TPU 行业正处于成长期，市场前景广阔。

TPU行业发展历程

资料来源：立鼎产业研究中心整理

——TPU分类情况

按原材料种类分类，TPU 主要可分为聚酯型、聚醚型、聚己内酯型和聚碳酸酯型；按加工工艺分类，TPU 可分为挤出级、注塑级、胶粘级、压延级、吹塑级与发泡级。

TPU产品分类

资料来源：立鼎产业研究中心整理

——TPU产业链分析

一、产品主要功能与用途

TPU 是一种绿色环保的新型高性能弹性体材料，属于聚氨酯弹性体的一种，兼具橡胶与塑料的性能，与其它类型橡胶及塑料相比具有能耗低、污染小等显著优点，能有效替代 PVC、橡胶、EVA、硅胶等传统材料。TPU 可以采用多种常规的塑料加工方法成型，如注塑、挤出、流延、压延、吹塑等，废弃后可重复加工利用，且在堆肥状态下能够自动降解，对环境不造成任何污染。符合循环经济和可持续发展的要求，是未来新材料的主要发展方向之一，市场容量巨大。

通过独特分子结构设计、特殊物理/化学共混改性等手段、以及材料的形貌控制技术，赋予 TPU 以高强度、高耐寒、高耐磨、环保阻燃、耐水、耐油、耐霉菌等优异性能，被广泛应用于国防军工、电子电器、石油化工、资源勘探、医疗卫生、运动装备等高端制造领域，是相关产业转型升级的关键材料。

TPU产品应用领域及其典型终端产品

资料来源：立鼎产业研究中心整理

二、TPU产业链析

TPU行业产业链

资料来源：立鼎产业研究中心整理