一、概述

熱塑性彈性體（TPE）是一種介于橡膠和熱塑性塑料特性的高分子材料，具有橡膠和塑料的雙重性和寬廣的應(yīng)用特性。目前TPE消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，主要品種是苯乙烯類（TPS）、烯烴類（TPO）和聚氨酯類（TPU）。TPE消費(fèi)量已達(dá)到220萬t左右，我國已達(dá)到42萬t左右，我國已成為TPE需求增長快的國家之一。

TPU（熱塑性聚氨酯彈性體）是由異氰酸酯（固化劑）、聚醚（或聚酯）大分子多元醇（構(gòu)成軟段主鏈結(jié)構(gòu)）與小分子多元醇（或胺）為擴(kuò)鏈劑（構(gòu)成硬段結(jié)構(gòu)）為主要成分構(gòu)成的嵌段共聚體。采用不同品種原料固化劑、多元醇和擴(kuò)鏈劑可合成出品種多樣、性能各異、加工多種、用途廣泛的各種TPU制品。TPU可制成高模量的特種塑料，也可制成高彈性的橡膠，可制成薄膜、也可制成纖維，這是目前TPE中能做到的一個(gè)品種。

TPU具有高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨性和高屈撓性等優(yōu)良機(jī)械性能，又具有耐油、耐溶劑和耐一般化學(xué)品的性能。由此決定了TPU具有多用途的特性。

近年來在范圍內(nèi)掀起了一股TPU熱，其中引為注目的事件：

（1）美國路博潤（LUBRIZOL）公司收購美國諾譽(yù)（NOVEN）公司。諾譽(yù)是知名的TPU制造商，尤其在TPU高檔產(chǎn)品如：醫(yī)療、薄膜、氨綸和特種管材等方面，在占有10億美元TPU潛在市場優(yōu)勢。路博潤公司以18.4億美元收購諾譽(yù)后，在美國股市引起強(qiáng)烈反應(yīng)，美國華爾街對此成功收購給予了很高評價(jià)，收購后路博潤股票一路攀升從25美元飛漲到64美元。

（2）德國拜耳（Bayer）公司收購臺灣優(yōu)得公司

臺灣優(yōu)得（Ure-Tech Co.）公司是中國臺灣知名的TPU制造商，在中國大陸占有較大的TPU市場份額。2005年臺灣優(yōu)得TPU產(chǎn)品銷售額為0.55億美元。德國Bayer是知名的聚氨酯原料和產(chǎn)品大型跨國公司，其中TPU產(chǎn)品也是該公司強(qiáng)項(xiàng)，2005年BayerTPU產(chǎn)品銷售額為1.92億歐元。Bayer并購優(yōu)得后，在亞太地區(qū)TPU市場將大大加強(qiáng)。

（3）國外跨國公司在大陸掀起TPU投資熱

美國諾譽(yù)已在上海松江建成了年產(chǎn)5000噸TPU生產(chǎn)線。（一期）主要用于生產(chǎn)TPU薄膜等高檔產(chǎn)品，二期將擴(kuò)大到1萬t/a。

德國BASF在上海浦東已建成年產(chǎn)5000t生產(chǎn)線，主要用于提供國內(nèi)生產(chǎn)熔紡氨綸用TPU切片。

（4）我國本土TPU掀起產(chǎn)能擴(kuò)大熱

煙臺萬華聚氨酯股份有限公司目前TPU產(chǎn)能已達(dá)到2萬t/a，是目前國內(nèi)大的TPU生產(chǎn)企業(yè)。河北保定已建成年產(chǎn)1萬t/aTPU生產(chǎn)線。福建晉江已建成年產(chǎn)7000t/a生產(chǎn)線。江蘇南通擬建萬噸級TPU生產(chǎn)線。上海聯(lián)景已擴(kuò)產(chǎn)成6000t/a生產(chǎn)線。

