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TPU 的分子链结构（二级结构）：大分子二元醇和异酸酯连接形成长分子链，因为分子链较长，表现为柔性，就成为在整个分子链中的软段结构。
短链二元醇（扩链剂）和异酸酯连接成短链结构，因为链短，表现为刚性，就成为分子链中的硬段结构。这样硬段软段相间的特殊结构赋予了TPU既有弹性又有不错的机械性能且可热塑加工的特殊性能，从而使TPU作为介于塑料和橡胶之间的一个新类高分子材料得到广泛应用。对于不同的大分子多元醇，扩链剂和多异酸酯的选择搭配可制取品种繁多各种性能的TPU产品。
TPU 作为弹性体是介于橡胶和塑料之间的一种材料，这从它的刚性看出来，TPU的刚性可由弹性模量来度量。橡胶的弹性模量通常在1~10Mpa，TPU在10~1000Mpa，塑料（尼龙，ABS，PC和POM）在1000~10000Mpa。TPU 的硬度范围相当宽，从Shore A 60~Shore D 80并且在整个硬度范围内具有高弹性；TPU在很宽的温度范围内（-40~120℃）具有柔性，而不需要增塑剂；TPT对油类（矿物油，动植物油脂和润滑油）和许多溶剂有良好的抵抗能力。TPU的拉伸性能：拉伸性能是指单向拉伸，即应力-应变性能。从TPU的应力-应变曲线可以获得这些信息：拉伸强度（Tensile Strength，单位: Mpa），断裂伸长率 (Elongation， 单位: %)，定伸应力 (定伸模量，单位: Mpa)，等等。
拉伸性能与温度的关系，TPU粘金属材料，以Texin 480AR商品为例，两组曲线分别为高温(23~121℃)和低温（0~50℃）的拉伸应力-应变曲线。不难看出，在23℃时它是弹性体，在121℃时成为软橡胶，在-50℃又呈现弹性塑料。在应力不变情况下，拉伸应力随温度的增加而下降。这是由于TPU硬段微区随着温度增加而逐渐软化以及硬段软段混合度的增加导致拉伸应力的下降。
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