热塑性聚氨酯TPU是最早被人发现的既有橡胶弹性，又有塑料热塑性的高分子材料。随着TPU硬段含量的变化，其杨氏模量可从8MPa变化到2000MPa。TPU的刚性也可以通过添加有机、无机填料，尤其是玻璃纤维来提高。
⒈机械性能
TPU具有优异的物理机械性能，拉伸强度、伸长率都比较高。TPU的化学结构与邵氏硬度不同，其拉伸强度亦不同，可以从25MPa到70MPa。软质TPU（Shore 85A以下）的拉伸强度较低，硬质TPU（Shore 50D以上）的拉伸强度则较高。
TPU主要优点之一是其耐磨性很好，因此常用于制造鞋底和电缆护套。
TPU的抗撕裂性很好，在很宽的温度范围内均具有柔顺性。
聚酯型TPU的耐磨性、抗撕裂性以及拉伸强度、撕裂强度都优于聚醚型TPU；聚醚型TPU适合于对耐水解性、耐微生物降解性和低温性、柔顺性要求较高的场合；而通过特殊方法合成的聚醚酯型TPU同时具有二者的特点，性能更加优异，可用作消防水管、电缆护套、薄膜等的生产。
⒉热性能
TPU中的软段决定了其低温性能。聚醚型TPU的耐低温性由于聚酯型TPU。
TPU使用温度较广，大多数制品可在-40℃~80℃范围内长期使用，短期使用温度可达120℃，而用哌嗪为原料制备的TPU甚至可以耐更高温度。高温下主要由硬链段来维护其性能，而且产品硬度越高（即二异氰酸酯和扩链剂越多）其使用温度越高。
另外TPU的高温性能还受二异氰酸酯和扩链剂种类的影响。
TPU的机械性能（硬度、弹性等）都与温度有关。
⒊水解稳定性
室温下TPU可以在纯水中使用几年而且性能无明显变化；但在80℃时，即使只在水中浸泡几周或几个月，TPU的机械性能就会受到很大影响。
TPU的水解稳定性与软段的结构有关，聚酯型TPU用碳化二亚胺进行保护后其耐水解性有所提高，而聚醚酯和聚醚型TPU在高温下的耐水解性相对会好很多。
由于TPU的硬段具有憎水性，因此随着TPU硬度的增加其水解稳定性也变好。
⒋耐化学性
TPU对酸碱较敏感，室温下就能被稀酸、稀碱缓慢侵蚀；高温下TPU不耐浓酸浓碱。
非极性溶剂如己烷、庚烷、石蜡油对于极性的TPU来说几乎没有任何作用，甚至在高温下TPU在其中的溶胀也很小。
TPU的耐油性（如矿物油、柴油、润滑油）十分优异；但对于某些工业用油及润滑油来说，因其中含有添加剂，故在高温下有可能会侵蚀TPU。
TPU在氯代烃或芳香烃（比如甲苯）中会严重溶胀，溶胀程度取决于TPU的结构。聚酯型比聚醚型的溶胀小，硬质比软质的溶胀小。
某些极性溶剂，比如四氢呋喃、丁酮、二甲基甲酰胺，能够部分或完全将TPU溶解。软质线性TPU可以溶解在丁酮/丙酮混合溶剂中作为粘合剂使用；硬质线性TPU溶解后可以用作织物、皮革的涂饰剂。
⒌耐微生物性
聚酯型软质TPU与潮湿的土壤长时间接触，会被微生物侵蚀，菌类可能会使制品表面变色，但不一定会损害机械性能；而聚醚型、聚醚酯型和硬质TPU通常不会受到微生物的侵蚀。
⒍耐紫外线
以芳香类异氰酸酯为原料制备的TPU在紫外线作用下会泛黄，但对性能影响很小；可以通过添加紫外线吸收剂来改善。
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