臺灣三晃、高鼎、日勝等臺資企業(yè)，也紛紛在中國大陸擴(kuò)建TPU生產(chǎn)線。目前國內(nèi)TPU已形成大陸產(chǎn)品、臺灣省產(chǎn)品、歐美產(chǎn)品三足鼎立的局面。

我國TPU的快速發(fā)展已成為TPE和PUE（聚氨酯彈性體）的一個(gè)亮點(diǎn)。2006年TPU消費(fèi)量為26.5萬t左右。其中美國6萬t、西歐8萬t、日本1.5萬t、中國大陸11萬t。中國大陸TPU消費(fèi)量已接近消費(fèi)量的一半。

2006年我國TPU主要消費(fèi)領(lǐng)域：其中鞋材4.24萬t、膠粘劑1.6萬t、管材1.5萬t、薄膜1萬t、合成革0.78萬t、熔紡氨綸0.4萬t、工業(yè)用輪0.42萬t、電纜0.36萬t、其它0.5萬t。目前中國大陸TPU產(chǎn)能已達(dá)到12萬t/a，中國臺灣TPU產(chǎn)能已達(dá)到4萬t/a。中國已是TPU大制造和消費(fèi)中心。

二、TPU主要應(yīng)用領(lǐng)域

1、TPU鞋材：TPU鞋材占到目前國內(nèi)TPU市場份額的40%左右。PU鞋材優(yōu)點(diǎn)是：輕便、舒適、彈性好、品種變化多、加工方便、又可回收是PU鞋材的發(fā)展方向。包括運(yùn)動鞋、登山鞋、滑雪鞋、高爾夫球鞋、野戰(zhàn)鞋、溜冰鞋、鞋飾片、氣墊、鞋底充氣墊或充液墊，后跟底和鞋大底、透明鞋幫、標(biāo)牌等。

我國鞋材制造商主要集中在廣東、福建和浙江。廣州、晉江、溫州、成都是目前國內(nèi)四大鞋都。

2、TPU管材：TPU管材占到目前國內(nèi)TPU下游市場20%左右。其中TPU軟管是主要產(chǎn)品形式。TPU軟管具有彈性好、耐磨損、耐油、柔軟、耐老化等性能。TPU軟管根據(jù)其不同用途可做成低壓軟管和鋼絲或纖維增強(qiáng)的高壓軟管。如輸水管、輸氣管、輸油管、空壓管等，TPU軟管可廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、工程機(jī)械、石化設(shè)備、液壓設(shè)備、氣動設(shè)備、電纜護(hù)套、儀器儀表、食品設(shè)備、飛機(jī)、坦克等領(lǐng)域。

TPU管材也可做成多種用途和多種規(guī)格的棒材。

3、TPU薄膜：TPU薄膜具有其它塑料和橡膠無法比擬的高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐油、耐寒、耐老化、環(huán)保無毒、可降解等優(yōu)良特性；又具有防水透濕、防風(fēng)、防寒、抗菌、抗紫外線等優(yōu)異性能，可應(yīng)用在眾多工業(yè)和民用領(lǐng)域。是一種綠色薄膜，是取代PVC薄膜的理想替代品。

表（一）TPU薄膜與其它聚合物材料性能比較


由表（一）可知：TPU薄膜綜合性能，明顯優(yōu)于一般通用塑料和橡膠制作的薄膜。    

主要應(yīng)用領(lǐng)域：

（1）鞋材：TPU薄膜與多種面料復(fù)合，做成具有防水透氣功能的鞋面面料，也可做成裝飾面料。此種薄膜一般采用流涎設(shè)備制造。

（2）服裝：TPU薄膜與多種面料復(fù)合，可做成具有高彈性、高強(qiáng)度、又有防水透濕功能的多種復(fù)合面料。廣泛應(yīng)用于做休閑服、防曬服、內(nèi)衣、雨衣、風(fēng)衣、T恤、運(yùn)動服等面料。TPU薄膜與滌綸、針織布復(fù)合，可做成具有抗病毒、透濕、抑菌、柔軟功能的生物防護(hù)服，在醫(yī)院具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。此種薄膜一般也采用流涎法制造。

（3）工業(yè)領(lǐng)域：TPU薄膜用于防火、隔熱、隔音材料。裝璜包裝、食品包裝；椅套、氣球廣告等；防水貼條、壓縮封墊、傳動皮帶、絕緣板等。

（4）夾層安全玻璃：TPU取代傳統(tǒng)PVB作為安全玻璃的中間層，廣泛應(yīng)用于高層建筑玻璃幕墻和汽車用安全玻璃。

（5）其它：醫(yī)療輸血袋，取代目前具有毒性的PVC輸血袋。女人文胸吊帶；銀行芯片等。    

目前國內(nèi)TPU薄膜市場年消費(fèi)量1萬t左右，高檔用途TPU薄膜以進(jìn)口為主。

4、TPU密封復(fù)合材料：TPU密封復(fù)合材料主要用途制作充氣囊體。充氣囊體已廣泛用于國防軍工和民用領(lǐng)域，此種材料是由TPU與纖維織物復(fù)合而成。該材料比普通橡膠和PVC具有無可比擬的抗拉強(qiáng)度。優(yōu)良的機(jī)械性能如：抗撕裂強(qiáng)度、耐磨和耐低溫屈撓性能。還具有良好的耐油、耐老化性能，是一種環(huán)保型材料。

表（二）TPU復(fù)合材料與其它橡膠復(fù)合材料性能比較


由表（二）可知：TPU密封復(fù)合材料綜合性能明顯優(yōu)于其它橡膠

TPU密封復(fù)合材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域：（1）充氣床墊和醫(yī)療褥瘡床墊。（2）按摩椅囊體材料：該領(lǐng)域此種材料應(yīng)用已遍及。（3）海上作業(yè)用橡皮船和充氣艇囊體材料：該領(lǐng)域已逐步取代PVC和氯丁橡膠。（4）起重氣囊材料：TPU材料的抗拉強(qiáng)度為橡膠材料的3倍左右；耐磨是橡膠的3-10倍，所以用此種材料做的起重氣囊，可承受更高的重量和壓力，具有很大的實(shí)用價(jià)值。（5）軍用和民用飛艇囊體材料：選擇高性能TPU組成的囊體材料，對飛艇的性能和生命力具有十分重要作用。

TPU密封復(fù)合材料還可做成防水、透濕面料服裝，軟體儲運(yùn)容器材料，工業(yè)防護(hù)服裝和工業(yè)運(yùn)輸皮帶等。

TPU密封復(fù)合材料，在國內(nèi)一些領(lǐng)域已得到應(yīng)用。在軍用領(lǐng)域有較大的發(fā)展前途。

5、其它：（1）滾輪：包括工業(yè)用滾輪、電梯輪、家用滾輪、運(yùn)動器材輪、醫(yī)療器材輪、玩具輪等（2）合成革：包括TPU鞋革、球革、太空革、服裝革和箱包革等（3）工業(yè)用品：包括膠粘劑、密封件、裝飾條、印刷絲網(wǎng)、編織篩板、傳送帶等（4）電纜：包括電力電纜、通訊電纜、海底和石油勘探電纜、護(hù)套、光導(dǎo)纖維內(nèi)外護(hù)套等（5）商標(biāo)、動物標(biāo)簽等。

三、TPU發(fā)展前景

1、TPU在我國汽車工業(yè)上應(yīng)用

汽車工業(yè)是TPU未來重要發(fā)展領(lǐng)域。TPU可用于汽車車體中多種構(gòu)件。利用TPU的減震性、韌性、耐磨性可制成軸襯、軸瓦、軸套、減震器和減震墊等。利用TPU的彈性、彎曲性、耐疲勞、耐油脂可制成管類和護(hù)套類，如輸油管、電纜絕緣外套、傳動皮帶和薄壁油箱。利用其密封功能，抗切割性可制成墊圈、墊板、墊片和安全玻璃。利用其尺寸穩(wěn)定、沖擊強(qiáng)度高和良好的涂層特性，可制成保險(xiǎn)杠、儀表板、門板和安全氣囊。

目前TPU在我國汽車工業(yè)上應(yīng)用，年消耗量1萬t左右。我國到2010年汽車產(chǎn)量達(dá)到1000萬輛，保有車達(dá)到5000萬輛。到2010年我國汽車工業(yè)對TPU年需求量大致3-4萬t。隨

著汽車工業(yè)向輕量化、節(jié)能化、舒適化和安全化方向發(fā)展，TPU在汽車上作用將越來越大，應(yīng)用前景越來越寬廣。

2、TPU在輕紡工業(yè)上應(yīng)用

TPU在輕紡工業(yè)上用途很廣，除用作鞋材、合成革和TPU薄膜復(fù)合面料外，TPU切片用于制造氨綸化纖是一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。氨綸（萊卡）是一種彈性纖維，和棉、毛、腈綸、滌綸等混紡成紗線，可制成緊身衣、運(yùn)動衣、內(nèi)衣、毛衣、彈力褲料、襪類等彈性衣料，是目前國內(nèi)外已流行的一種高檔化纖材料。國際上制造氨綸工藝主要兩種：干法和熔紡法，熔紡法比干法具有不含有毒溶劑，制造成本低等優(yōu)勢，是氨綸的未來發(fā)展方向。TPU切片是制造熔紡氨綸的基礎(chǔ)原料，目前國內(nèi)TPU切片基本上由德國BASF公司壟斷，價(jià)格昂貴，售價(jià)5萬元/t。隨著我國TPU技術(shù)不斷發(fā)展和完善，TPU切片國產(chǎn)化必將得到實(shí)現(xiàn)。預(yù)計(jì)未來幾年，我國TPU切片市場需求將達(dá)到5萬t/a。據(jù)悉國內(nèi)正在掀起一股TPU切片和熔紡氨綸投資熱。（目前20D熔紡氨綸絲售價(jià)12萬元/t）由此將推動我國紡織化纖工業(yè)的快速發(fā)展。

3、TPU在醫(yī)療器件行業(yè)上應(yīng)用

TPU材料與人體組織有良好的生物相容性和血液相容性。（優(yōu)良的抗凝血性能）以及TPU還具有以下特性和優(yōu)勢：（1）卓越的透明度（適于觀察）（2）的抗霉性、抗真菌性及抗藻性（3）低萃取性（優(yōu)于PVC）（4）無過敏反應(yīng)（5）可進(jìn)行射線、環(huán)氧乙烷及干熱消毒。因此TPU已作為一種優(yōu)良的醫(yī)用材料。按其用途可做成：人工心臟瓣、人工肺、人工皮膚、心臟起博器、氣管、插管、導(dǎo)液管、導(dǎo)尿管、介入導(dǎo)管、連通管、旋塞閥、抗穿刺薄膜、骨科矯形器、繃帶、腹帶等。目前國際上醫(yī)療級TPU售價(jià)10萬元-20萬元/t。TPU在醫(yī)療器件應(yīng)用上前景十分廣闊。

4、TPU在輪胎工業(yè)上應(yīng)用

傳統(tǒng)橡膠輪胎生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，設(shè)備投資也大，生產(chǎn)過程又長。近來美國一家公司生產(chǎn)TPU輪胎完全取消了傳統(tǒng)工藝，采用旋轉(zhuǎn)注塑工藝，聲稱3分鐘就可以生產(chǎn)一個(gè)新輪胎。若建100萬個(gè)/a輪胎生產(chǎn)線投資需500萬美元，比傳統(tǒng)工藝投資節(jié)省，此種輪胎工藝生產(chǎn)效率大大提高，由此成本將會降低。此種工藝一旦技術(shù)成熟，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，將是輪胎工業(yè)上一場革命。TPU還可用于制造翻新輪胎。

5、TPU新材料與新技術(shù)

近年來國內(nèi)外對TPU共混技術(shù)的研究十分活躍，即在TPU中摻雜與之相容的廉價(jià)塑料，從而達(dá)到降低成本，改善特殊要求性能目的。也可將TPU作為一種彈性體聚合物改良劑，從而獲得綜合性能優(yōu)良的共混物。

（1）TPU/PVC合金

TPU/PVC合金可明顯提高PVC伸長率（可代替有毒性的DOP增塑劑）擴(kuò)大了PVC應(yīng)用領(lǐng)域。近來報(bào)導(dǎo)反應(yīng)性共混技術(shù)制備TPU/PVC合金。首先將PVC溶解在制備TPU的原料二元醇中，隨后加入異氰酸酯進(jìn)行原位聚合，形成TPU/PVC合金，性能優(yōu)于一般的TPU/PVC共混合金。

（2）TPU/POM（聚甲醛）合金

TPU/POM合金，可明顯改善POM缺口沖擊強(qiáng)度，從而擴(kuò)大了POM的應(yīng)用領(lǐng)域。

（3）TPU/PC（聚碳酸酯）合金

TPU/PC共混合金可改善PC的韌性、應(yīng)力開裂性、缺口敏感性、耐溶劑、耐化學(xué)品性；同時(shí)可降低PC的成型加工溫度。擴(kuò)大了PC的應(yīng)用領(lǐng)域。

（4）TPU/ABS合金

采用TPU/ABS合金可改善ABS的沖擊強(qiáng)度與耐磨性。美國DOW氐公司采用TPU/ABS合金用于汽車保險(xiǎn)杠和紡機(jī)配件。

（5）TPU/PBT合金

TPU/PBT合金可明顯改善PBT的拉伸屈服強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度。

（6）TPU/TPO合金

日本本田汽車公司已成功地開發(fā)成TPU/TPO合金材料，從而改善了TPO的耐磨和抗撕裂性能，已成功地用于汽車底板。

（7）IPN-TPU新技術(shù)

在TPU加工成型過程中加入某種反應(yīng)性成分，在熱塑成型之后，通過后熟化產(chǎn)生局部交聯(lián)，形成TPU互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物（IPN-TPU）從而達(dá)到提高TPU某些特殊要求性能。

四、結(jié)論

1、正掀起一股TPU并購熱和在中國大陸投資熱。目前國內(nèi)TPU已形成大陸產(chǎn)品、臺灣省產(chǎn)品、歐美產(chǎn)品三足鼎立的局面。

2、國內(nèi)TPU產(chǎn)能12萬t/a左右，消費(fèi)量11萬t/a左右，中國大陸是TPU大的制造和消費(fèi)中心。

3、國內(nèi)TPU主要消費(fèi)領(lǐng)域：鞋材、管材、膠粘劑、薄膜、工業(yè)滾輪、熔紡氨綸、合成革和電纜等。

4、汽車工業(yè)、輕紡工業(yè)（熔紡氨綸、TPU密封復(fù)合材料等）、醫(yī)療行業(yè)、輪胎工業(yè)是TPU未來生果發(fā)展方向。

5、TPU與塑料、橡膠和其它彈性體構(gòu)成的合金，將是降低TPU成本、改善合金性能、擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域一條行之有效的技術(shù)途徑，值得加強(qiáng)開發(fā)。

6、TPU合金原位聚合和互穿網(wǎng)絡(luò)（IPN-TPU）新技術(shù)對提高TPU性能、擴(kuò)大用途具有較大實(shí)用價(jià)值，值得探索研究。